Pierwotne kultury mikrogleju są powszechnie używane do oceny nowych cząsteczek przeciwzapalnych. Niniejszy protokół opisuje powtarzalną i odpowiednią metodę magnetycznego izolowania mikrogleju od nowonarodzonych młodych.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Pierwotne kultury mikrogleju są powszechnie używane do oceny nowych cząsteczek przeciwzapalnych. Niniejszy protokół opisuje powtarzalną i odpowiednią metodę magnetycznego izolowania mikrogleju od nowonarodzonych młodych.
Mikroglej, jako makrofagi rezydujące w mózgu, mają fundamentalne znaczenie dla wielu funkcji, w tym reakcji na stres środowiskowy i homeostazy mózgu. Mikroglej może przyjmować szerokie spektrum fenotypów aktywacji. Co więcej, mikroglej, który popiera fenotyp prozapalny, jest związany zarówno z zaburzeniami neurorozwojowymi, jak i neurodegeneracyjnymi. Badania in vitro są szeroko stosowane w badaniach mających na celu ocenę potencjalnych strategii terapeutycznych w określonych typach komórek. W tym kontekście badanie aktywacji mikrogleju i zapalenia układu nerwowego in vitro przy użyciu pierwotnych kultur mikrogleju jest bardziej istotne niż linie komórek mikrogleju lub mikroglej pochodzący z komórek macierzystych. Jednak stosowanie niektórych kultur pierwotnych może cierpieć z powodu braku odtwarzalności. W protokole tym zaproponowano powtarzalną i odpowiednią metodę magnetycznego izolowania mikrogleju od nowonarodzonych młodych. Wykazano tutaj aktywację mikrogleju za pomocą kilku bodźców po 4 godzinach i 24 godzinach poprzez kwantyfikację ekspresji mRNA i test fagocytarny z kulkami Cy3. Oczekuje się, że obecne prace dostarczą łatwej do odtworzenia techniki izolowania fizjologicznie istotnego mikrogleju od młodzieńczych stadiów rozwojowych.
Mikroglej to komórki podobne do makrofagów rezydujące w centralnym układzie nerwowym, pochodzące z erytropoetycznych prekursorów woreczka żółtkowego, które migrują do nabłonka nerwowego podczas wczesnego rozwoju embrionalnego1. Oprócz funkcji odpornościowych, odgrywają również znaczącą rolę podczas rozwoju neurologicznego, szczególnie w synaptogenezie, homeostazie neuronów i mielinizacji2. W wieku dorosłym mikroglej rozwija długie procesy komórkowe, aby stale skanować środowisko. W przypadku zaburzeń homeostazy, takich jak uszkodzenie mózgu lub choroba mózgu, mikroglej może zmienić swój wygląd morfologiczny, aby przyjąć kształt ameboidalny, migrować do uszkodzonego obszaru, zwiększać i uwalniać wiele czynników cytoprotekcyjnych lub cytotoksycznych. Mikroglej ma niejednorodne stany aktywacji w zależności od etapu rozwoju i rodzaju odniesionego urazu3,4,5. W tym badaniu te stany aktywacji są ogólnie klasyfikowane do trzech różnych fenotypów: prozapalny/fagocytarny, przeciwzapalny i immunoregulacyjny, mając na uwadze, że w rzeczywistości sytuacja może być bardziej złożona6.
Badanie in vivo aktywacji mikrogleju i badań przesiewowych pod kątem strategii neuroprotekcyjnych na wczesnych etapach rozwoju mózgu może być wyzwaniem ze względu na (1) kruchość zwierząt przed odsadzeniem i (2) niską liczbę komórek mikrogleju. Dlatego badania in vitro nad mikroglejem są szeroko stosowane w odniesieniu do toksyczności7,8,9, strategie neuroprotekcyjne5,10,11,12,13,14, oraz co-cultures15,16,17,18,19,20,21. W badaniach in vitro można wykorzystać linie komórek mikrogleju, mikroglej pochodzący z komórek macierzystych lub pierwotną hodowlę mikrogleju. Wszystkie te podejścia mają zalety i wady, a wybór zależy od początkowego pytania biologicznego. Korzyści płynące z zastosowania pierwotnych kultur mikrogleju to jednorodne tło genetyczne, historia wolna od patogenów i kontrola czasu, w którym mikroglej jest stymulowany po śmierci zwierzęcia22.
Z biegiem lat opracowano różne metody (cytometria przepływowa, wstrząsanie lub znakowanie magnetyczne) do hodowli pierwotnego mikrogleju od gryzoni, zarówno noworodków, jak i dorosłych23,24,25,26,27,28,29. W niniejszej pracy izolacja mikrogleju od mysich noworodków jest przeprowadzana przy użyciu wcześniej opisanej technologii sortowania komórek aktywowanych magnetycznie przy użyciu pokrytego mikrokulkami anty-mysiego CD11b25,27,29. CD11b jest receptorem integryny ulegającym ekspresji na powierzchni komórek szpikowych, w tym mikrogleju. Gdy w mózgu nie ma prowokacji zapalnej, prawie wszystkie komórki CD11b+ są mikroglejowe30. W porównaniu z innymi wcześniej opublikowanymi metodami23,24,25,26,27,28,29, niniejszy protokół równoważy natychmiastowe analizy aktywacji mikrogleju ex vivo i powszechne in vitro pierwotna hodowla mikrogleju. Tak więc mikroglej jest (1) izolowany w dniu pourodzeniowym (P)8 bez usuwania mieliny, (2) hodowany bez surowicy i (3) wystawiany na działanie siRNA, miRNA, związku farmakologicznego i / lub bodźców zapalnych tylko 48 godzin po izolacji mózgu. Każdy z tych trzech aspektów sprawia, że obecny protokół jest istotny i szybki. Przede wszystkim zastosowanie mikrogleju pediatrycznego pozwala na uzyskanie dynamicznych i reaktywnych żywotnych komórek w hodowli bez konieczności dodatkowego etapu demielinizacji, który mógłby potencjalnie modyfikować reaktywność mikrogleju in vitro. Niniejszy protokół ma na celu jak największe zbliżenie się do fizjologicznego środowiska mikrogleju. Rzeczywiście, mikroglej nigdy nie napotyka surowicy, a ten protokół również nie wymaga stosowania surowicy. Co więcej, wystawienie mikrogleju już po 48 godzinach od hodowli zapobiega utracie przez nie zdolności fizjologicznych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół został zatwierdzony, a wszystkie zwierzęta były traktowane zgodnie z instytucjonalnymi wytycznymi Institut National de la Santé et de la Recherche Scientifique (Inserm, Francja). Przedstawiono magnetyczną izolację mikrogleju z mózgów 24 młodych myszy OF1 (zarówno samca, jak i samicy) w P8, podzielonych na płytki 6-dołkowe, 12-dołkowe lub 96-dołkowe. Prace eksperymentalne prowadzono pod kapturem w celu utrzymania sterylnych warunków.
1. Przygotowanie sterylnych roztworów do izolacji i hodowli komórkowej
2. Sekcja mózgu
3. Dysocjacja mózgu i magnetyczna izolacja mikrogleju
UWAGA: Wszystkie manipulacje komórkami i ponowne zawieszanie muszą być wykonywane za pomocą pipety 1,000 μL z dużą ostrożnością. Zastosowanie silnego działania mechanicznego może aktywować lub zabić komórki mikrogleju.
4. Stymulacja komórek
5. ekstrakcja mRNA i analiza RT-qPCR
6. Test fagocytarny
7. Kontrola jakości czystości
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Mikrogleja to rezydujące w OUN makrofagi, które ulegają aktywacji pod wpływem czynników środowiskowych (urazy, cząsteczek toksycznych, stanu zapalnego)4,5,6,34 (Rycina 3A). Badania in vitro nad mikrogleją są powszechnie stosowane do oceny autonomicznych mechanizmów komórkowych związanych z tymi czynnikami środowiskowymi oraz do charakterystyki stanu aktyw...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Obecna praca przedstawia pierwotną hodowlę komórek mikrogleju przy użyciu magnetycznie posortowanych komórek CD11b+. Oprócz oceny funkcjonalnej mikrogleju (RT-qPCR i testy fagocytarne) określono również czystość kultur mikrogleju.
Klasyczne hodowle komórek mikrogleju są zwykle generowane z mózgu noworodków gryzoni P1 lub P2 i hodowane wspólnie z astrocytami przez co najmniej 10 dni. Mikroglej jest następnie oddzielany mechanicznie za pomocą wytrząsarki orbitalnej. Metoda izolacji i hodowli mik...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.
Figurki zostały stworzone przy użyciu BioRender. Badania są finansowane przez Inserm, Université de Paris, Horyzont 2020 (PREMSTEM-874721), Fondation de France, Fondation ARSEP, Fondation pour la Recherche sur le Cerveau, Fondation Grace de Monaco oraz dodatkowy grant z Investissement d'Avenir -ANR-11-INBS-0011-NeurATRIS i Investissement d'Avenir -ANR-17-EURE-001-EUR G.E.N.E.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Anty myszy ACSA-2 PE Vio 615 | Miltenyi Biotec | 130-116-246 | |
| Anti Mouse CD11b BV421 | Sony Biotechnology | 1106255 | |
| Anti mouse CD45 BV510 | Sony Biotechnology | 1115690 | |
| Anti mouse CX3CR1 PE Cy7 | Sony Biotechnology | 1345075 | |
| Anti mouse NeuN PE | Milli-Mark | FCMAB317PE | |
| przeciw myszom O4 Vio Bright B515 | Miltenyi Biotec | 130-120-016 | |
| Zestaw do permeabilizacji BD Cytofix/Cytoperm | BD Biosciences | 554655 | |
| Albumina surowicy bydlęcej | Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
| CD11b (Microglej) MicroBeads, h, m | Miltenyi Biotec | 130-093-634 | |
| Mikroskop konfokalny | Leica TCS SP8 | ||
| D-PBS (10x) | Thermo Scientific | 14200067 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | E1644 | |
| Falcon Cell culture 12-dołkowa płytka, płaskie dno + pokrywka | Dutscher | 353043 | |
| Falcon Cell culture 96-dołkowa płytka, płaskie dno + pokrywka | Dutscher | 353072 | |
| Falcon probówki 50 ml | Dutscher | 352098 | |
| Odczynnik blokujący Fc (mysz CD16/32) | BD Biosciences | 553142 | |
| Mikroskop fluorescencyjny | Nikon ECLIPSE TE300 | ||
| gentleMACS C Tubes (4 x 25 probówek) | Miltenyi Biotec | 130-096-334 | |
| gentleMACS Octo Disocjator z grzałkami | Miltenyi Biotec | 130-096-427 | |
| Zrównoważony roztwór soli Hanksa (HBSS) +CaCl2 +MgCl2 10x | Thermo Scientific | 14065049 | |
| Zbilansowany roztwór soli Hanksa (HBSS) -CaCl2 -MgCl2 10x | Thermo Scientific | 14185045 | |
| iQ SYBR Green Supermix | Bio-rad | 1725006CUST | |
| Iscript Synteza c-DNA | Bio-rad | 1708890 | |
| Koraliki lateksowe, polistyren modyfikowany aminami, fluorescencyjna czerwień | Sigma-Aldrich | L2776-1mL | |
| Lipopolisacharydy (LPS) z Escherichia coli O55:B5 | Sigma-Aldrich | L2880 | |
| Pożywka bez surowicy | Thermo Scientific | 12065074 | |
| MACS BSA Roztwór podstawowy | Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
| Filtry siatkowe MACS SmartStrainers (70 μ m), 4 x 25 szt | Miltenyi Biotec | 130-110-916 | |
| Mysz IgG1 PE | Millipore | MABC002H | |
| Mysz IgG2a PE Cy7 | Mysz 2601265 | ||
| IL1 beta | Miltenyi Biotec | 130-101-684 | |
| Bloki kolumnowe Multi-24 | Miltenyi Biotec | 130-095-691 | |
| Separator MultiMACS Cell24 | Miltenyi Zestaw | ||
| - Papaina | Miltenyi Biotec | 130-092-628 | |
| Licznik nukleologiczny NC-200 | Chemometec | ||
| Nucleospin RNA Plus XS | Macherey Nagel | 740990.5 | |
| Zakonnica EZFlip Stożkowe probówki wirówkowe | Thermo Scientific | 362694 | |
| OPTILUX szalka Petriego - 100 x 20 mm | Dutscher | ||
| Pé nicylina-streptomycyna (10 000 U/ml) | Thermo Scientific | 15140122 | |
| Rat IgG2b, k BV421 | BD Biosciences | 562603 | |
| Rat IgG2b, k BV510 | Sony Biotechnology | 2603230 | |
| REA control (S) PE vio 615 | Miltenyi Biotec | 130-104-616 | |
| REA control (S) Vio Bright B515 | Miltenyi Biotec | 130-113-445 | |
| Rekombinowane mysie białko IFN-gamma R | & D System | 485-MI | |
| Rekombinowane białko myszy IL-10 R | & D System | 417-ML | |
| Rekombinowane białko IL-4 myszy | R& D System | 404-ML | |
| RIPA Bufor | Sigma-Aldrich | R0278 | |
| Sonda żywotności (FVS780) | BD Biosciences | 565388 |
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