Pierwotna hodowla komórkowa jest jednym z najczęściej używanych podejść do badania biologii mikrogleju in vitro. W tym miejscu opracowaliśmy metodę prostej i szybkiej izolacji mikrogleju od 1. dnia po urodzeniu myszy (P1) do P4.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Pierwotna hodowla komórkowa jest jednym z najczęściej używanych podejść do badania biologii mikrogleju in vitro. W tym miejscu opracowaliśmy metodę prostej i szybkiej izolacji mikrogleju od 1. dnia po urodzeniu myszy (P1) do P4.
Mikroglej to jednojądrzaste fagocyty w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), które odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy i regulacji procesu zapalnego w OUN. Aby zbadać biologię mikrogleju in vitro, pierwotny mikroglej wykazuje ogromne zalety w porównaniu z unieśmiertelnionymi liniami komórek mikrogleju. Jednak izolacja mikrogleju od mózgu myszy po urodzeniu jest stosunkowo mniej wydajna i czasochłonna. W tym protokole zapewniamy szybką i łatwą do naśladowania metodę izolowania pierwotnego mikrogleju z mózgu noworodka myszy. Ogólne etapy tego protokołu obejmują sekcję mózgu, pierwotną hodowlę komórek mózgowych i izolację mikrogleju. Stosując to podejście, naukowcy mogą uzyskać pierwotny mikroglej o wysokiej czystości. Ponadto zebrane pierwotne mikroglej był w stanie zareagować na wyzwanie lipopolisacharydów, co wskazuje, że zachowały swoją funkcję immunologiczną. Wspólnie opracowaliśmy uproszczone podejście do skutecznego izolowania pierwotnego mikrogleju o wysokiej czystości, co ułatwia szeroki zakres badań biologii mikrogleju in vitro.
Mikroglej, komórki odpornościowe rezydujące w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy, która reaguje na wyzwania neuropatologiczne1. Ostatnio przeprowadzono intensywne badania mające na celu poznanie fizjologicznych funkcji mikrogleju, np. w chorobie Alzheimera2. Obecnie profil transkrypcyjny mikrogleju w rozdzielczości pojedynczej komórki uzyskany podczas rozwoju, starzenia się i choroby OUN pozwala lepiej zrozumieć funkcję mikrogleju w zdrowych i chorych mózgach3. Wcześniejsze badania zidentyfikowały podtyp mikrogleju związany z chorobą w AD i innych chorobach neurodegeneracyjnych4,5,6. Ta subpopulacja jest bliższa odkładaniu się β amyloidu (Aβ). Stwierdzono, że geny związane z fagocytozą i metabolizmem lipidów (np. Apoe, Tyrobp) są regulowane w górę w tych populacjach6,7. Jednak procesy subkomórkowe, zewnątrzkomórkowe i wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe, które regulują dynamiczne zmiany profilu molekularnego w mikrogleju, nie są w pełni poznane. W szczególności mechanizm leżący u podstaw przewlekłej aktywacji mikrogleju w chorobach neurodegeneracyjnych pozostaje nieuchwytny. Dlatego tak ważne jest zrozumienie mechanizmów komórkowych związanych z mikroglejem, ponieważ reakcje mikrogleju wyraźnie przyczyniają się do rozwoju mózgu i progresji neurodegeneracji.
Chociaż istnieje kilka narzędzi in vivo i in vitro do badania mikrogleju, nadal istnieją pewne ograniczenia. Technicznie trudno jest uzyskać wystarczająco dużą liczbę komórek mikrogleju o wysokiej czystości do rutynowego przeprowadzania eksperymentów, takich jak western blot, w celu wyjaśnienia wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych. Pierwotna hodowla mikrogleju stanowi alternatywny sposób badania biologii mikrogleju. Hodowany mikroglej pierwotny można zastosować do analizy zdolności fagocytarnej mikrogleju po manipulacji genami oraz oceny produkcji cytokin pro- i przeciwzapalnych w odpowiedzi na bodźce zapalne oraz innych aspektów biologicznych, aby zrozumieć ich role w mózgu8. W tym miejscu przedstawiamy nowy protokół i opisujemy krok po kroku instrukcję izolacji i hodowli pierwotnego mikrogleju z mózgu noworodka myszy, z naciskiem na kroki, które mają kluczowe znaczenie dla uzyskania zdrowych i czystych pierwotnych komórek mikrogleju.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury dotyczące zwierząt zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Badań nad Zwierzętami oraz Instytucjonalny panel administracyjny ds. opieki nad zwierzętami laboratoryjnymi na Uniwersytecie Jiao Tong w Szanghaju. Dołożono wszelkich starań, aby zminimalizować cierpienie zwierząt.
1. Przygotowanie bufora hodowlanego, kolb i szkiełek nakrywkowych
2. Sekcja mózgu myszy
UWAGA: Aby ocenić skuteczność protokołu, tutaj użyliśmy myszy knock-in CX3CR1GFP do śledzenia mikrogleju9. Myszy CX3CR1GFP / GFP i samice C57BL / 6J typu dzikiego w wieku od 2 do 8 miesięcy skrzyżowano w celu wygenerowania myszy CX3CR1 + / GFP, oba zostały pierwotnie uzyskane ze źródeł komercyjnych. Myszy trzymano w 12-12 godzinnym cyklu jasno-ciemnym w specyficznym środowisku wolnym od patogenów (SPF) na Uniwersytecie Jiao Tong w Szanghaju. Do tego protokołu można wykorzystać młode od 1. dnia po porodzie do 4. dnia.
3. Zasiej mieszane komórki pierwotne
4. Zbiór pierwotnego mikrogleju
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Pierwotne mikroglej pobrane z CX3CR1+/GFP w dniu 7 i dniu 35 po wysiewie komórek zostały wykazane w Rysunek 1. Jak wykazano w barwieniu immunofluorescencyjnym markera komórkowego mikrogleju / makrofagów IBA1, wszystkie komórki dodatnie IBA1 są dodatnie dla sygnałów GFP i ujemne dla S100β (marker astrocytów) i CC1 (marker oligodendrocytów), co sugeruje, że oczyszczone komórki GFP dodatnie są rzeczywiście mikroglejem. Następnie stwierdzono, że ponad 95% izolowanych komórek to komórki GFP doda...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół ten opiera się na metodach opisanych wcześniej z pewnymi modyfikacjami11. Wskazówki dotyczące poprawy żywotności i czystości izolowanego mikrogleju są wymienione poniżej. Po pierwsze, należy uważać, aby uniknąć zanieczyszczenia podczas przygotowywania używanych do izolacji tkanek i hodowli komórkowych. Upewnij się, że narzędzia chirurgiczne, pojemniki i plastikowy sprzęt są sterylne. Zazwyczaj przeprowadzamy sekcję mózgu w oddzielnym kapturze do hodowli tkankowej oprócz kaptura do hodowli...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszyscy autorzy ujawnili, że nie ma konfliktu interesów. Wszyscy autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.
Autorzy chcieliby wyrazić swój szacunek dla bohaterów walczących z epidemią COVID-19. Autorzy dziękują Fang Lei (Uniwersytet Fudan) za doskonałe zarządzanie laboratorium, dr Zikai Zhou, dr Jing Li i dr Guiqing He (Centrum Zdrowia Psychicznego w Szanghaju) za dyskusję na temat izolacji mikrogleju. Wreszcie, co nie mniej ważne, autorzy okazują wdzięczność i szacunek wszystkim zwierzętom poświęconym w tym badaniu. Badanie to było wspierane przez Narodowy Kluczowy Program Badawczo-Rozwojowy Chin (Grant nr 2017YFC0111202) (B.P.), Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (Grant nr 31922027) (B.P.) i (Grant nr 32000678) (Y.R.) oraz Shenzhen Science and Technology Research Program (Grant No. JCYJ20180507182033219 i JCYJ20170818163320865) (B.P.) oraz (Grant No. JCYJ20170818161734072) (S.X.).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sitka do komórek, 40 i mikro; m | ThermoFisher Scientific | 22-363-547 | |
| DNaza I | Sigma | 11284932001 | |
| Zmodyfikowana pożywka Dulbecco Eagle (DMEM) | Gibco firmy Life Technologies | C11995500BT | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanem Dulbecco (DPBS) | Gibco firmy Life Technologies | 14190-144 | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | Gibco firmy Life Technologies | 10099141 | |
| Papaina, zawiesina | Sangon Biotech | Papaina, Zawiesina | |
| Penicylina-Streptomycyna 100X roztwór | Hyclon | SV30010 | |
| Poli-D-Lizyna | ThermoFisher Scientific | A3890401 |
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