Method Article

Wyprowadzanie prekursorów z ograniczeniami glejowymi od myszy E13

DOI:

10.3791/3462

June 20th, 2012

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół opisuje pochodzenie prekursorów o ograniczonym gleju z rdzenia kręgowego płodu i utrzymywanych in vitro zarówno do przeszczepu, jak i do badania linii oligodendrocytów.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To jest protokół do pozyskiwania komórek prekursorowych z ograniczeniami glejowymi (GRP) z rdzenia kręgowego płodów myszy E13. Komórki te są wczesnymi prekursorami w linii komórek oligodendrocytarnych. Ostatnio komórki te zostały przebadane jako potencjalne źródło terapii naprawczych w chorobach istoty białej. Leukomalacja okołokomorowa (PVL) jest główną przyczyną niegenetycznej choroby istoty białej w dzieciństwie i dotyka do 50% skrajnych wcześniaków. Dane sugerują zwiększoną podatność rozwijającego się mózgu na niedotlenienie-niedokrwienie, stres oksydacyjny i ekscytotoksyczność, które selektywnie celują w powstającą istotę białą. Prekursory o ograniczonym dostępie glejowym (GRP), komórki progenitorowe oligodendrocytów (OPC) i niedojrzałe oligodendrocyty (preOL) wydają się być kluczowymi graczami w rozwoju PVL i są przedmiotem ciągłych badań. Co więcej, wcześniejsze badania zidentyfikowały podzbiór tkanki OUN, który ma zwiększoną podatność na ekscytotoksyczność glutaminianu, a także wzorzec rozwojowy tej podatności. Nasze laboratorium bada obecnie rolę progenitorów oligodendrocytów w PVL i wykorzystuje komórki na etapie rozwoju GRP. Wykorzystujemy te pochodne komórki GRP w kilku paradygmatach eksperymentalnych, aby przetestować ich reakcję na wybrane naprężenia zgodne z PVL. Komórkami GRP można manipulować in vitro w OPC i preOL do eksperymentów transplantacyjnych z mysimi modelami PVL i modelami in vitro urazów podobnych do PVL, w tym niedotlenienia i niedokrwienia. Dzięki zastosowaniu hodowli komórkowych i badań in vitro zmniejszyłaby się zmienność między eksperymentami, co ułatwiłoby interpretację danych. Hodowla komórek pozwala również na wzbogacenie populacji GRP przy jednoczesnym zminimalizowaniu wpływu zanieczyszczających komórek o fenotypie innym niż GRP.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wprowadzenie

W tym protokole pokazujemy, jak wyodrębnić, wybrać i umieścić komórki prekursorowe z ograniczeniami glejowymi (GRP) z rdzenia kręgowego płodów myszy E13. Komórki te są wczesnymi prekursorami w liniach komórek oligodendrocytarnych i astrocytarnych i są definiowane przez ich ekspresję A2B5. W pożywce GRP uzupełnionej FGF-2 GRP A2B5 + zaczną wyrażać wczesne markery linii oligodendrocytarnej PDGFαR i NG21,2. Te komórki linii oligodendrocytów przechodzą przez szereg odrębnych etapów fenotypowych, z których każdy charakteryzuje się zmianami morfologicznymi, a także ekspresją markerów do określonych etapów rozwoju.

Te komórki prekursorowe są obecnie badane jako potencjalne źródło dla metod terapeutycznych opartych na komórkach w zaburzeniach istoty białej ośrodkowego układu nerwowego, w tym stwardnieniu rozsianym, leukodystrofii i leukomalacji okołokomorowej (PVL)3,4,5,6. Badania z wykorzystaniem prekursorów linii oligodendrocytów pochodzących z ludzkiego mózgu wykazały udaną remielinizację w mózgach modelu dysmielinizacji myszy z dreszczami, a także w zdemielinizowanych modelach gryzoni rdzenia kręgowego6,7,8,9. Te glejowe komórki prekursorowe były również wykorzystywane w badaniach innych modeli chorób istoty białej, takich jak uraz rdzenia kręgowego i stwardnienie zanikowe boczne10,11,12,13.

Nasze laboratorium opracowało wczesny model mysi niedotlenienia i niedokrwienia po urodzeniu, za pomocą którego oceniamy skuteczność tych komórek GRP pochodzących z rdzenia kręgowego jako podejścia regeneracyjnego w PVL, głównej przyczynie porażenia mózgowego14,15,16. Istnieje również model OPC pochodzący z mózgu gryzoni, który jest szeroko stosowany do badania uszkodzeń istoty białej, ponieważ komórki GRP mają tendencję do różnicowania się w szlak astrocytarny17. Fenotyp OPC wkroczył już do szlaku linii oligodendrocytów, co wydaje się zjawiskiem nieodwracalnym. Jesteśmy jednak zainteresowani oceną odpowiedzi szerszego spektrum progenitorów oligodendrocytów, w tym GRP, a być może nawet NEP-ów pochodzących z E10.5. Z tego powodu do naszej pracy przyjęliśmy model GRP pochodzący z rdzenia kręgowego.

Oprócz wykorzystania GRP do wymiany komórek, pochodzenie tych komórek z dzikich i transgenicznych modeli gryzoni chorób istoty białej pozwala na dalsze badania nad różnicowaniem gleju w warunkach normalnych i chorobowych w warunkach in vitro. Poprzednie publikacje pokazują dowody na selektywną podatność komórek prekursorowych linii oligodendrocytarnej na różne zewnętrzne czynniki stresogenne, takie jak ekscytotoksyczność glutaminianu zależna od dojrzewania, stres oksydacyjny i wybrane czynniki związane z zapaleniem nerwów18,19. Nasze badania koncentrowały się na zrozumieniu mechanizmów komórkowych i molekularnych stojących za rozwojem tych urazów istoty białej, ocenie podatności komórek w spektrum linii oligodendrocytów na obrazę, a także analizie przypuszczalnych podejść terapeutycznych.

Materiały

Wszystkie procedury dotyczące zwierząt są zgodne z polityką PHS i JHU IACUC. Wszystkie zabiegi powinny być wykonywane w okapie z przepływem laminarnym w celu utrzymania warunków aseptycznych. Zazwyczaj sekcje wykonuje się w okapie z przepływem poziomym, a prace in vitro w okapie z przepływem pionowym. Wszystkie podłoża używane na zimno podczas sekcji. Myszy użyte w naszym badaniu to dziki szczep CD-1 i transgeniczny GFP na tle C57 / BL6. Jedna matka myszy CD-1 zazwyczaj daje 10+ płodów, które wystarczają do wysiewu 1-2 kolb T25. Zazwyczaj dwie matki są poświęcane na raz, a płodowe rdzenie kręgowe są łączone i platerowane w 1 kolbie T25 na matkę. Po pobraniu komórek można je namnażać i charakteryzować in vitro do kolejnych badań.

1. Przygotowanie pożywek i kolb

  • Jako pożywkę do rozwarstwiania stosuje się pożywkę podstawową GRP: DMEM / F12 1:1 (Invitrogen) + B27 (50x; Invitrogen) N2 (100x; Invitrogen) i albuminy surowicy bydlęcej (BSA; 0,5% w/v).
  • Podłoże dysocjacyjne: takie samo jak podłoże preparacyjne.
  • Pożywka hodowlana: pożywka podstawowa GRP + FGF-2 (10-20 ng/ml; Invitrogen) i heparyny (1 μg/ml; Sigma).
  • PLL/laminina powlekane 75 cm2 lub 25 cm2 kolby (T75 lub T25).
  • Kolby do hodowli tkankowych (75cm2, Falcon) pokryto 15-20 μg/ml poli-L-lizyny (PLL; Sigma) w destylowanymH2O, inkubowanym w temperaturze 37 °C przez 1 godzinę, a następnie zasysany. Kolby przemywa się 1X PBS, a następnie pokrywa 15-20 μg/ml Lamininy (Sigma) w PBS w temperaturze 37 °C przez 1 godzinę, a następnie zasysa i dodaje świeży PBS lub pożywkę, aż komórki będą gotowe do powlekania. Po powlekaniu kolby nigdy nie powinny być pozostawione do wyschnięcia, ale mogą być przechowywane w PBS lub pożywce w temperaturze 4 °C przez krótki czas przed użyciem.

2. Instrumenty i inne materiały

  • szalki Petriego: 4 na matkę: 3 szalki Petriego do rozwarstwienia (75 mm), szalka 20 mm do zbierania pobranych rdzeni kręgowych.
  • Duże nożyczki (43 mm Nożyczki operacyjne, Roboz) i kleszcze do tkanek do otwierania brzucha matki.
  • Małe nożyczki do preparowania macicy i usuwania płodów (15 mm Micro Dissecting Scissors, Roboz).
  • Nożyczki sprężynowe Micro Dissecting (6 mm) do preparowania rdzenia kręgowego płodów.
  • Kleszcze kątowe do mikropreparowania do zakotwiczenia matki i ciała płodu podczas operacji, a następnie usunięcia rdzenia kręgowego po odsłonięciu.
  • Sitko do komórek o średnicy 40 lub 70 mikrometrów do usuwania resztek komórek przed posiewem.
  • 0,05% trypsyny podgrzanej do 37 °C.
  • 10 mg/ml DNAzy 1 (Sigma), przygotowana jako 100x podstawa (1 g/ml).
  • Worek na zwłoki zwierząt.
  • Probówki wirówkowe o pojemności 15 i 50 ml do przetwarzania wyekstrahowanego rdzenia kręgowego.

3. Określanie ciąży w czasie

Ciężarne matki myszy są zamawiane z komercyjnych źródeł, określając poród w embrionalnym dniu E12 lub E13 rozwoju płodu lub ciążę ustaloną wewnętrznie. Krótko mówiąc, późnym popołudniem dwie samice umieszcza się razem z jednym samcem i pozostawia razem na noc. Następnego dnia samice są obserwowane pod kątem obecności czopu śluzowego znajdującego się w pochwie. Czop śluzowy jest jedynie wskazówką, że doszło do krycia, więc zwierzęta są następnie ważone codziennie, aby monitorować tempo wzrostu masy ciała. Dzień, w którym obserwuje się czop śluzowy, określa się jako dzień pierwszy zarodka (E1).

4. Pochodzenie tkanki

  1. Pracuj pod okapem z przepływem poziomym, aby utrzymać warunki aseptyki.
  2. Spryskaj maskę i obszar roboczy 70% etanolem.
  3. Instrumenty w autoklawie lub spryskać obficie 70% etanolem.
  4. Przygotuj instrumenty, media i mikroskop do użycia.
  5. Wlać 20 ml zimnej pożywki preparacyjnej do sterylnej szalki Petriego.
  6. Znieczulić zwierzę hydratem chloralu (500 mg/kg) podawanym dootrzewnowo (IP), a następnie zwichnąć szyjkę macicy lub zdekapitacjonować.
  7. Spryskaj okolice brzucha zapory 70-90% etanolem (dezynfekcja)
  8. Otwórz brzuch dużymi nożycami i kleszczami.
    1. W szczepach CD1 i C57/BL6: Zwykle od 8 do 14 płodów znajduje się w macicy. Liczba płodów jest zależna od szczepu.
  9. Wyciągnij macicę myszy, w tym młode, i umieść w świeżej, zimnej pożywce preparacyjnej na czystej szalce Petriego, aby zmyć krew i resztki tkanek z płodu.
  10. Wyjmij każdy płód z rogu macicy i oddziel go od worka embrionalnego i łożyska za pomocą małych nożyczek. Przenieść wyekstrahowane płody do świeżej pożywki preparacyjnej na nowej szalce Petriego.
    1. Pożywka preparcyjna powinna mieć niską temperaturę, aby obniżyć aktywność metaboliczną i zachować żywotność pobranych komórek.
    2. Pracuj od teraz z dwoma kleszczami i mikronożyczkami sprężynowymi do preparowania.
  11. Pracując pod mikroskopem preparacyjnym, przetnij skórę wzdłuż rdzenia kręgowego za pomocą mikronożyczek chirurgicznych i oderwij skórę z powrotem, aby odsłonić rdzeń kręgowy.
  12. Przeciąć rdzeń kręgowy nożyczkami mikrochirurgicznymi na około C1 i na początku ogona.
  13. Usuń rdzeń kręgowy kleszczami, upewnij się, że wszystkie kości i chrząstki zostały usunięte i przenieś na 3. szalkę Petriego z podłożem preparacyjnym
  14. .
  15. Aby zapobiec przerostowi tkanki oponowej w kolejnych hodowlach komórkowych, staraj się usunąć jak najwięcej opon mózgowych z rdzenia kręgowego. Ze względu na powstające wystające nerwy obwodowe jest to trudniejsze niż usunięcie tkanki oponowej z wyekstrahowanego mózgu.
  16. Po usunięciu opon mózgowych przenieś rdzeń kręgowy na 20-milimetrową szalkę Petriego
  17. Oczyść, dokładnie spryskując obszar 70-90% etanolem.
  18. Następujące kroki dysocjacji należy wykonać szybko, aby utrzymać wysoką żywotność uzyskanej tkanki rdzenia kręgowego.

5. Ustanowienie kultury

  1. Trypsynę należy wstępnie podgrzać przez co najmniej 30 minut w łaźni o temperaturze 37 °CH 2O. Z wsadu należy usunąć odpowiednią podwielokrotność, aby zmniejszyć narażenie stada na wahania temperatury.
  2. Przenieś pobrany rdzeń kręgowy do probówki wirówkowej o pojemności 50 ml zawierającej 10 ml wstępnie podgrzanej trypsyny (0,05%; Quality Biologicals) i 100 μl DNAzy (10 mg/ml) i krótko rozcierać.
  3. Inkubować w 37 °CH 2O-bath przez 10 minut.
  4. Tryturować i inkubować przez kolejne 10 minut.
  5. Dodać 5 ml pożywki GRP (zdefiniowanej powyżej) i wirować przez 5 minut przy 1000 obr./min.
  6. Odessać supernatant i ponownie zawiesić osad 10 ml pożywki GRP i dodać DNAse-1 (10 mg/ml; Sigma).
  7. Inkubować w 37 °CH 2O-bath przez 10 minut.
  8. Odwirować 5 minut przy 1000 obr./min i odsysać supernatant.
  9. Ponownie zawiesić pelet świeżym podłożem GRP, a następnie przefiltrować zanieczyszczenia za pomocą sitka o wielkości 40 - 70 μm.
  10. Płytkę na kolbach o średnicy 25 cm2 pokrytych PLL/lamininą (T25) i inkubować w temperaturze 37 °C, wilgotności 95% i 5%CO2.
  11. 100% zmiana nośnika następnego dnia.
  12. W tym momencie dołączyły się GRP i zaczęły rozszerzać procesy.

6. Immunopanning populacji GRP

  1. Płytkę tkankę rdzenia kręgowego w kolbach pokrytych PLL / lamininą, aż kolba będzie zlewać się w 85-90% lub około tygodnia.
  2. Zebrać komórki przez skrobanie kolby gumowym policjantem lub 0,05% trypsyną, dokładnie, ale delikatnie, roztrzeć, odwirować z prędkością 1000 obr./min przez 5 minut i dokładnie zawiesić osad z 3 ml pożywki GRP.
  3. Przenieść po 1 ml do 3 kolb T25 lub 3 ml do 1 kolby T75, dodać odpowiednią ilość pożywki, aby całkowicie pokryć komórki i pozwolić kolbie osiągnąć 80-90% zbieżności.
  4. Zmieniaj nośnik co drugi dzień, wcześniej, jeśli nośnik szybko się wyczerpuje.
  5. Bakteriologiczne szalki Petriego (75 mm) pokryć przez noc w temperaturze 4 °C przeciwciałem anty-mysim IgM (Southern Biotech), 10 μg/ml w PBS.
  6. Odessać nadmiar buforu i umyć szalki Petriego 3x PBS.
  7. Dodać przeciwciało A2B5 (milipore) o stężeniu 5 μg/ml rozcieńczone w PBS i inkubować przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej (RT).
  8. Umyj talerze ponownie 3x PBS, a następnie dodaj 8 ml podłoża GRP, aby zapobiec wysuszeniu talerza.
  9. Przenieść 5 ml pożywki GRP z szalek Petriego i zebrać komórki GRP, zeskrobując kolby gumowym policjantem w celu odłączenia wszystkich komórek
  10. Krótko rozetrzeć zawiesinę komórkową, aby rozbić grudki i przenieść 5 ml zawiesiny komórkowej na bakteriologiczne szalki Petriego pokryte A2B5.
  11. Inkubować przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej bez wstrząsania.
  12. Po 1 godzinie odessać pożywkę i umyć płytki 8x PBS.
  13. Delikatnie zeskrobać komórki gumowym policjantem w 2 ml pożywki GRP, a następnie przenieść na płytki lub kolby pokryte PLL/lamininą z odpowiednią objętością podłoża GRP.

7. Zamrażanie i przechowywanie komórek pochodnych

  1. Komórki pobiera się z 85-90% zlewającej się kolby T25 lub T75 z 2 ml 0,05% trypsyny.
  2. Trypsynę rozcieńcza się i inaktywuje 8 ml pożywki GRP i odwirowuje z prędkością 1000 obr./min przez 5 min.
  3. Granulki z kolb T25 są ponownie zawieszane w 1 ml pożywki do zamrażania GRP (pożywka podstawowa GRP uzupełniona 10% (v/v) DMSO i opcjonalnie 20% FBS). Większe granulki z kolb T75 rozcieńcza się dwukrotnie.
  4. Zawiesiny komórek 1,5 -- 3 x 1010,11,12,13 są przenoszone do fiolek kriogenicznych (Nalgene) i przechowywane przez noc w pojemniku kriogenicznym (Nalgene) zawierającym izopropanol w temperaturze -80 °C, aby powoli zamarznąć przez noc.
  5. Po zamrożeniu przez noc komórki są przenoszone do zamrażarek i przechowywane przez okres od 6 miesięcy do 1 roku w temperaturze -80 °C lub dłużej w N(l). Rozmrożone komórki są zwykle żywotne w 60-80%, w dużej mierze w zależności od jakości powłoki PLL/lamininy.

8. Reprezentatywne wyniki

CO2 nie jest używany do znieczulania zwierzęcia ze względu na możliwy wpływ na żywotność płodów i ostatecznie na pobrane komórki. Co więcej, bardzo trudno będzie całkowicie usunąć opony mózgowe z rdzenia kręgowego podczas procedury derywacji, ale połączenie pożywki GRP i immunopanningu wyeliminuje te szybko rosnące komórki. Podobnie, cały rdzeń kręgowy jest pobierany pomimo większej koncentracji brzusznej populacji GRP ze względu na jej pochodzenie z brzusznego rdzenia kręgowego i migrację grzbietową20. Jednak pożywka GRP selekcjonuje fenotyp GRP, a populacja ta jest maksymalizowana przez immunopanning A2B5. Po posieciu tkanek rdzenia kręgowego kultury in vitro inkubuje się przez dwa pasaże lub około tygodnia. Po 2 dniach w hodowli w kolbach do hodowli tkankowej można zaobserwować komórki o różnej morfologii, co wskazuje na niejednorodność populacji, ale pożywka GRP dokonuje selekcji pod kątem fenotypu GRP. Komórki te są kombinacją A2B5 + GRP, E-NCAM + prekursorów ograniczonych neuronów (NRP) i komórek neuronabłonkowych nestin+, A2B5 - i prawdopodobnie komórek opon mózgowych fibronektyny +. Ponadto mogą być obecne bardziej dojrzałe fenotypy wykazujące ekspresję markerów, w tym podwójnej kortyny i Tuj1 dla linii neuronalnej, GFAP dla astrocytów oraz PDGFaR i GalC dla linii oligo. Aby zmaksymalizować populację wysoce wzbogaconą w GRP z początkowej puli heterogenicznej (Figura 1A), komórki można poddać podwójnej immunogenizacji w celu wyselekcjonowania i wyeliminowania komórek E-NCAM+, a następnie selekcji do populacji GRP A2B5 +, gdy gęstość komórek wzrośnie do około 85-90% zbiegu w T75 Kolby. Te komórki GRP zachowują swoją zdolność do stawania się astrocytami, mimo że znajdują się w pożywce, która selekcjonuje fenotyp oligodendrocytów, więc późniejsza immunopanacja A2B5 może być konieczna do utrzymania wysoce wzbogaconej populacji GRP. Immunopanning zazwyczaj daje do 95% komórek A2B5+, ale w celu uzyskania jeszcze większej wydajności można zastosować sprzężone kulki magnetyczne A2B5 (Miltenyi Biotec Inc.), aby zapewnić wydajność do 97%. Czujność w utrzymaniu kultur GRP, takich jak regularne zmiany pożywki, zminimalizuje proliferację typów komórek innych niż GRP. Nawet przy braku BMP-4 astrocyty mogą być nadal znalezione, a zubożone pożywki, w szczególności, wydają się indukować różnicowanie do fenotypu astrocytowego. Chociaż suplement witaminy B27 zawiera hormon trójjodotyroninowy (T3), nie zaobserwowano tendencji do różnicowania się w oligodendrocyty w populacji GRP, zjawisko to występuje tylko wtedy, gdy do pożywki dodaje się wyższe poziomy T3. Jednak suplement B27 wolny od T3 można zastąpić, jeśli istnieje obawa o zanieczyszczenie dojrzałymi oligodendrocytami (ryc. 1B). Te komórki GRP można łatwo zidentyfikować na podstawie morfologii małej somy z 2 lub 3 krótkimi procesami, ale w celu wykrycia innych typów komórek, które mogą być obecne, można przeprowadzić immunocytochemię dla wcześniej nazwanych wspólnych markerów rozwojowych i specyficznych dla typu komórki. Zwykle będzie istniała niewielka trwała populacja komórek A2B5, które są neuronabłonkowe (NEP) i mogą stać się GRP lub NRP. Na szczęście im dłużej komórki są utrzymywane w pożywce GRP, tym większe prawdopodobieństwo, że pożywka dokona selekcji dla fenotypu GRP.

figure-protocol-1

Rysunek 1. a) Platerowane komórki rdzenia kręgowego o niejednorodnej morfologii obserwuje się po 2 dniach w hodowli. b) Immunopanacja maksymalizuje populację wysoce wzbogaconą w GRP z wyjściowej puli heterogenicznej.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zaburzenia istoty białej ośrodkowego układu nerwowego obejmują dużą liczbę etiologii, w tym przyczyny genetyczne, zapalne, niedokrwienne i toksyczne19,21,22,23,24. Podczas gdy stwardnienie rozsiane i waskulopatie są główną przyczyną choroby istoty białej u dorosłych, leukomalacja okołokomorowa związana z wcześniactwem jest najczęstszą przyczyną uszkodzenia istoty białej w populacji dziecięcej. W celu dokładniejszego nakreślenia mechanizmów chorobowych konieczne są dalsze badania komórek linii ofoligodendrocytarnej, na które duży wpływ ma uraza okołoporodowa. GRP wyizolowano z embrionalnego rdzenia kręgowego gryzonia i wykazano, że mają one charakter tripotencjalny, dając początek oligodendrocytom i dwóm odrębnym populacjom astrocytów, ale nie różnicują się w neurony2,25,26. Wykazano również, że komórki prekursorowe oligodendrocytów (OPC) pochodzące z nerwu wzrokowego szczura i późnoembrionalnego lub wczesnego postnatalnego mózgu szczura dojrzewają do funkcjonalnych oligodendrocytów w odpowiednich warunkach pożywki27,28. Dodatkowo, ludzkie OPC pochodzące od płodu lub osoby dorosłej zostały następnie zmanipulowane w celu uzyskania bardziej dojrzałych fenotypów oligodendrocytów29,30.

Komórki GRP wyizolowano zarówno z rdzenia kręgowego szczurów E13.5, jak i E12-13.5 u myszy. U szczurów odnotowano różnice między komórkami GRP pochodzącymi z grzbietu i brzuszu w ich odpowiedzi na warunki, które sprzyjają wytwarzaniu oligodendrocytów lub astrocytów z GRP pochodzącymi z brzusznej, wykazujących większą skłonność do różnicowania się w bardziej dojrzałe fenotypy25,26,28. Może to być spowodowane migracją brzuszną do grzbietowej powstających komórek GRP, które mogą być mniej podatne na sygnały różnicowania. Immunopaning pozwala na wyizolowanie i zebranie subpopulacji, która wyraża A2B5 w celu utrzymania w hodowli.

Nasze mysie hodowle GRP pochodzą z całkowitej tkanki rdzenia kręgowego, która daje niejednorodną, zbiorczą populację komórek, z których komórki GRP są wybierane za pomocą technik chemicznych (pożywki) i opartych na przeciwciałach. Podczas gdy w naszych badaniach wykorzystano mysie komórki GRP pochodzące z rdzenia kręgowego, ostatnio doniesiono o pochodzeniu komórek progenitorowych oligodendrocytów myszy pochodzących z mózgu, które są również zdolne do rozwoju w dojrzałe oligodendrocyty31. Tutaj uzyskane komórki są początkowo hodowane jako oligosfery, które przy użyciu odpowiedniej pożywki hodowlanej są manipulowane w celu wzbogacenia populacji PDGFαR+, OPC31. Nasze badania koncentrowały się na wpływie naszego modelu uszkodzenia niedotlenieniowo-niedokrwiennego na komórki w spektrum linii oligodendrocytów od prekursorów A2B5+, PDGFαR-GRP do dojrzałych oligodendrocytów eksprymujących podstawowe białko mieliny (MBP+). Rzeczywiście, nasza charakterystyka in vitro wykazała, że te niedojrzałe komórki GRP dojrzewają do komórek wyrażających MBP w monokulturach lub w kokulturach z neuronami korowymi. Komórkami tymi można manipulować w hodowli w celu uzyskania specyficznych szlaków różnicowania w celu badania mechanizmów związanych z okołoporodowym uszkodzeniem istoty białej. Istnieje kilka mysich modeli chorób istoty białej obejmujących komórki linii oligodendrocytów, a dostępność tej populacji pozwala na dokładne zbadanie mechanizmów powodujących uszkodzenia, a także na zbadanie przydatności możliwych opcji terapii komórkowej.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badanie to zostało sfinansowane przez National Institute of Health [NICHD P30HD024061 (A.W.P.), NINDS K08NS063956 (A.F.) i R01NS028208 (M.V.J.)] oraz Child Neurology Foundation. Wyłączną odpowiedzialność za treść tego raportu ponoszą autorzy i niekoniecznie reprezentują one oficjalne poglądy Narodowego Instytutu Zdrowia (National Institute of Health, DHHS). Autorzy nie mają żadnych konfliktów interesów istotnych dla tego badania.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chcielibyśmy podziękować Dr. Devinowi Gary'emu za jego spostrzeżenia i opinie na temat wykorzystania komórek GRP.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
DMEM/ F12 1:1Invitrogen11320033
B27Invitrogen17504044
N2Invitrogen17502048
rH-FGF-basicInvitrogenPHG0026
Trypsyna (0,05%) EDTAQuality Biological, Inc.118-087-721
POLI-L-LIZYNA HBrSigma-AldrichP1274-25MG
LamininSigma-AldrichL2020-1MG
Dnaza 1Sigma-AldrichDN25

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Neuroepithelial stem cells from the embryonic spinal cord: isolation, characterization, and clonal analysis. Developmental biology. 186, 202-202 (1997).">Kalyani, A., Hobson, K., Rao, M. S. Neuroepithelial stem cells from the embryonic spinal cord: isolation, characterization, and clonal analysis. Developmental biology. 186, 202-202 (1997).
  2. Glial-restricted precursors are derived from multipotent neuroepithelial stem cells. Developmental biology. 188, 48-48 (1997).">Rao, M. S., Mayer-Proschel, M. Glial-restricted precursors are derived from multipotent neuroepithelial stem cells. Developmental biology. 188, 48-48 (1997).
  3. Progenitor cell-based myelination as a model for cell-based therapy of the central nervous system. Ernst Schering Research Foundation workshop. (60), 195-195 (2006).">Goldman, S. A., Lang, J., Roy, N. Progenitor cell-based myelination as a model for cell-based therapy of the central nervous system. Ernst Schering Research Foundation workshop. (60), 195-195 (2006).
  4. Stem cell-based strategies for treating pediatric disorders of myelin. Human molecular genetics. 17, 76-76 (2008).">Goldman, S. A., Schanz, S., Windrem, M. S. Stem cell-based strategies for treating pediatric disorders of myelin. Human molecular genetics. 17, 76-76 (2008).
  5. Cell replacement therapy in neurological disease. Philosophical transactions of the Royal Society of London. 361, 1463-1463 (2006).">Goldman, S. A., Windrem, M. S. Cell replacement therapy in neurological disease. Philosophical transactions of the Royal Society of London. 361, 1463-1463 (2006).
  6. Human glial-restricted progenitors survive, proliferate, and preserve electrophysiological function in rats with focal inflammatory spinal cord demyelination. Glia. 59, 499-499 (2011).">Walczak, P., All, A. H., Rumpal, N. Human glial-restricted progenitors survive, proliferate, and preserve electrophysiological function in rats with focal inflammatory spinal cord demyelination. Glia. 59, 499-499 (2011).
  7. Embryonic stem cells differentiate into oligodendrocytes and myelinate in culture and after spinal cord transplantation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97, 6126-6126 (2000).">Liu, S., Qu, Y., Stewart, T. J. Embryonic stem cells differentiate into oligodendrocytes and myelinate in culture and after spinal cord transplantation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97, 6126-6126 (2000).
  8. Neonatal chimerization with human glial progenitor cells can both remyelinate and rescue the otherwise lethally hypomyelinated shiverer mouse. Cell stem cell. 2, 553-553 (2008).">Windrem, M. S., Schanz, S. J., Guo, M. Neonatal chimerization with human glial progenitor cells can both remyelinate and rescue the otherwise lethally hypomyelinated shiverer mouse. Cell stem cell. 2, 553-553 (2008).
  9. Repair of demyelinated lesions by transplantation of purified O-2A progenitor cells. Nature. 362, 453-453 (1993).">Groves, A. K., Barnett, S. C., Franklin, R. J. Repair of demyelinated lesions by transplantation of purified O-2A progenitor cells. Nature. 362, 453-453 (1993).
  10. Selective vulnerability of late oligodendrocyte progenitors to hypoxia-ischemia. J. Neurosci. 22, 455-45 (2002).">Back, S. A., Han, B. H., Luo, N. L. Selective vulnerability of late oligodendrocyte progenitors to hypoxia-ischemia. J. Neurosci. 22, 455-45 (2002).
  11. Neurobiology of hypoxic-ischemic injury in the developing brain. Pediatric research. 49, 735-735 (2001).">Johnston, M. V., Trescher, W. H., Ishida, A. Neurobiology of hypoxic-ischemic injury in the developing brain. Pediatric research. 49, 735-735 (2001).
  12. Differential fate of multipotent and lineage-restricted neural precursors following transplantation into the adult CNS. Neuron glia biology. 1, 113-113 (2004).">Lepore, A. C., Han, S. S., Tyler-Polsz, C. J. Differential fate of multipotent and lineage-restricted neural precursors following transplantation into the adult CNS. Neuron glia biology. 1, 113-113 (2004).
  13. Knockout of glutamate transporters reveals a major role for astroglial transport in excitotoxicity and clearance of glutamate. Neuron. 16, 675-675 (1996).">Rothstein, J. D., Dykes-Hoberg, M., Pardo, C. A. Knockout of glutamate transporters reveals a major role for astroglial transport in excitotoxicity and clearance of glutamate. Neuron. 16, 675-675 (1996).
  14. Models of cerebral palsy: which ones are best. Journal of child neurology. 20, 984-98 (2005).">Johnston, M. V., Ferriero, D. M., Vannucci, S. J. Models of cerebral palsy: which ones are best. Journal of child neurology. 20, 984-98 (2005).
  15. Strain variability, injury distribution, and seizure onset in a mouse model of stroke in the immature brain. Developmental neuroscience. 27, 127-127 (2005).">Comi, A. M., Johnston, M. V., Wilson, M. A. Strain variability, injury distribution, and seizure onset in a mouse model of stroke in the immature brain. Developmental neuroscience. 27, 127-127 (2005).
  16. A new model of stroke and ischemic seizures in the immature mouse. Pediatric neurology. 31, 254-254 (2004).">Comi, A. M., Weisz, C. J., Highet, B. H. A new model of stroke and ischemic seizures in the immature mouse. Pediatric neurology. 31, 254-254 (2004).
  17. Characterization of A2B5+ glial precursor cells from cryopreserved human fetal brain progenitor cells. Glia. 40, (2002).">Dietrich, J., Noble, M., Mayer-Proschel, M. Characterization of A2B5+ glial precursor cells from cryopreserved human fetal brain progenitor cells. Glia. 40, (2002).
  18. Ca(2+) influx through AMPA or kainate receptors alone is sufficient to initiate excitotoxicity in cultured oligodendrocytes. Neurobiology of disease. 9, 234-234 (2002).">Alberdi, E., Sanchez-Gomez, M. V., Marino, A. Ca(2+) influx through AMPA or kainate receptors alone is sufficient to initiate excitotoxicity in cultured oligodendrocytes. Neurobiology of disease. 9, 234-234 (2002).
  19. Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances. Lancet neurology. 8, 110-110 (2009).">Volpe, J. J. Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances. Lancet neurology. 8, 110-110 (2009).
  20. Evidence for the ventral origin of oligodendrocyte precursors in the rat spinal cord. J. Neurosci. 11, 2477-2477 (1991).">Warf, B. C., Fok-Seang, J., Miller, R. H. Evidence for the ventral origin of oligodendrocyte precursors in the rat spinal cord. J. Neurosci. 11, 2477-2477 (1991).
  21. Oligodendroglia in developmental neurotoxicity. Neurotoxicology. 24, 161-161 (2003).">Deng, W., Poretz, R. D. Oligodendroglia in developmental neurotoxicity. Neurotoxicology. 24, 161-161 (2003).
  22. Calcium-permeable AMPA/kainate receptors mediate toxicity and preconditioning by oxygen-glucose deprivation in oligodendrocyte precursors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100, 6801-6801 (2003).">Deng, W., Rosenberg, P. A., Volpe, J. J. Calcium-permeable AMPA/kainate receptors mediate toxicity and preconditioning by oxygen-glucose deprivation in oligodendrocyte precursors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100, 6801-6801 (2003).
  23. NMDA receptors are expressed in oligodendrocytes and activated in ischaemia. Nature. 438, 1162-1162 (2005).">Karadottir, R., Cavelier, P., Bergersen, L. H. NMDA receptors are expressed in oligodendrocytes and activated in ischaemia. Nature. 438, 1162-1162 (2005).
  24. Inflammation in white matter: clinical and pathophysiological aspects. Mental retardation and developmental disabilities research reviews. 12, 141-141 (2006).">Pleasure, D., Soulika, A., Singh, S. K. Inflammation in white matter: clinical and pathophysiological aspects. Mental retardation and developmental disabilities research reviews. 12, 141-141 (2006).
  25. The tripotential glial-restricted precursor (GRP) cell and glial development in the spinal cord: generation of bipotential oligodendrocyte-type-2 astrocyte progenitor cells and dorsal-ventral differences in GRP cell function. J. Neurosci. 22, 248-248 (2002).">Gregori, N., Proschel, C., Noble, M. The tripotential glial-restricted precursor (GRP) cell and glial development in the spinal cord: generation of bipotential oligodendrocyte-type-2 astrocyte progenitor cells and dorsal-ventral differences in GRP cell function. J. Neurosci. 22, 248-248 (2002).
  26. A tripotential glial precursor cell is present in the developing spinal cord. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95, 3996-3996 (1998).">Rao, M. S., Noble, M., Mayer-Proschel, M. A tripotential glial precursor cell is present in the developing spinal cord. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95, 3996-3996 (1998).
  27. A glial progenitor cell that develops in vitro into an astrocyte or an oligodendrocyte depending on culture medium. Nature. 303, 390-390 (1983).">Raff, M. C., Miller, R. H., Noble, M. A glial progenitor cell that develops in vitro into an astrocyte or an oligodendrocyte depending on culture medium. Nature. 303, 390-390 (1983).
  28. Identification of two novel glial-restricted cell populations in the embryonic telencephalon arising from unique origins. BMC developmental biology. 7, 33-33 (2007).">Strathmann, F. G., Wang, X., Mayer-Proschel, M. Identification of two novel glial-restricted cell populations in the embryonic telencephalon arising from unique origins. BMC developmental biology. 7, 33-33 (2007).
  29. Identification and isolation of multipotential neural progenitor cells from the subcortical white matter of the adult human brain. Nature. 9, 439-439 (2003).">Nunes, M. C., Roy, N. S., Keyoung, H. M. Identification and isolation of multipotential neural progenitor cells from the subcortical white matter of the adult human brain. Nature. 9, 439-439 (2003).
  30. Identification, isolation, and promoter-defined separation of mitotic oligodendrocyte progenitor cells from the adult human subcortical white matter. J. Neurosci. 19, 9986-9986 (1999).">Roy, N. S., Wang, S., Harrison-Restelli, C. Identification, isolation, and promoter-defined separation of mitotic oligodendrocyte progenitor cells from the adult human subcortical white matter. J. Neurosci. 19, 9986-9986 (1999).
  31. Isolation and culture of rat and mouse oligodendrocyte precursor cells. Nature protocols. 2, 1044-1044 (2007).">Chen, Y., Balasubramaniyan, V., Peng, J. Isolation and culture of rat and mouse oligodendrocyte precursor cells. Nature protocols. 2, 1044-1044 (2007).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Glial Restricted PrecursorsSpinal Cord ExtractionImmuno PanningGRP Selective MediaCell DissociationTrypsin TreatmentPLL Laminin CoatingA2B5 SelectionCryogenic StorageCell Viability Assay

Related Articles