Ten protokół zapewnia analizę subpopulacji makrofagów w ośrodkowym układzie nerwowym dorosłej myszy za pomocą cytometrii przepływowej i jest pomocny w badaniu wielu markerów wyrażanych przez te komórki.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół zapewnia analizę subpopulacji makrofagów w ośrodkowym układzie nerwowym dorosłej myszy za pomocą cytometrii przepływowej i jest pomocny w badaniu wielu markerów wyrażanych przez te komórki.
Liczne badania wykazały rolę komórek odpornościowych, w szczególności makrofagów, w patologiach ośrodkowego układu nerwowego (OUN). W OUN istnieją dwie główne populacje makrofagów: (i) mikroglej, który jest makrofagami rezydującymi w OUN i pochodzi z komórek progenitorowych woreczka żółtkowego podczas embriogenezy, oraz (ii) makrofagi pochodzące z monocytów (MDM), które mogą infiltrować OUN podczas choroby i pochodzą z komórek progenitorowych szpiku kostnego. Role każdej subpopulacji makrofagów różnią się w zależności od badanej patologii. Ponadto nie ma zgody co do markerów histologicznych lub kryteriów wyróżniających stosowanych dla tych subpopulacji makrofagów. Jednak analiza profili ekspresji markerów CD11b i CD45 za pomocą cytometrii przepływowej pozwala nam odróżnić mikroglej (CD11b+CD45med) od MDM (haj CD11b+CD45). W tym protokole pokazujemy, że wirowanie w gradionym gradiencie gęstości i analiza cytometrii przepływowej mogą być wykorzystane do scharakteryzowania tych subpopulacji makrofagów OUN oraz do zbadania kilku markerów zainteresowania wyrażanych przez te komórki, jak niedawno opublikowaliśmy. W związku z tym technika ta może pogłębić naszą wiedzę na temat roli makrofagów w mysich modelach chorób neurologicznych, a także może być wykorzystana do oceny wpływu leków na te komórki.
Mikroglej to makrofagi ośrodkowego układu nerwowego (OUN) rezydujące w tkance miąższowej. Odgrywają dwie kluczowe role funkcjonalne: obronę immunologiczną i utrzymanie homeostazy OUN. W przeciwieństwie do MDM, które są stale odnawiane z hematopoetycznych komórek macierzystych w szpiku kostnym, komórki mikrogleju różnicują się od prymitywnych hematopoetycznych komórek progenitorowych pochodzących z woreczka żółtkowego (YS), który skolonizował mózg podczas rozwoju embrionalnego1,2,3. U gryzoni czynnik transkrypcyjny Myb odgrywa kluczową rolę w rozwoju wszystkich monocytów i makrofagów pochodzących ze szpiku kostnego, ale w przypadku mikrogleju pochodzącego z YS czynnik ten jest zbędny, a różnicowanie pozostaje zależne od czynnika transkrypcyjnego PU.14.
W zdrowym OUN, mikroglej to dynamiczne komórki, które nieustannie próbkują swoje środowisko, skanując i badając w poszukiwaniu atakujących patogenów lub uszkodzeń tkanek5. Wykrycie takich sygnałów inicjuje drogę do rozwiązania urazu. Mikroglej szybko przechodzi z morfologii rozgałęzionej na ameboidalną, po której następuje fagocytoza i uwalnianie różnych mediatorów, takich jak cytokiny pro- lub przeciwzapalne. Tak więc, w zależności od swojego mikrośrodowiska, aktywowany mikroglej może uzyskiwać spektrum różnych stanów primingu6.
Mikroglej ma ogromny wpływ na rozwój i postęp wielu zaburzeń neurologicznych. W modelach gryzoni choroby Alzheimera (AD)7, stwardnienia zanikowego bocznego (ALS)8, stwardnienia rozsianego (MS)9 lub choroby Parkinsona (PD)10, wykazano, że mikroglej odgrywa podwójną rolę, albo wywołując szkodliwą neurotoksyczność, albo działając w sposób neuroprotekcyjny, który zależy od konkretnej choroby, stadium choroby i tego, czy na chorobę miał wpływ układowy układ odpornościowy compartment7,8,9,10,11. Większość zmian w OUN obserwowanych w wyżej wymienionych chorobach zawiera niejednorodną populację komórek szpikowych, w tym nie tylko mikroglej miąższowy, ale także makrofagi okołonaczyniowe i oponowo-rdzeniowe, a także MDM naciekający OUN. Te typy komórek mogą w różny sposób przyczyniać się do mechanizmów patofizjologicznych związanych z uszkodzeniem i naprawą7,12,13,14,15. Obecnym wyzwaniem dla badaczy, którzy badają te modele chorób, jest ustalenie, czy obwodowe monocyty i makrofagi infiltrują OUN, a jeśli tak, to odróżnienie rezydującego mikrogleju od tych komórek. Rzeczywiście, komórki mikrogleju są bardzo plastyczne; Po ich aktywacji mikroglej ponownie wyraża markery, które zwykle są wyrażane przez obwodowe monocyty i makrofagi. Problem polega zatem na zidentyfikowaniu markerów, które mogą odróżnić rezydujący mikroglej od naciekających monocytów i makrofagów.
Dyskryminacja tych populacji na wycinkach mózgu za pomocą aplikacji immunohistologicznych jest ograniczona ze względu na brak specyficznych przeciwciał. Jednak analiza cytometrii przepływowej jest skuteczną techniką oceny ekspresji kilku markerów i rozróżniania populacji komórek (na przykład limfocytów, makrofagów/MDM CD11b+CD45 high i microglea CD11b+CD45med), a także subpopulacji komórek16,17,18. Protokół ten opisuje procedury izolowania komórek jednojądrzastych od mysiego OUN w modelach chorób neurologicznych przy użyciu zoptymalizowanej, enzymatycznej dysocjacji tkanek i wirowania w gradiacji gęstości; a także metodę różnicowania populacji mikrogleju i MDM w OUN za pomocą cytometrii przepływowej.
Innym podejściem jest wyeliminowanie mieliny i oczyszczenie komórek za pomocą kulek magnetycznych sprzężonych z określonymi przeciwciałami19,20,21. Usuwanie mieliny za pomocą kulek magnetycznych antymielinowych jest droższe i wpływa na żywotność i wydajność izolowanych komórek22. Ten krok i następująca po nim immunomagnetyczna separacja mikrogleju ograniczają dalsze badania określonych populacji komórek odpornościowych21,22.
Te procedury zapewniają łatwy sposób na badanie subpopulacji makrofagów w rozwoju choroby oraz na określenie efektów leków lub modyfikacji genów na fenotypy makrofagów i stany aktywacji.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt w Instytucie ICM oraz przez Francuski Komitet Etyki Zwierząt Darwina i są objęte protokołem 01407.02.
1. Przygotowanie
2. Perfuzja i rozwarstwienie
3. Dysocjacja komórek
4. Gradient gęstości
5. Oznaczanie komórek do cytometrii przepływowej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po odwirowaniu gradientu gęstości i barwieniu przeciwciałami, komórki zostały pobrane na cytometrze przepływowym i przeanalizowane przy użyciu strategii bramkowania morfologicznego w następujący sposób. Pierwsza bramka została zdefiniowana na wykresie kropkowym Forward-Scattered-Area (FSC-A) versus Forward-Scattered-Height (FSC-H) w celu odróżnienia pojedynczych komórek od dubletów (Rysunek 3A). Pojedyncze komórki zostały następnie bramkowane na wykresach punk...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wykazano, że mikroglej i MDM mają różne funkcje i fenotypy w OUN, a zatem identyfikacja i analiza tych subpopulacji makrofagów są niezbędne do lepszego zrozumienia chorób neurologicznych 9,18,25. Analiza cytometrii przepływowej przy użyciu dwóch markerów (CD11b i CD45) pozwala na rozróżnienie każdej subpopulacji (ryc. 3C). Strategia ta została wcześniej zwalidowana przy użyciu innych specyficznych m...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia
Ta praca była wspierana przez granty z Agence Nationale pour la Recherche (ANR-12-MALZ-0003-02-P2X7RAD), Association France Alzheimer i Bpifrance. Nasze laboratorium jest również wspierane przez Inserm, CNRS, Université Pierre et Marie-Curie oraz program "Investissements d'avenir" ANR-10-IAIHU-06 (IHU-A-ICM). Chcielibyśmy podziękować za pomoc ze strony CELIS cell culture core facility.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 5-miesięczne myszy | Janvier | C57BL/6J | |
| Liberase TL Research Grade | Sigma-Aldrich | 5401020001 | Enzym trawienny |
| Deoksyrybonukleaza I z trzustki bydlęcej | Sigma-Aldrich | DN25 | |
| Percoll | GE Healthcare Life Sciences | 17-0891-01 | Gradient gęstości średni |
| Rozmiar sitka komórkowego 70 i mikro; m Nylon | Corning | 731751 | |
| Venofix 25 G | BRAUN | 4056370 | |
| Strzykawka tłokowa 10 ml | Terumo | SS+10ES1 | |
| Pipeta Pasteura 230 mm | Dustcher | 20420 | |
| Probówka 1,5 ml | Eppendorf | 0030 123.328 | |
| 15 ml tubka | TPP | 91015 | |
| 50 ml | tubka TPP | 91050 | |
| 5 ml polistyrenowa rurka okrągłodenna | BD Falcon | 352054 | |
| D-PBS (1x) bez Ca2+/Mg2+ | Thermo Fisher Scientific | 14190-094 | |
| D-PBS (10x) bez Ca2+/Mg2+ | Thermo Fisher Scientific | 14200-067 | |
| Płodowa surowica bydlęca | Thermo Fisher Scientific | 10270-106 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | E4884 | |
| Roztwór albuminy surowicy bydlęcej 30% | Sigma-Aldrich | A7284 | |
| Paraformaldehyd 32% roztwór | Mikroskopia elektronowa Sciences | 15714-S | Uwaga -Toksyczna |
| saponina | Sigma-Aldrich | S2002 | |
| Azydek sodu | Sigma-Aldrich | 47036 | |
| PerCPCy5.5 Szczur anty-mysz CD11b (klon M1/70) | eBioscience | 45-0112 | |
| Kontrola izotypu szczura IgG2b K PerCP-cyjanina5.5 | eBioscience | 45-4031 | |
| BV421 Szczur anty-mysz CD45 (klon 30-F11) | BD Biosciences | 563890 | |
| BV421 Szczur IgG2b, κ Kontrola izotypu RUO | BD Biosciences | 562603 | |
| (klon28 - 3) | Abcam | ab209064 | |
| AlexaFluor 647 Osioł anty-królik IgG | Life Technologies | A31573 | |
| Anti-Mouse CD16/CD32 Oczyszczony | eBioscience | 14-0161 | Mysz Fc Block |
| Naprawialne zestawy do barwienia martwych komórek | Invitrogen | L34969 | |
| Mysie przeciwciało sprzężone z APC CCR2 | R& D | FAB5538A | |
| Szczur IgG2B Kontrola izotypu sprzężona z APC | R& D | IC013A | |
| Mysz CX3CR1 Przeciwciało sprzężone z PE | R& D | FAB5825P | |
| Kozie przeciwciało sprzężone IgG PE | R& D | IC108P | |
| Wirówka | Eppendorf | 5804R | |
| Analizator komórek | BD Biosciences | BD FACSVERSE | |
| Oprogramowanie do analizy danych | FlowJo LLC | FlowJo | |
| Drobne nożyczki | FST | 14090-11 | |
| Kleszcze o standardowym wzorze | FST | 11000-13 | |
| Nożyczki Mayo | FST | 14010-15 | |
| Kleszcze Dumont #5 | FST | 11251-20 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie