Opisujemy immunomagnetyczną izolację pierwotnych oligodendrocytów myszy, która pozwala na szybką i specyficzną izolację komórek do hodowli in vitro.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy immunomagnetyczną izolację pierwotnych oligodendrocytów myszy, która pozwala na szybką i specyficzną izolację komórek do hodowli in vitro.
Efektywna i solidna izolacja i hodowla pierwotnych oligodendrocytów (OL) jest cennym narzędziem do badań in vitro rozwoju oligodendroglii, jak również biologii chorób demielinizacyjnych, takich jak stwardnienie rozsiane i choroba Pelizaeus-Merzbacher (PMLD). W tym miejscu przedstawiamy prostą i skuteczną metodę selekcji immunomagnetycznej izolacji komórek preoligodendrocytów O4 + w trzecim etapie od nowonarodzonych szczeniąt myszy. Ponieważ niedojrzałe OL stanowią ponad 80% istoty białej mózgu gryzonia w 7. dniu po urodzeniu (P7), ta metoda izolacji nie tylko zapewnia wysoką wydajność komórkową, ale także specyficzną izolację OL już zaangażowanych w linię oligodendroglialną, zmniejszając możliwość wyizolowania komórek zanieczyszczających, takich jak astrocyty i inne komórki, z mózgu myszy. Metoda ta jest modyfikacją opisanych wcześniej technik i zapewnia czystość preparatu oligodendrocytów powyżej 80% w ciągu około 4 godzin.
Oligodendrocyty (OLs) są komórkami mielinizującymi ośrodkowego układu nerwowego (CNS)1. Izolacja i hodowla pierwotnych oligodendrocytów w ściśle kontrolowanym środowisku stanowi cenne narzędzie do badań in vitro nad rozwojem oligodendroglei, jak również nad biologią chorób demielinizacyjnych, takich jak stwardnienie rozsiane2. Wymaga to zastosowania wydajnej i niezawodnej metody izolacji i hodowli oligodendrocytów3. W niniejszym badaniu wykorzystaliśmy ekspresję charakterystycznego markera powierzchniowego oligodendrocytów do wdrożenia zmodyfikowanej techniki izolacji, która jest szybka i specyficzna.
Zidentyfikowano cztery odrębne etapy dojrzewania oligodendrocytów, z których każdy charakteryzuje się ekspresją specyficznych markerów powierzchni komórkowych dla danego stadium rozwojowego (Rysunek 1). Markery powierzchni komórkowych te mogą być rozpoznawane przez specyficzne przeciwciała4,5 i mogą służyć do izolowania oligodendrocytów na konkretnych etapach. W pierwszym stadium komórki prekursorowe oligodendrocytów (OPCs) wykazują zdolność do proliferacji i migracji oraz specyficznie eksponują receptor czynnika wzrostu pochodzenia płytkowego (PDGF-Rα)6, gangliozyd A2B5, proteoglikan NG27,8, polisjalowy kwas neuronalną cząsteczkę adhezyjną9 oraz białko wiążące kwasy tłuszczowe 7 (FABP7)10. OPCs mają morfologię bipolarną z kilkoma krótkimi wypustkami wychodzącymi z przeciwległych biegunów ciała komórki, co jest charakterystyczne dla prekursorowych komórek nerwowych11.

Rycina 1: Ekspresja markerów powierzchni komórkowych podczas rozwoju oligodendrocytów u myszy. Markery powierzchniowe komórek OL, takie jak A2B5, GalC (O1), NG2, O4 i PDGF-Rα, mogą być wykorzystane do specyficznej izolacji oligodendrocytów na określonym etapie rozwoju przy użyciu specyficznych przeciwciał. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ilustracji.
W drugim etapie OPC przekształcają się w preoligodendrocyty i wykazują na błonie komórkowej nie tylko markery OPC, ale także sulfatydę (sulfatowany galaktolipid) rozpoznawaną przez przeciwciało O412,13 oraz białko GPR1714, które utrzymuje się do etapu niedojrzałego oligodendrocytu (OL). Na tym etapie preoligodendrocyty wytwarzają krótkie wypustki wielobiegunowe. Preoligodendrocyty stanowią główną populację OL w 2. dobie postnatalnej (P2) w istocie białej mózgu zarówno szczura, jak i myszy, z niewielką populacją niedojrzałych OL15.
W trzecim stadium niedojrzałe OL nadal wykazują ekspresję O4, tracą ekspresję markerów A2B5 i NG2 oraz zaczynają wykazywać ekspresję galaktocerebrosydu C16. Na tym etapie OL są zdeterminowane do linii oligodendroglialnej i stają się komórkami pomitotycznymi z długimi, rozgałęzionymi wypustkami17,18. Niedojrzałe OL stanowią ponad 80% białej istoty gryzoni w dniu P7, a w tym czasie obserwuje się pierwsze komórki MBP+15,19,20,21. W związku z tym izolacja OL w dniu P7 może zapewnić wysoką wydajność komórkową.
W końcowym, czwartym etapie rozwoju OL, dojrzałe OL wykazują ekspresję białek mielinizujących (białka podstawowego mieliny (MBP), białka proteolipidowego (PLP), glikoproteiny związanej z mieliną (MAG) i glikoproteiny mieliny oligodendrocytów (MOG)22,23,24,25,26. Na tym etapie dojrzałe OL wysuwają błony, które tworzą zwarte osłony owijające aksony i są zdolne do mielinizacji. Zgadza się to z obserwacją, że w mózgu szczura i myszy komórki MBP+ stają się coraz liczniejsze w dniu P1419,20,21.
Od czasu pierwszej izolacji oligodendrocytów dokonanej przez Fewstera i współpracowników w 1967 roku27, wdrożono kilka metod izolacji OL z OUN gryzoni, w tym immunopanning28,29,30, sortowanie komórek aktywowane fluorescencją (FACS) z wykorzystaniem swoistych antygenów powierzchniowych komórek28,31, różnicową wirowkę w gradiencie gęstości32,33,34,35 oraz metodę wstrząsania opartą na różnicowej adhezji różnych komórek glejowych OUN36,37. Jednakże istniejące metody hodowli mają swoje ograniczenia, szczególnie w zakresie czystości, wydajności oraz czasu wymaganego do przeprowadzenia procedur38. W związku z tym konieczne jest opracowanie bardziej wydajnych metod izolacji oligodendrocytów.
W niniejszej pracy przedstawiamy prostą i wydajną metodę selekcji do immunomagnetycznej izolacji preoligodendrocytów etapu trzeciego O4+ z noworodków myszy. Metoda ta jest modyfikacją technik opisanych przez Emery et al.39 oraz Dincman et al.40 i pozwala na uzyskanie preparatu oligodendrocytów o czystości powyżej 80% w czasie około 4 h.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Myszy użyte w tym badaniu były opiekowane zgodnie z wytycznymi SUNY Downstate Medical Center Division of Laboratory Animal Resources (DLAR) numer protokołu 15-10492.
UWAGA: Pierwotne oligodendrocyty zostały wyizolowane od noworodków (P5-P7 typu dzikiego C57Bl/6N) myszy. Na tym etapie niedojrzałe OL stanowią ponad 80% istoty białej gryzoni, zapewniając wysoką wydajność komórkową. Wszystkie kompozycje i odczynników są dostępne na końcu tabeli materiałów.
1. Przygotowanie szkiełek nakrywkowych
UWAGA: Szkiełka nakrywkowe pokryte poli-D-lizyną (PDL)/lamininą powinny być przygotowane przed izolacją OL.
2. Dysocjacja kory mózgowej myszy
3. Określanie liczby komórek i żywotności
4. Izolacja oligodendrocytów O4+
5. Posiewanie izolowanych oligodendrocytów O4+
6. Barwienie immunofluorescencyjne
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Celem niniejszego badania było opracowanie ulepszonej metody izolacji pierwotnych oligodendrocytów mysich O4+ , wymagającej jak najmniejszej manipulacji komórkami docelowymi. Cała procedura, od eutanazji szczeniąt do wysiania komórek na szkiełka podstawowe, trwa około 4 h, a przedstawione tutaj dane reprezentują trzy niezależne eksperymenty. Po dysocjacji tkanki w każdym niezależnym eksperymencie wyizolowano średnio 4,3 ± 0,46 x 107 komórek przy żywotności 91% ± 5,6%...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W niniejszym komunikacie przedstawiamy metodę skutecznej izolacji wysoce oczyszczonych, niedojrzałych kultur oligodendrocytów myszy. W porównaniu z poprzednio opublikowanymi protokołami39,40, metoda ta przyniosła wyższą czystość przy znacznie niższym poziomie astrocytów GFAP-dodatnich i bardzo niskim odsetku innych niescharakteryzowanych komórek. Ważne jest, aby podkreślić, że są to niedojrzałe OL już zaangażowane w linię oligodendroglialną. W związku z tym komór...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie ujawnili żadnych informacji.
To badanie było wspierane przez granty z National Multiple Sclerosis Society (RG4591A1/2) i National Institutes of Health (R03NS06740402). Autorzy dziękują dr Ivanowi Hernandezowi i członkom jego laboratorium za udostępnienie przestrzeni laboratoryjnej, sprzętu i porad.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Pipety serologiczne 10ml | Fisher Scientific | 13-676-10J | |
| Strzykawka 10ml końcówka Luer-Loc | BD, Becton Dickinson | 309604 | |
| 15ml probówki stożkowe | Falcon | 352097 | |
| 24-dołkowe płytki do hodowli tkankowych | Falcon | 353935 | |
| 40µ m sitko do komórek | Fisher Scientific | 22368547 | |
| Probówki stożkowe 50ml | Falcon | 352098 | |
| 5ml pipety serologiczne | Fisher Scientific | 13-676-10H | |
| Płytki do hodowli tkankowych 60mm | Falcon | 353002 | |
| 70µ Sitko do komórek m | Fisher Scientific | 22363548 | |
| Alexa Fluor 488 kozie przeciwciało anty-mysie IgG (H+L) drugorzędowe | Invitrogen | A11001 | |
| Alexa Fluor 488 kozie przeciwciało anty-królicze IgM (H+L) drugorzędowe | Invitrogen | A21042 | |
| Alexa Fluor 488 kozie przeciwciało anty-królicze IgM (H+L) drugorzędowe | Invitrogen | A11008 | |
| Alexa Fluor 594 kozie przeciwciało anty-kurze IgG (H + L) | wtórne Invitrogen | A11042 | |
| Koraliki anty-O4 - Anty-O4MicroBeads | Miltenyi Biotec | 130-094-543 | |
| Apo-Transferrin ludzki | Sigma | T1147 | |
| Autofil kompletny zespół filtra butelkowego, filtr 0,22um, 250ml | USA Scientific | 6032-1101 | |
| Autofil kompletny filtr górny do butelki montaż, filtr 0,22um, 250ml | USA Scientific | 6032-1102 | |
| B27 Suplement | Invitrogen | 17504-044 | |
| Kwas borowy | Sigma | B7660 | |
| Bydlęca surowica wzrostu (BGS) | GE Healthcare Nauki przyrodnicze | SH30541.03 | |
| BSA | Fisher Scientific | BP-1600-100 | |
| CNTF | Peprotech | 450-50 | |
| d-Biotyna | Sigma | B4639 | |
| Dezoksyrybonukleaza I (DNAza I) | Worthington | LS002007 | |
| EDTA | Fisher Scientific | S311 | |
| z kamerą Olympus DP70 | Olympus | Bx51 | |
| Feather jednorazowe skalpele | Andwin Scientific | EF7281C | |
| Forskolin | Sigma | F6886 | |
| Niemieckie szkiełka nakrywkowe, grubość #1, średnica 12mm okrągłe | NeuVitro | GG-12-oz | |
| Przeciwciało GFAP | Aves | GFAP | |
| Glukoza Fisher Scientific | D16-1 | ||
| GlutaMAX | Invitrogen | 35050-61 | |
| Insulina | Invitrogen | 12585-014 | |
| Stojak separatora magnetycznego - MACS multistand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
| Separator magnetyczny - separator MiniMACS | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
| Millex PES 0,22µ m jednostka filtrująca | Millipore | SLG033RS | |
| Media montażowe- Prolong Gold z DAPI | Thermo Fisher | P36930 | |
| N-acetylo-cysteina (NAC) | Sigma | A8199 | |
| Naturalna laminina mysia | Invitrogen | 23017-015 | |
| Neurobasal Medium A | Invitrogen | 10888-022 | |
| Neurotrofina-3 (NT-3) | Peprotech | 450-03 | |
| Przeciwciało NG2 | Millipore | AB5320 | |
| Papain | Worthington | LS003126 | |
| PBS bez Ca2+ i Mg2+ | Sigma | D5652 | |
| PDGF | Peprotech | 100-13A | |
| szalki Petriego | Falcon | 351029 | |
| Poly-D-Lizyna | Sigma | P6407 | |
| Primocin | Invivogen | ant-pm-2 | |
| Progesteron | Sigma | P8783 | |
| Putrescyna | Sigma | P5780 | |
| Kolumna selekcyjna-Kolumny LS | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| Selenin sodu | Sigma | S5261 | |
| Pierwiastki śladowe B | Corning | 25-000-CI | |
| Trijodotyronina (T3) | Sigma | T6397 | |
| Triton-X | Sigma | T8787 | |
| Roztwór Trypan Blue Corning | 25-900-CI | ||
| Tween 20 | Sigma | P1379 | |
| B27NBMA | 487,75 ml podłoże nerwowo-podstawne A; 10 ml suplementu B27; 1 ml Primocin; 1,25 ml Glutamax; Filtruj, sterylizuj i przechowuj w temperaturze 4 &; C do momentu użycia. | ||
| B27NBMA + 10% BGS | 27 ml B27NBMA; 3 ml Surowica wzrostu bydła | ||
| Roztwór roztworu CNTF (10 &mikro; g/ml; 1000X) | Zamów w Peprotech (450-50). Uzupełnić w stężeniu 0,1-1 mg/ml zgodnie z zaleceniami producenta s instrukcja (może się różnić w zależności od partii) w buforze (np. DPBS + 0,2% BSA). Przechowywać w temperaturze -80 °C. Roztwór roboczy (10 &mikro; g/ml, 1000X) 1. Zrobić na 0,2% BSA (Fisher scientific BP-1600-100) w roztworze DPBS i wysterylizować filtrem. 2. Rozcieńczyć podwielokrotność głównego półproduktu do 10&mikro; g/ml w sterylnym, schłodzonym 0,2% BSA/DPBS. 3. Podwielokrotność (20&mikro; l / rurka) i zatrzaskowe zamrażanie w ciekłym azocie. 4. Przechowywać podwielokrotności w temperaturze -80 stopni Celsjusza. | ||
| roztwór podstawowy d-biotyny (50 &mikro; g/ml; 5000X) | Ponownie zawiesić d-biotynę (Sigma-B4639) w podwójnie destylowanym H2O przy 50 &mikro; g/ml (np. 2,5 mg w 50 ml ddH2O). Ponowne zawieszenie może wymagać sporej ilości wzburzenia/wirowania lub łagodnego ocieplenia w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Jeśli d-biotyna nadal nie ulega rozpuszczeniu, dobrze jest przygotować mniej stężoną (np. 10µ g/ml) i dodać większą objętość do B27NBMA (1/1000) zamiast 1/5000). Przechowywać w temperaturze 4°C. | ||
| podstawowy DNazy I | 1. Rozpuścić w 12 500 j. Deoksyrybonukleaza I / ml w HBSS schłodzony na lodzie. 2. Sterylizuj filtr na lodzie 3. Podwielokrotność przy 200 &mikro; l i zamrozić na noc w temperaturze -20°C. 4. Przechowuj podwielokrotności w temperaturze od -20 do -30°C. | ||
| Dulbecco' s Sól fizjologiczna buforowana fosforanami (bez Ca2+ i Mg2+) | Rozpuść saszetkę w 1 litrze wody, aby uzyskać 1 litr pożywki przy 9,6 grama proszku na litr pożywki. Przechowywać w temperaturze 2-8 stopni Celsjusza. | ||
| Roztwór podstawowy forskoliny (4,2 mg/ml; 1000X) | Dodać 1 ml sterylnego DMSO do 50 mg Forskolina w butelce (Sigma-F6886) i pipetować do momentu ponownego zawieszenia. Przenieść do probówki wirówkowej o pojemności 15 ml i dodać 11 ml sterylnego DMSO, aby uzyskać 4,2 mg/ml. Podwielokrotność (np. 20 &mikro; l) i przechowywać w temperaturze -20& stopni C. | ||
| Hank' s sole zrównoważone (HBSS) (Sigma | 1. Odmierz 900 ml wody (temperatura 15-20 ° C) w cylindrze i delikatnie wymieszać. 2. Dodaj moc i mieszaj aż do rozpuszczenia. 3. Wypłucz oryginalne opakowanie niewielką ilością wody, aby usunąć wszelkie ślady proszku. 4. Dodaj do roztworu w kroku 2. 5. Dodaj 0,35 g wodorowęglanu sodu (7,5% w/v) na każdy litr końcowej objętości. 6. Mieszaj, aż się rozpuści. 7. Dostosuj pH buforu, mieszając do 0,1-0,3 jednostki poniżej pH = 7,4, ponieważ może wzrosnąć podczas filtracji. Zaleca się stosowanie 1N HCl lub 1N NaOH w celu dostosowania pH 8. Dodaj więcej wody, aby uzyskać ostateczną objętość do 1 l, 9. Sterylizować przez filtrację przy użyciu membrany o porowatości 0,22 mikrona. 10. Przechowywać w temperaturze 2-8 stopni Celsjusza. | ||
| Podstawowy roztwór insuliny (4000 &mikro; g/ml) | Rozmrozić butelkę i porcję 25 &mikro; l na probówkę do mikrowirówki i przechowywać w temperaturze -20°C. | ||
| laminy | Powoli rozmrażaj lamininę na zimno (2° C do 8° C) aby uniknąć tworzenia się żelu. Następnie podwielokrotność do rurek polipropylenowych. Przechowywać w 5° C do -20° C w podwielokrotnościach (np. 20 &mikro; l) i nie zamrażać/rozmrażać wielokrotnie. Laminina może być przechowywana w tych temperaturach do sześciu miesięcy. | ||
| magnetycznego sortowania komórek (MCS) | Przygotować roztwór zawierający sól fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS), pH 7,2 i 0,5% albuminę surowicy bydlęcej (BSA), 0,5 mM EDTA, 5&mikro; g/ml insuliny, 1 g/l glukozy. Sterylizować i odgazowywać przez filtrację buforu, przepuszczając go przez 0,22 &mikro; m Filtr Millex. Przechowywać bufor w temperaturze 4° C do czasu użycia | ||
| roztworu podstawowego N-acetylo-L-cysteiny (NAC) (5 mg/ml; 1000X) | Rozpuścić N-acetylo-L-cysteinę (Sigma-A8199) w stężeniu 5 mg/ml w DMEM (np. 50 mg NAC w 10 ml B27NBMA). Filtr sterylizuje i porcjuje (np. 20 &mikro; l). Przechowywać w temperaturze -20°C. | ||
| NT3 roztwór podstawowy (1 &mikro; g/ml; 1000X) | Główna kolba: Zamówienie od Peprotech (450-03). Uzupełnić w ilości 0,1 do 1 mg/ml zgodnie z zaleceniami producenta s instrukcje (mogą się różnić w zależności od partii), w buforze (np. DPBS + 0,2% BSA). Przechowywać w temperaturze -80°C. Zapas roboczy (1µ g/ml; 1000X): 1. Zrobić na 0,2% BSA w roztworze DPBS i wysterylizować filtrem. 2. Rozcieńczyć podwielokrotność głównego podproduktu do 1 &mikro; g/ml w sterylnym, schłodzonym 0,2% BSA/DPBS. 3. Podwielokrotność (np. 20µ l / rurka) i zatrzaskowe zamrażanie w ciekłym azocie. 4. Przechowywać podwielokrotności w temperaturze -80°C. | ||
| Roztwór podstawowy PDGF (10 &mikro; g/ml; 1000X) | Zapas główny: Zamów w Peprotech (100-13A). Uzupełnić w ilości 0,1 do 1 mg/ml zgodnie z zaleceniami producenta s instrukcje (mogą się różnić w zależności od partii) w buforze (np. DPBS) + 0,2% BSA). Przechowywać w temperaturze -80°C. Zapas roboczy (1µ g/ml; 1000X): 1. Zrobić na 0,2% BSA w roztworze DPBS i wysterylizować filtrem. 2. Rozcieńczyć podwielokrotność głównego zapasu do 1&mikro; g/ml w sterylnym, schłodzonym 0,2% BSA/DPBS. 3. Podwielokrotność (np. 20µ l / rurka) i zatrzaskowe zamrażanie w ciekłym azocie. 4. Przechowywać podwielokrotności w temperaturze -80°C. | ||
| Poli-D-lizyna (1 mg / ml; 100X) | Zawiesić poli-D-lizynę o masie cząsteczkowej 70-150 kD (Sigma P6407) przy 0,5 mg / ml w 0,15 M kwasie borowym o pH 8,4 (np. 50 mg w 50 ml buforu boranowego). Sterylizacja filtra i podwielokrotność (np. 100&mikro; l/rurka). Przechowywać w temperaturze -20°C. Przed użyciem rozcieńczyć 100X (1mg/ml) do 50 &mikro; g/ml w sterylnej wodzie. | ||
| proliferacji oligodendrocytów | patrz Tabela uzupełniająca 1 | ||
| Pożywki | patrz Tabela uzupełniająca 1 | ||
| Suplement Sato (100X) | patrz Tabela uzupełniająca 1 | ||
| Bibliografia: lista odczynników i receptur została zaczerpnięta z protokołów opisanych wcześniej przez Emery'ego i in. 2013 (Emery, B. & Dugas, J. C. Oczyszczanie komórek linii oligodendrocytów z kory myszy przez immunopanning. Protokół Cold Spring Harb. 2013 (9), 854-868, doi:10.1101/pdb.prot073973, (2013)) oraz Dincman i in. al. (Dincman, T. A., Beare, J. E., Ohri, S. S. & Whittemore, SR Izolacja komórek prekursorowych oligodendrocytów myszy korowej. J Metody neurosce. 209 (1), 219-226, doi:10.1016/j.jneumeth.2012.06.017, (2012)) |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.