Tutaj prezentujemy skuteczną metodę oczyszczania oligodendrocytów i produkcji pożywki kondycjonowanej przez oligodendrocyty, która może być wykorzystana do eksperymentów z kokulturą.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentujemy skuteczną metodę oczyszczania oligodendrocytów i produkcji pożywki kondycjonowanej przez oligodendrocyty, która może być wykorzystana do eksperymentów z kokulturą.
W ośrodkowym układzie nerwowym, oligodendrocyty są dobrze znane ze swojej roli w mielinizacji aksonów, która przyspiesza propagację potencjałów czynnościowych poprzez przewodnictwo solne. Co więcej, coraz więcej doniesień sugeruje, że oligodendrocyty oddziałują z neuronami poza mielinizacją, w szczególności poprzez wydzielanie rozpuszczalnych czynników. W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy protokół pozwalający na oczyszczanie komórek linii oligodendroglialnej z hodowli komórek glejowych zawierających również astrocyty i komórki mikrogleju. Metoda opiera się na wytrząsaniu przez noc w temperaturze 37 °C, co umożliwia selektywne oderwanie leżących nad nimi komórek oligodendroglialnych i komórek mikrogleju oraz eliminację mikrogleju poprzez adhezję różnicową. Następnie opisujemy hodowlę oligodendrocytów i produkcję pożywki kondycjonowanej oligodendrocytami (OCM). Zapewniamy również kinetykę leczenia OCM lub dodatek oligodendrocytów do oczyszczonych neuronów hipokampa w eksperymentach z udziałem współkultur, badając interakcje oligodendrocytów-neuronów.
Oligodendrocyty (OL) to komórki glejowe ośrodkowego układu nerwowego (OUN), które wytwarzają mielinę owijającą się wokół aksonów. OL pochodzą z komórek prekursorowych oligodendrocytów (OPC), które namnażają się w strefach komorowych embrionalnego OUN, a następnie migrują i różnicują się w pełni dojrzałe OL (tj. komórki tworzące mielinę)1. OPC występują obficie we wczesnym okresie rozwoju, ale utrzymują się również w dorosłym mózgu, gdzie reprezentują główną populację komórek proliferacyjnych2. Pojedynczy OL otacza wiele aksonów w niepobudliwych sekcjach (tj. międzywęźlach), a krawędź każdej pętli mielinowej przyłącza się do aksonu, tworząc domenę przywęzłową, która ma kluczowe znaczenie dla właściwości izolacyjnych mieliny1,3. Pomiędzy parawęzłami znajdują się małe niezmielinizowane szczeliny zwane węzłami Ranviera. Węzły te są bogate w kanały sodowe bramkowane napięciem (Nav), co pozwala na regenerację i szybką propagację potencjałów czynnościowych poprzez przewodnictwo solne4. Ta ścisła interakcja umożliwia również wsparcie energii aksonalnej poprzez neuronalny wychwyt mleczanu z OLs5,6.
Dojrzewanie komórek linii oligodendroglialnej i proces mielinizacji są ściśle regulowane przez ich interakcje z neuronami7. Rzeczywiście, OL i OPC, zwane również komórkami NG2, wyrażają szereg receptorów dla neuroprzekaźników i mogą odbierać dane wejściowe z neuronów pobudzających i hamujących, umożliwiając im wyczuwanie aktywności neuronalnej, która może wywołać ich proliferację i / lub różnicowanie w komórki mielinizacyjne2. Z kolei OPC/OL wydzielają do przestrzeni zewnątrzkomórkowej mikropęcherzyki i białka, które samodzielnie lub synergistycznie pośredniczą w funkcjach neuromodulacyjnych i neuroprotekcyjnych8,9,10,11,12. Jednak mechanizmy molekularne kontrolujące wielorakie tryby interakcji między komórkami linii oligodendroglialnej a neuronami nie zostały jeszcze w pełni rozszyfrowane.
Ponadto, w wielu stanach patologicznych OUN, OL są przede wszystkim dotknięte, co zakłóca ich interakcję z neuronami. Na przykład w stwardnieniu rozsianym (SM) dysfunkcja neurologiczna jest spowodowana ogniskową demielinizacją w OUN, wtórną do utraty OL, która może prowadzić do uszkodzenia aksonów i związanej z tym akumulacji niepełnosprawności. Remielinizacja może mieć miejsce, choć w większości przypadków niewystarczająco13. Postęp poczyniony w ciągu ostatniej dekady, spowodowany rozwojem immunoterapii, zmniejszył odsetek nawrotów, ale promowanie remielinizacji pozostaje do tej pory niezaspokojoną potrzebą. W związku z tym lepsze zrozumienie roli, funkcji i wpływu OL ma szczególne znaczenie dla opracowania nowych terapii dla szerokiego spektrum schorzeń OUN.
Tutaj opisujemy metody oczyszczania i hodowli OLs. Umożliwia to precyzyjne zbadanie wewnętrznych mechanizmów regulujących ich rozwój i biologię. Ponadto takie wysoce wzbogacone kultury OL umożliwiają produkcję pożywki kondycjonowanej oligodendrocytami (OCM), którą można dodać do oczyszczonych kultur neuronów w celu uzyskania wglądu w wpływ czynników wydzielanych przez OL na fizjologię i łączność neuronalną. Ponadto opisujemy, jak wdrożyć system kohodowli in vitro, w którym oczyszczone oligodendrocyty i neurony są ze sobą łączone, co pozwala zająć się mechanizmami regulującymi (re)mielinizację.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Opieka i wykorzystanie szczurów w tym eksperymencie jest zgodne z polityką i wytycznymi instytucji (UPMC, INSERM i Dyrektywa Rady Wspólnoty Europejskiej 86/609/EWG). Poniższy protokół ustala się dla standardowego miotu liczącego 12 szczeniąt.
1. Przygotowanie kolb (~5 min)
UWAGA: Wykonaj następujące kroki dzień przed sekcją w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach.
2. Przygotowanie podłoża (~10 min)
UWAGA: Wykonaj te czynności w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach.
3. Przygotowanie do sekcji (~10 min)
UWAGA: Wykonaj te czynności w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach.
4. Sekcja
UWAGA: Sekcja jest przeprowadzana od samców i samic szczurów rasy Wistar w dniu po urodzeniu (P) 2.
5. Dysocjacja tkanek
UWAGA: Wykonaj te czynności w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach.
6. Przygotowanie do potrząsania
7. Potrząsanie
8. Pobieranie i hodowla komórek linii OL
UWAGA: Te kroki powinny być wykonywane w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach.
9. Produkcja OCM
UWAGA: Wykonaj te kroki w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach.
10. Dodawanie OCM
UWAGA: Czynności powinny być wykonywane w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach. OCM można dodać do oczyszczonych kultur neuronów hipokampa przygotowanych zgodnie z następującym protokołem14 i otrzymać przez dodanie, 24 godziny po izolacji, środków antymitotycznych urydyny i 5-fluorodeoksyurydyny (5 μM) przez 36 godzin.
11. Dodanie OL do oczyszczonej hodowli neuronów hipokampa
UWAGA: Wykonaj następujące kroki w okapie z przepływem laminarnym w sterylnych warunkach. OL można dodawać do oczyszczonych kultur hipokampa otrzymanych w taki sam sposób, jak opisano powyżej.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym protokole, komórki linii OL są oczyszczane z kultur glejowych poprzez strząsanie astrocytów i mikrogleju. Czystość i badanie fenotypowe kultur OL można ocenić za pomocą barwienia immunologicznego za pomocą markerów glejowych15. Analiza ekspresji różnych markerów wykazała, że hodowle OL były w większości pre-OL z 90% ± 4% komórek O4+, 85% ± 7% komórek NG2+ i 4,7% ± 2,1% komórek PLP+, podczas gdy 7,2% ± 2,5% komórek stanowiły as...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy protokół uzyskiwania wysoce wzbogaconych kultur komórek linii oligodendroglialnej z mieszanych kultur glejowych, zaadaptowanych z wcześniej opublikowanej metody16, a następnie produkcji pożywki kondycjonowanej OL. Ta technika wytrząsania nie jest kosztowna, można ją powtórzyć trzykrotnie i jest optymalna do uzyskania dużej ilości oczyszczonych OL, ponieważ komórki hodowane w pożywce Bottensteina-Sato (BS) zawierają PDGFα namnażają się. Komórki glejowe są prz...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Żaden z autorów nie ma sprzecznych interesów ani sprzecznych interesów.
Autorzy chcieliby podziękować Rémi Ronzano za jego mądre rady w redagowaniu manuskryptów. Praca ta została sfinansowana przez ICM, INSERM, grant fundacji ARSEP dla NSF oraz Bouvet-Labruyère Price.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 5-fluorodeoksyurydyna | Sigma | F0503 | |
| B27 suplement | ThermoFisher | 17504044 | |
| roztwór D-(+)-glukozy | Sigma | G8769 | |
| DNaza (dezoksyrybonukleaza I) | Worthington | LS002139 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ThermoFisher | 31966021 | |
| Etanol 100% | Sigma | 32221-M | |
| Etanol 70% | VWR Chemicals | 83801.360 | |
| Surowica cielęca płodu | ThermoFisher | 10082147 | |
| L-cysteina | Sigma | C7352 | |
| Neurobasal | ThermoFisher | 21103049 | |
| Papaina | Worthington | LS003126 | |
| Penicylina-Streptomycyna | ThermoFisher | 15140122 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami bez wapnia i magnezu | ThermoFisher | A1285601 | |
| Polietyleninin(PEI) | Sigma | P3143 | |
| Tetraboran dekahydrat | Sigma | B9876 | |
| Trypsyna | Sigma Sigma | ||
| Urydyna | Sigma | U3750 | |
| Bottenstein-Sato (BS) media | |||
| apo-Transferyna ludzka | Sigma | T1147 | |
| BSA (albumina surowicy bydlęcej) | Sigma | A4161 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ThermoFisher | 31966021 | |
| Insulina | Sigma | I5500 | |
| PDGF | Peprotech | AF-100-13A | |
| Penicylina-Streptomycyna | ThermoFisher | 15140122 | |
| Progesteron | Sigma | P8783 | |
| Dichlorowodorek putrescyny | Sigma | P5780 | |
| Selenin sodu | Sigma | S5261 | |
| T3 (sól sodowa 3,3',5-trijodo-L-tyroniny) | Sigma | T6397 | |
| T4 ( L-tyroksyna) | Sigma | T1775 | |
| Pożywka do wspólnej hodowli | |||
| apo-Transferyna ludzka | Sigma | T1147 | |
| B27 suplement | ThermoFisher | 17504044 | |
| Biotyna | Sigma | B4639 | |
| BSA (albumina surowicy bydlęcej) | Sigma | A4161 | |
| Ceruloplasmin | Sigma | 239799 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | ThermoFisher | 31966021 | |
| Hydrokortyzon | Sigma | H4001 | |
| Insulina | Sigma | I5500 | |
| N-acetylo-L-cysteina | Sigma | A8199 | |
| Neurobasal | ThermoFisher | 21103049 | |
| Penicylina-Streptomycyna | ThermoFisher | 15140122 | |
| Progesteron | Sigma | P8783 | |
| Putrescin | Sigma | P5780 | |
| Rekombinowany ludzki CNTF | Sigma | 450-13 | |
| Selenin sodu | Sigma | S5261 | |
| T3 (sól sodowa 3,3',5-trijodo-L-tyroniny) | Sigma | T6397 | |
| Witamina B12 | Sigma | V6629 | |
| Tools | |||
| 0,22 &mikro; m filtr | Sartorius | 514-7010 | |
| Strzykawka 1 ml | Terumo | 1611127 | |
| 100 mm szalka Petriego | Dutscher | 193100 | |
| Probówka 15 ml | Corning Life Science | 734-1867 | |
| Tubka 50 ml | Corning Life Science | 734-1869 | |
| 60 mm szalka Petriego | Dutscher | 067003 | |
| 70 & Mikro; Filtr m | Miltenyi Biotec | 130-095-823 | |
| Mikroskop lornetkowy | Olympus | SZX7 | |
| Kleszcze zakrzywione | Fine Science Tools | 11152-10 | |
| Kleszcze do drobnych | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Duże nożyczki chirurgiczne | Fine Science Tools | 14008-14 | |
| Skalpel | Swann-morton | 233-5528 | |
| Shaker | Infors HT | ||
| Małe nożyczki chirurgiczne | Fine Science Tools | 91460-11 | |
| Mała łyżka chirurgiczna | Bar Naor Ltd | BN2706 | |
| T150 cm2 kolba z nasadką filtrującą | Dutscher | 190151 | |
| Animal | |||
| P2 Wistar szczur | Janvier | RjHAn:WI |
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