Method Article

Izolacja i charakterystyka komórek odpornościowych z mikropreparowanych splotów naczyniówkowych myszy

DOI:

10.3791/63487

February 3rd, 2022

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie wykorzystuje cytometrię przepływową i dwie różne strategie bramkowania na izolowanych perfundowanych splotach naczyniówkowych mózgu myszy; ten protokół identyfikuje główne podzbiory komórek odpornościowych, które wypełniają tę strukturę mózgu.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mózg nie jest już uważany za organ funkcjonujący w izolacji; coraz więcej dowodów sugeruje, że zmiany w obwodowym układzie odpornościowym mogą pośrednio kształtować funkcjonowanie mózgu. Na granicy między mózgiem a krążeniem ogólnoustrojowym sploty naczyniówkowe (CP), które stanowią barierę krew-płyn mózgowo-rdzeniowy, zostały podkreślone jako kluczowe miejsce komunikacji peryferia-mózg. CP wytwarzają płyn mózgowo-rdzeniowy, czynniki neurotroficzne i cząsteczki sygnałowe, które mogą kształtować homeostazę mózgu. CP są również aktywną niszą immunologiczną. W przeciwieństwie do miąższu mózgu, który w warunkach fizjologicznych jest zamieszkiwany głównie przez mikroglej, niejednorodność komórek odpornościowych CP podsumowuje różnorodność występującą w innych narządach obwodowych. Różnorodność i aktywność komórek odpornościowych CP zmienia się wraz ze starzeniem się, stresem i chorobami oraz moduluje aktywność nabłonka CP, pośrednio kształtując w ten sposób funkcję mózgu. Celem tego protokołu jest wyizolowanie mysiego CP i zidentyfikowanie około 90% głównych podzbiorów immunologicznych, które je zasiedlają. Metoda ta jest narzędziem do scharakteryzowania komórek odpornościowych CP i zrozumienia ich funkcji w orkiestracji komunikacji peryferiologicznej z mózgiem. Proponowany protokół może pomóc w rozszyfrowaniu, w jaki sposób komórki odpornościowe CP pośrednio modulują funkcjonowanie mózgu w zdrowiu i w różnych stanach chorobowych.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Od czasu odkrycia bariery krew-mózg przez Paula Erhlicha pod koniecXIX wieku, mózg jest uważany za praktycznie oddzielony od innych organów i krwiobiegu. Jednak w ostatniej dekadzie pojawiła się koncepcja, że funkcja mózgu jest kształtowana przez różne czynniki biologiczne, takie jak mikrobiota jelitowa oraz ogólnoustrojowe komórki i sygnały odpornościowe1,2,3,4. Równolegle inne granice mózgu, takie jak opony mózgowe i sploty naczyniówkowe (CP), zostały zidentyfikowane jako interfejsy aktywnej komunikacji immunologicznej i mózgowej, a nie jako obojętne tkanki barierowe5,6,7,8.

CP stanowią barierę krew-płyn mózgowo-rdzeniowy, jedną z granic oddzielających mózg od peryferii. Znajdują się one w każdej z czterech komór mózgu, tj. trzeciej, czwartej i obu komorach bocznych i sąsiadują z obszarami zaangażowanymi w neurogenezę, takimi jak strefa podkomorowa i strefa subziarnista hipokampa3. Strukturalnie CP składają się z sieci naczyń włosowatych krwi otoczonych monowarstwą komórek nabłonkowych, które są połączone ścisłymi i przylegającymi połączeniami9,10. Główne fizjologiczne role nabłonka CP obejmują produkcję płynu mózgowo-rdzeniowego, który wypłukuje mózg z metabolitów odpadowych i agregatów białkowych, a także produkcję i kontrolowane przechodzenie z krwi do mózgu różnych cząsteczek sygnałowych, w tym hormonów i czynników neurotroficznych11,12,13. Cząsteczki wydzielane z CP kształtują aktywność mózgu, tj. poprzez modulację neurogenezy i funkcji mikrogleju14,15,16,17,18,19, co sprawia, że CP ma kluczowe znaczenie dla homeostazy mózgu. CP angażują się również w różne działania immunologiczne; mając na uwadze, że głównym typem komórek odpornościowych w miąższu mózgu w warunkach niepatologicznych jest mikroglej, różnorodność populacji komórek odpornościowych CP jest tak szeroka, jak w narządach obwodowych3,7, co sugeruje, że w CP działają różne kanały regulacji immunologicznej i sygnalizacji.

Przestrzeń między komórkami śródbłonka i nabłonka, zrąb CP, jest głównie zaludniona przez makrofagi związane z granicą (BAM), które wyrażają prozapalne cytokiny i cząsteczki związane z prezentacją antygenu w odpowiedzi na sygnały zapalne3. Inny podtyp makrofagów, komórki splotu Kolmera, są obecne na wierzchołkowej powierzchni nabłonka CP < sup class="xref">20. Zrąb CP jest również niszą dla komórek dendrytycznych, komórek B, komórek tucznych, bazofili, neutrofili, wrodzonych komórek limfoidalnych i limfocytów T, które są w większości limfocytami T pamięci efektorowej zdolnymi do rozpoznawania antygenów ośrodkowego układu nerwowego7,21,22,23,24. Ponadto skład i aktywność populacji komórek odpornościowych w CP zmienia się w wyniku zaburzeń ogólnoustrojowych lub zaburzeń mózgu, na przykład podczas starzenia się10,14,15,21,25, perturbacja mikrobioty7, stress26, oraz choroba27,28. Warto zauważyć, że zasugerowano, że zmiany te pośrednio kształtują funkcjonowanie mózgu, tj. przesunięcie limfocytów T CP CD4+ w kierunku zapalenia Th2 występuje w starzeniu się mózgu i wyzwala sygnalizację immunologiczną z CP, która może kształtować związany ze starzeniem się spadek funkcji poznawczych14,15,21,25,29. Wyjaśnienie właściwości komórek odpornościowych CP miałoby zatem kluczowe znaczenie dla lepszego zrozumienia ich funkcji regulacyjnej w fizjologii i wydzielaniu nabłonka CP, a tym samym dla rozszyfrowania ich pośredniego wpływu na funkcjonowanie mózgu w warunkach zdrowych i chorobowych.

CP to małe struktury, które zawierają tylko kilka komórek odpornościowych. Ich izolacja wymaga mikrodysekcji po wstępnym etapie perfuzji; W przeciwnym razie komórki odpornościowe w krwiobiegu stanowiłyby poważne zanieczyszczenia. Protokół ten ma na celu scharakteryzowanie podzbiorów limfocytów szpikowych i limfocytów T CP za pomocą cytometrii przepływowej. Metoda ta identyfikuje około 90% populacji komórek odpornościowych, które tworzą CP myszy w warunkach niezapalnych, zgodnie z ostatnio opublikowanymi pracami wykorzystującymi inne metody do analizy heterogeniczności immunologicznego CP7,10,28. Protokół ten można zastosować do scharakteryzowania zmian w kompartmencie komórek odpornościowych CP z chorobą i innymi paradygmatami eksperymentalnymi in vivo.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury zgodne z wytycznymi Komisji Europejskiej dotyczącymi postępowania ze zwierzętami laboratoryjnymi, dyrektywa 86/609/EWG. Zostały one zatwierdzone przez komisje etyczne nr 59, CETEA/CEEA nr 089, pod numerem dap210067 oraz APAFIS #32382-2021070917055505 v1.

1. Przygotowanie materiałów

  1. Wszystkie przeciwciała należy przechowywać w temperaturze 4 °C, chronić przed światłem.
  2. Roztwór podstawowy DAPI (1 mg/ml): Zawiesić proszek w PBS-/- (tabela materiałów), podwielokrotność, i przechowywać w temperaturze -20 °C.
  3. Roztwór roboczy DAPI (0,1 mg/ml): Rozcieńczyć roztwór podstawowy DAPI PBS-/- w stosunku 1:10.
  4. Bufor do sortowania komórek aktywowanych magnetycznie (MACS): Przygotować 2 mM kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA) i 0,5% albuminy surowicy bydlęcej (BSA) (tabela materiałów) w PBS-/-.
  5. Roztwór podstawowy kolagenazy dożylnej (20 U/μL): Zawiesić proszek w PBS+/+ (tabela materiałów), podwielokrotność, i przechowywać w temperaturze -20 °C.
    UWAGA: Kolagenaza IV wymaga, aby MgCl2 był w pełni aktywny; nie zamrażać i nie rozmrażać roztworu kolagenazy dożylnej.
  6. Roztwór anestezjo-przeciwbólowy: Wymieszaj 150 μl ketaminy (150 mg/kg), 25 μl ksylazyny (5 mg/kg) i 330 μl buprecare (0,1 mg/kg) w 1 ml PBS-/-.
    UWAGA: Roztwór znieczulająco-przeciwbólowy należy przygotować doraźnie i nie przechowywać go dłużej niż jeden dzień.
  7. Roztwór heparyny (100 j./ml): Zawiesić proszek w PBS-/-.
  8. Przygotować zestaw do infuzji łączący rurkę z karafką Erlenmeyera wypełnioną PBS-/-. Podłączyć igłę 23 G do końca rurki infuzyjnej. Otwórz wkładkę infuzyjną i pozwól PBS działać, aż w probówce nie będzie pęcherzyków powietrza.
  9. Przygotuj lupę lornetkową wyposażoną w światło.

2. Obudowa myszy C57BL/6

  1. Do analizy limfocytów szpikowych lub limfocytów T CP użyj czterech myszy dla każdej i połącz cztery CP (po dwie z każdej komory bocznej, trzeciej komory i czwartej komory CP; w sumie dla ośmiu myszy). Brak łączenia CP niesie ze sobą ryzyko niewykrycia rzadkich populacji immunologicznych w CP ze względu na ich niską liczebność.
  2. Pozwól myszom zaaklimatyzować się przez co najmniej 7 dni przed jakimkolwiek eksperymentem. Trzymaj myszy w warunkach wolnych od patogenów w stałej temperaturze i wilgotności, w cyklu 12/12 godzin lub 14/10 godzin światło/ciemność, z wodą i standardowym granulem pokarmu ad libitum.

3. Perfuzja PBS i sekcja mózgu

  1. Zważyć każdą mysz i wstrzyknąć dootrzewnowo 10 μl/g roztworu mieszanki znieczulającej i przeciwbólowej (krok 1.6).
  2. Odczekaj około 30 minut, aby uzyskać skuteczne działanie przeciwbólowe (sprawdź głębokość znieczulenia, ściskając palce myszy).
  3. Umieść znieczuloną mysz płasko na plecach, na wsporniku do sekcji i przyklej jej dłonie do wspornika do sekcji.
  4. Szczypiąc skórę zwierzęcia kleszczami i nożyczkami, otwórz brzuch, przeponę i klatkę piersiową, aby odsłonić serce.
    UWAGA: Kiedy klatka piersiowa jest otwarta, mózg staje się niedotleniony. Trzeba precyzyjnie i szybko przechodzić przez kolejne etapy perfuzji.
  5. Wstrzyknąć 20 μl 100 j/ml roztworu heparyny bezpośrednio do lewej komory.
  6. Cienkimi nożyczkami wykonaj nacięcie co najmniej 3 mm w prawym przedsionku, aby krew mogła wypłynąć z organizmu.
  7. Bezpośrednio po tym należy wprowadzić igłę 23 G umieszczoną na końcu rurki infuzyjnej przez końcówkę lewej komory.
  8. Otwórz system infuzyjny na maksimum i poczekaj na pełną perfuzję: Za pomocą igły 23 G, przy natężeniu przepływu około 6 ml/min, perfuzja jest zakończona w ciągu 3 minut.
    UWAGA: Równomierne przebarwienia narządów, takich jak wątroba, świadczą o skuteczności perfuzji.
  9. Zamknąć system infuzyjny i wyjąć igłę z komory serca.
  10. Usuń taśmę z dłoni myszy. Umieść mysz w pozycji brzusznej.
  11. Szczypiąc skórę zwierzęcia kleszczami i nożyczkami, usuń skórę czubka głowy od oczu do uszu.
  12. Za pomocą nożyczek przeciąć czaszkę najpierw między oczami, a następnie bocznie od każdego oka do rdzenia kręgowego tuż nad mięśniami żwaczy. W tym celu użyj kończyny nożyczek i postępuj delikatnie, aby uniknąć uszkodzenia mózgu nożyczkami.
  13. Otwórz czaszkę kleszczami, ściskając ją od końca między oczami.
  14. Użyj nożyczek, aby przeciąć rdzeń kręgowy i wydobyć mózg za pomocą kleszczy, umieszczając ich dwa punkty po bocznej stronie mózgu, aby go przechylić i umieścić na szalce Petriego wypełnionej lodowatym PBS+/+. CP są następnie natychmiast zbierane.
    UWAGA: Sprawdź, czy mózg nie ma przebarwień, aby zweryfikować skuteczność perfuzji.

4. Wycięcie splotu naczyniówkowego z mózgu

  1. Umieść mózg grzbietową stroną do góry na szalce Petriego i poniżej celów lup obuocznych.
  2. Za pomocą kleszczy, aby utrzymać mózg na miejscu, włóż dwa końce innych kleszczy w dół przez linię środkową między półkulami.
  3. Użyj kleszczy, aby odciągnąć korę z modzelem i hipokampem od przegrody, odsłaniając komorę boczną i część trzeciej komory.
  4. Zidentyfikuj boczny CP jako długą zasłonę wyściełającą boczną komorę, która rozszerza się na obu końcach. Użyj dwóch końców cienkich kleszczy, aby złapać boczne CP. Uważaj, aby zebrać trójkątną tylną część, która może być ukryta przez tylny fałd hipokampa.
  5. Odciągnij korę z ciałem modzelowatym i hipokampem przeciwległej półkuli od przegrody, aby odsłonić całą trzecią komorę i przeciwległą komorę boczną.
  6. Zbierz cienkimi kleszczami trzeci punkt kontrolny, który można zidentyfikować jako krótką strukturę o ziarnistym wyglądzie powierzchni.
  7. Zbierz drugi boczny CP.
  8. Włóż dwa końce kleszczy między móżdżek a śródmózgowie. Odłącz móżdżek od mostu i rdzenia, aby odsłonić czwartą komorę.
  9. Zidentyfikuj czwarty CP jako długą kulistą strukturę o ziarnistym aspekcie powierzchni, która wyściela czwartą komorę od bocznego prawego końca do lewego końca między móżdżkiem a rdzeniem. Zbierz czwarte CP za pomocą cienkich kleszczy.
    UWAGA: Powłoka kleszczy na bazie silanu może zapobiegać lepkości CP na kleszczach.
  10. Powtórz kroki 3.1-4.9 dla każdej z pozostałych siedmiu myszy. W międzyczasie zebrane CP można tymczasowo przechowywać w tubie umieszczonej na lodzie.

5. Przygotowanie próbek do analizy metodą cytometrii przepływowej

  1. Napełnij probówkę zawierającą wszystkie wypreparowane CP do 750 μl PBS+/+.
    UWAGA: Osadzanie wypreparowanego CP za pomocą cienkich kleszczy w probówce przynosi niewielką objętość PBS+/+. Raczej uzupełnij istniejącą objętość do 750 μl niż usuń ją i zastąp świeżymi 750 μl PBS+/+, aby uniknąć możliwej utraty tkanki CP.
  2. Dodać 15 μl 20 j./μl roztworu podstawowego kolagenazy dożylnej (patrz krok 1.5), aby uzyskać końcowe stężenie 400 j./mL.
    UWAGA: DNAza I (150 μg/ml) może zapobiegać nadmiernemu zlepianiu się komórek.
  3. Inkubować CP z kolagenazą IV w temperaturze 37 °C przy łagodnym mieszaniu (300 obr./min) przez 45 min.
  4. Delikatnie pipetuj w górę i w dół około 10 razy, aby sfinalizować dysocjację CP.
  5. Napełnij probówkę CP do 1,5 ml buforem MACS (patrz krok 1.4 przepisu), aby zatrzymać aktywność kolagenazy dożylnie.
    UWAGA: Aktywność kolagenazy dożylnej zostaje zatrzymana w niskiej temperaturze i zahamowana przez albuminę surowicy.
  6. Odwirować komórki w temperaturze 500 x g, przez 5 minut, w temperaturze 4 °C. Odrzucić supernatant i przemyć komórki 1,5 ml buforu MACS.
  7. Odwirować komórki przy 500 x g przez 5 minut, w temperaturze 4 °C. Odrzucić supernatant i ponownie zawiesić komórki w 220 μl buforu MACS.
  8. Oddzielić podwielokrotność 10 μl od zawiesiny komórek, która ma być użyta jako niebarwiona kontrola (następny krok 5.18).
  9. Oddzielić podwielokrotność 10 μl od zawiesiny komórek, która ma być użyta jako kontrola wybarwiona mono DAPI (następny krok 5.12).
  10. Pozostałe 200 μl należy wstępnie inkubować z przeciwciałem blokującym anty-mysie CD16/CD32 (1:100) przez 20 minut, w temperaturze 4 °C, w celu zablokowania niespecyficznych oddziaływań, w których pośredniczy Fc.
  11. Podziel komórki na dwie probówki o pojemności 100 μl (jedna do analizy komórek szpikowych, druga do analizy limfocytów T) (następny krok 5.14).
  12. Pobrać próbkę z 10 μl komórek do kontroli wybarwionej mono DAPI (krok 5.9) i wypełnić ją do 100 μl buforem MACS (następny krok 5.14).
  13. Przygotować jedenaście nowych probówek zawierających 100 μl MACS dla przeciwciała barwionego mono (krok 5.14.4) i całkowicie barwionego (krok 5.14.5) i dodać kroplę kulek kompensacyjnych do każdej z nich.
    UWAGA: Elementy sterujące kompensacją pozwolą ustawić napięcie lasera do wykrywania fluorescencji i ocenić potencjalną detekcję niespecyficznego sygnału barwnika fluorescencyjnego w innych kanałach, które będą dalej kompensowane.
  14. Inkubacja przeciwciał w próbkach:
    1. Próbka szpiku: Dodaj 0,1 mg/ml DAPI (1:100) (patrz krok 1.3), FITC anty-mysz CD45 (1:100), PE-Dazzle 594 anty-mysz CD11b (1:100), APC anty-mysz CX3CR1 (1:100), BV711 anty-mysz Ly6C (1:100), PE anty-mysz F4/80 (1:100) i APC-Cy7 anty-mysz IA-IE (1:100).
    2. Próbka limfocytów T: Dodaj 0,1 mg / ml DAPI (1:100), FITC anty-mysie CD45 (1:100), PE-Dazzle 594 anty-mysie CD11b (1:100), APC anty-mysie TCRβ (1:100), PE anty-mysie CD8a (1:100) i APC-Cy7 anty-mysie CD4 (1:50).
    3. Kontrola wybarwiona mono DAPI (od kroku 5.12): Dodać 0,1 mg/ml DAPI (1:100).
    4. Monobarwione kulki kompensacyjne przeciwciała: Dodaj każde z dziewięciu wcześniej stosowanych przeciwciał dla próbek limfocytów szpikowych i limfocytów T (to samo rozcieńczenie), oddzielnie (po jednym dla każdej probówki) do dziewięciu probówek zawierających kulki.
      UWAGA: Kontrole kompensacji monobarwionej pozwolą na określenie dodatnich pików fluorescencji dla każdego z użytych markerów fluorescencyjnych podczas etapu kompensacji. Analizator porówna je z sygnałem ujemnym obserwowanym w niebarwionych komórkach kontrolnych CP.
    5. Całkowicie barwione kulki kompensacyjne przeciwciał: Dodaj wszystkie przeciwciała używane do barwienia szpiku do jednej probówki, a te używane do barwienia limfocytów T do drugiej.
      UWAGA: Całkowicie zabarwione elementy sterujące kompensacją pozwolą ustawić napięcie każdej detekcji lasera fluorescencyjnego i ocenić potencjalną detekcję niespecyficznego sygnału barwnika fluorescencyjnego w innych kanałach.
    6. Inkubować przez 30-45 minut na lodzie, chronić przed światłem.
  15. Napełnij wszystkie probówki do 1,5 ml buforem MACS. Odwirować komórki i kulki kompensacyjne w temperaturze 500 x g, przez 5 minut, w temperaturze 4 °C.
  16. Odrzucić supernatant i przemyć komórki i kulki kompensacyjne w 1,5 ml buforu MACS.
  17. Odwirować komórki i kulki kompensacyjne w temperaturze 500 x g, przez 5 minut, w temperaturze 4 °C. Odrzucić supernatant.
  18. Ponownie zawiesić ogniwa i kulki kompensacyjne w 500 μl buforu MACS. Napełnij niezabarwioną kontrolę (krok 5.8) do 500 μl buforem MACS.
  19. Przefiltruj każdą probówkę z komórkami CP przez sitko o wielkości 70 μm (niebarwione CP, mono-barwione kontrole DAPI oraz próbki komórek szpikowych i T).

6. Cytometria przepływowa

UWAGA: Cytometr przepływowy używany w tym protokole jest wyposażony w następujące 5 laserów: laser UV 355 nm, laser fioletowy 405 nm, laser niebieski 488 nm, laser żółto-zielony 561 nm i laser czerwony 637 nm.

  1. Wykonuj codzienne kontrole jakości cytometru za pomocą konfiguracji cytometru, interfejsu śledzenia (CST) i kulek kontrolnych CST, aby zapewnić spójność między analizami, jakością przyrządu i stałą docelową intensywnością fluorescencji.
  2. Aby skonfigurować eksperyment z cytometrią przepływową, utwórz nowy eksperyment z wykresami dwuwymiarowymi i histogramami. Upewnij się, że uwzględniono wykresy obszaru rozproszenia do przodu (FSC-A) i obszaru rozproszonego bocznego (SSC-A), a także wykresy histogramu dla każdego koloru, aby monitorować akwizycję.
  3. Zdefiniuj morfologię komórki, ustawiając napięcie PMT dla parametrów FSC-A i SSC-A na niebarwionych kontrolnych komórkach CP.
  4. Zdefiniuj napięcia każdego markera fluorescencyjnego, ustawiając ujemne piki fluorochromów na niebarwionych kontrolnych komórkach CP i dodatnie piki fluorochromów za pomocą kulek kompensacyjnych wybarwionych wszystkimi przeciwciałami i upewniając się, że sygnały detektora nie wykraczają poza skalę i nie są zbyt silnie wykrywane krzyżowo w innych kanałach.
  5. Utwórz macierz kompensacji, aby przeanalizować każdą z kontrolek kompensacji jednokolorowej. Po bramkowaniu na odpowiednich populacjach FSC-A/SSC-A sprawdź pojedyncze barwione kontrole na wykresach histogramu i zapisuj kontrole kompensacji. Po zarejestrowaniu wszystkich pojedynczo barwionych próbek obliczyć matrycę kompensacji.
  6. Rejestruj wszystkie zdarzenia wykryte zarówno dla populacji limfocytów szpikowych, jak i T.

7. Bramkowanie komórek szpikowych CP

  1. Wybierz FSC-A vs. SSC-A i bramkę dla komórek (w zależności od rozmiaru).
  2. Utwórz bramkę potomną dla pojedynczych komórek z FSC-A w funkcji wysokości rozproszenia do przodu (FSC-H).
  3. Utwórz bramkę potomną dla aktywnych komórek z DAPI i FSC-A, aby wykluczyć komórki DAPI+.
  4. Utwórz bramkę potomną dla komórek odpornościowych CD45+ z CD45 vs. FSC-A.
  5. Utwórz bramkę potomną z komórek CD45+ i wybierz CD11b vs. F4/80, zidentyfikuj następujące dwie grupy: populacje CD11b+ F4/80+ i CD11b+ F4/80- (następny krok 7.8).
  6. Utwórz bramkę potomną dla komórek CD11b+ F4/80+ i wybierz CX3CR1 vs. IA-IE. Zidentyfikuj zarówno makrofagi CX3CR1+ IA-IE+ BAM, które są dalej określane jako CD11b+ F4/80high CX3CR1+ IA-IE+ BAM, jak i CX3CR1+ IA-IE-IE-.
  7. Utwórz bramkę potomną dla makrofagów CD11b+, F4/80+, CX, 3CR1+, IA-IE- i wybierz F4/80 vs. CD11b. Zidentyfikuj zarówno populacjepośrednie CD11bo wysokim F4/80, jak i CD11b+ F4/80, które są dalej nazywane CD11bhigh F4/80intermediate CX3CR1+ IA-IE- Epiplexus macrophages Kolmera i CD11b+ F4/80high CX3CR1+ IA-IE- BAM, odpowiednio.
    UWAGA: Ogniwa CD11bhigh F4 / 80intermediate CX3CR1 + IA-IE- i CD11b+ F4 / 80high CX3CR1 + IA-IE- wydawały się nieco wymieszane między F4 / 80pośrednim wysokim poziomem F4 / 80 a CD11bwysokim poziomem CD11b +.
  8. Z populacji CD11b+ F4/80- (krok 7.5), bramka dla Ly6C vs. IA-IE. Wybierz zarówno IA-IE+ Ly6C- populacji, jak i IA-IE- Ly6C+ komórki, które głównie odpowiadają monocytom/neutrofilom.
    UWAGA: Wysoka obecność komórek IA-IE-Ly6C+ prawdopodobnie odzwierciedla problemy ze skutecznością perfuzji zwierząt bez stanu zapalnego; Ich liczebność powinna być niska.
  9. Utwórz bramkę potomną dla populacji CD11b+ F4/80- IA-IE+ Ly6C- i wybierz CD11b vs. CX3CR1, zidentyfikuj zarówno populacje CD11bo wysokim CX3CR1, jak i CD11b+ CX3CR1-.

8. Bramkowanie limfocytów T CP

  1. Wybierz FSC-A vs. SSC-A i bramkę dla komórek (w zależności od rozmiaru).
  2. Utwórz bramkę potomną dla pojedynczych komórek z FSC-A w funkcji wysokości rozproszenia do przodu (FSC-H).
  3. Utwórz bramkę potomną dla aktywnych komórek z DAPI i FSC-A, aby wykluczyć komórki DAPI+.
  4. Utwórz bramkę potomną dla komórek odpornościowych CD45+ z CD45 vs. FSC-A.
  5. Utwórz bramkę potomną z komórek CD45 + i wybierz TCRβ vs. CD11b. Wyklucz komórki szpikowe CD11b + i wybierz populację limfocytów T TCRβ + CD11b.
  6. Utwórz bramkę potomną dla populacji TCRβ+ CD11b- i wybierz CD4 zamiast CD8a. Zidentyfikuj zarówno limfocyty T CD8-CD4+, jak i limfocyty T CD8+ CD4-.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawione tutaj analizy cytometrii przepływowej z powodzeniem ujawniły główne podzbiory limfocytów szpikowych i limfocytów T (Rysunek 1 i Rysunek 2, odpowiednio), oraz ich względną całkowitą liczbę na mysz w wysoce powtarzalny sposób (Rysunek 3).

Analiza cytometrii przepływowej komórek szpikowych wykazała, że CP są wypełnione przez CD11b+ CX3CR1+ F4/80wysoki BAM, ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badania mające na celu zrozumienie immunologicznego wkładu w homeostazę mózgu i choroby koncentrowały się głównie na komórkach znajdujących się w miąższu mózgu, zaniedbując granice mózgu, takie jak CP, które mimo to są kluczowymi czynnikami przyczyniającymi się do funkcjonowania mózgu 2,3. Analiza populacji komórek odpornościowych w CP jest trudna ze względu na mały rozmiar CP, małą liczbę rezydentnych komórek odpornościowych i skomplikowany dostęp do tej tkanki....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy deklarują brak sprzecznych interesów finansowych.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dziękujemy Institut Pasteur Animalerie Centrale i członkom placówki CB-UTechS za ich pomoc. Prace te były wspierane finansowo przez Instytut Pasteura.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
anty-mysie CD16/CD32BD Biosciences553142Przeciwciało cytometrii przepływowej
Albumina bydlęcaMP Biomedicals160069Odczynnik blokujący
APC anty-mysie CX3CR1BioLegend149008Przeciwciało do cytometrii przepływowej
APC anty-mysie TCRbBioLegend109212Przeciwciało do cytometrii przepływowej
APC-Cy7 anty-mysie CD4BioLegend100414Przeciwciało do cytometrii przepływowej
APC-Cy7 przeciwko mysim IA-IEBioLegend107628Przeciwciało do cytometrii przepływowej
BD FACSymphony A5 Analizator komórekBD BiosciencesAnalizator cytometrii
BV711 przeciw myszom Ly6CBioLegend128037Przeciwciało cytometrii przepływowej
Kolagenaza IVGibco17104-019Enzym do dysocjacja tkanki CP
DAPIThermo Scientific62248Żywy/martwy marker
EDTAdo chelatora jonów
FST14058-11Narzędzie do preparowania
FITC anty-mysie CD45BioLegend103108Przeciwciało cytometrii przepływowej
Wkładka infuzyjna kontrolera przepływuCareFusionRG-3-CPerfuzja krwi wstawka
Oprogramowanie FlowJodo oprogramowaniaBD Biosciences
FST11018-12Narzędzie do preparacji
HeparinSigma-AldrichH3149-10KUAntykoagulant
ImalgeneBoehringer IngelheimKetamina, znieczulenie
OneComp eBeadsInvitrogen01-1111-42Koraliki kontrolne do realizacji kompensacja
PBS-/-Gibco14190-094Bufor
PBS+/+Gibco14040-091Bufor
PE anty-mysie CD8aBioLegend100708Przeciwciało cytometrii przepływowej
PE anty-mysie F4/80BioLegend123110Przeciwciało cytometrii przepływowej
PE-Dazzle 594 anty-mysie CD11bBioLegend101256Cytometria przepływowa przeciwciało
RompunBayerKsylazyna,
cienkie kleszczeDumoxel Biology11242-40Narzędzie do preparowania
VetergesicCevaBuprenorfina, przeciwbólowe
przepływowej Cienkie nożyczki Kleszczyki Analysis znieczulające

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Morais, L. H., Schreiber, H. L., Mazmanian, S. K. The gut microbiota-brain axis in behaviour and brain disorders. Nature Reviews Microbiology. 19 (4), 241-255 (2021).
  2. Deczkowska, A., Schwartz, M. Targeting neuro-immune communication in neurodegeneration: Challenges and opportunities. Journal of Experimental Medicine. 215 (11), 2702-2704 (2018).
  3. Croese, T., Castellani, G., Schwartz, M. Immune cell compartmentalization for brain surveillance and protection. Nature Immunology. 22 (9), 1083-1092 (2021).
  4. Erny, D., et al. Host microbiota constantly control maturation and function of microglia in the CNS. Nature Neuroscience. 18 (7), 965-977 (2015).
  5. Mrdjen, D., et al. High-dimensional single-cell mapping of central nervous system immune cells reveals distinct myeloid subsets in health, aging, and disease. Immunity. 48 (2), 380-395 (2018).
  6. Korin, B., et al. single-cell characterization of the brain's immune compartment. Nature Neuroscience. 20 (9), 1300-1309 (2017).
  7. van Hove, H., et al. A single-cell atlas of mouse brain macrophages reveals unique transcriptional identities shaped by ontogeny and tissue environment. Nature Neuroscience. 22 (6), 1021-1035 (2019).
  8. Ajami, B., et al. Single-cell mass cytometry reveals distinct populations of brain myeloid cells in mouse neuroinflammation and neurodegeneration models. Nature Neuroscience. 21 (4), 541-551 (2018).
  9. Wolburg, H., Paulus, W. Choroid plexus: Biology and pathology. Acta Neuropathologica. 119 (1), 75-88 (2010).
  10. Dani, N., et al. A cellular and spatial map of the choroid plexus across brain ventricles and ages. Cell. 184 (11), 3056-3074 (2021).
  11. Falcão, A. M., Marques, F., Novais, A., Sousa, N., Palha, J. A., Sousa, J. C. The path from the choroid plexus to the subventricular zone: Go with the flow. Frontiers in Cellular Neuroscience. 6, (2012).
  12. Shipley, F. B., et al. Tracking calcium dynamics and immune surveillance at the choroid plexus blood-cerebrospinal fluid interface. Neuron. 108 (4), 623-639 (2020).
  13. Mazucanti, C. H., et al. Release of insulin produced by the choroids plexis is regulated by serotonergic signaling. JCI Insight. 4 (23), (2019).
  14. Baruch, K., et al. Aging-induced type I interferon response at the choroid plexus negatively affects brain function. Science. 346 (6205), 89-93 (2014).
  15. Deczkowska, A., et al. Mef2C restrains microglial inflammatory response and is lost in brain ageing in an IFN-I-dependent manner. Nature Communications. 8 (1), (2017).
  16. Silva-Vargas, V., Maldonado-Soto, A. R., Mizrak, D., Codega, P., Doetsch, F. Age-dependent niche signals from the choroid plexus regulate adult neural stem cells. Cell Stem Cell. 19 (5), 643-652 (2016).
  17. Iliff, J. J., et al. Impairment of glymphatic pathway function promotes tau pathology after traumatic brain injury. Journal of Neuroscience. 34 (49), 16180-16193 (2014).
  18. Redzic, Z. B., Preston, J. E., Duncan, J. A., Chodobski, A., Szmydynger-Chodobska, J. The choroid plexus-cerebrospinal fluid system: From development to aging. Current Topics in Developmental Biology. 71, 1-52 (2005).
  19. da Mesquita, S., et al. Functional aspects of meningeal lymphatics in ageing and Alzheimer's disease. Nature. 560 (7717), 185-191 (2018).
  20. Schwarze, E. -W. The origin of (Kolmer's) epiplexus cells. Histochemistry. 44 (1), 103-104 (1975).
  21. Baruch, K., et al. CNS-specific immunity at the choroid plexus shifts toward destructive Th2 inflammation in brain aging. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (6), 2264-2269 (2013).
  22. Kunis, G., et al. IFN-γ-dependent activation of the brain's choroid plexus for CNS immune surveillance and repair. Brain. 136 (11), 3427-3440 (2013).
  23. Prinz, M., Priller, J. Microglia and brain macrophages in the molecular age: From origin to neuropsychiatric disease. Nature Reviews Neuroscience. 15 (5), 300-312 (2014).
  24. Goldmann, T., et al. fate and dynamics of macrophages at central nervous system interfaces. Nature Immunology. 17 (7), 797-805 (2016).
  25. Fung, I. T. H., et al. Activation of group 2 innate lymphoid cells alleviates aging-associated cognitive decline. Journal of Experimental Medicine. 217 (4), (2020).
  26. Kertser, A., et al. Corticosteroid signaling at the brain-immune interface impedes coping with severe psychological stress. Science Advances. 5, 4111(2019).
  27. Shechter, R., et al. Recruitment of beneficial M2 macrophages to injured spinal cord is orchestrated by remote brain choroid plexus. Immunity. 38 (3), 555-569 (2013).
  28. Yang, A. C., et al. Dysregulation of brain and choroid plexus cell types in severe COVID-19. Nature. 595 (7868), 565-571 (2021).
  29. Baruch, K., et al. PD-1 immune checkpoint blockade reduces pathology and improves memory in mouse models of Alzheimer's disease. Nature Medicine. 22 (2), 135-137 (2016).
  30. Baruch, K., et al. Breaking immune tolerance by targeting Foxp3+ regulatory T cells mitigates Alzheimer's disease pathology. Nature Communications. 6, 7967(2015).
  31. Rodríguez-Rodríguez, N., Flores-Mendoza, G., Apostolidis, S. A., Rosetti, F., Tsokos, G. C., Crispín, J. C. TCR-α/β CD4 − CD8 − double negative T cells arise from CD8 + T cells. Journal of Leukocyte Biology. 108 (3), 851-857 (2020).
  32. Schafflick, D., et al. Single-cell profiling of CNS border compartment leukocytes reveals that B cells and their progenitors reside in non-diseased meninges. Nature Neuroscience. 24 (9), 1225-1234 (2021).
  33. Quintana, E., et al. DNGR-1+ dendritic cells are located in meningeal membrane and choroid plexus of the noninjured brain. GLIA. 63 (12), 2231-2248 (2015).
  34. Kabashima, K., et al. Biomarkers for evaluation of mast cell and basophil activation. Immunological Reviews. 282 (1), 114-120 (2018).
  35. Li, Q., Barres, B. A. Microglia and macrophages in brain homeostasis and disease. Nature Reviews Immunology. 18 (4), 225-242 (2018).
  36. Borst, K., Dumas, A. A., Prinz, M. Microglia: Immune and non-immune functions. Immunity. 54 (10), 2194-2208 (2021).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Choroid PlexusImmune Cell IsolationFlow CytometryMouse BrainImmune Cell CharacterizationBlood Cerebrospinal Fluid BarrierMyeloid CellsT Cell GatingBorder Associated MacrophagesSingle Cell RNA Sequencing

Related Articles