Ten manuskrypt opisuje uproszczony protokół stopniowej izolacji komórek nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) z oczu myszy. Protokół obejmuje wyłuszczenie i sekcję oczu myszy, a następnie izolację, wysiew i hodowlę komórek RPE.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten manuskrypt opisuje uproszczony protokół stopniowej izolacji komórek nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) z oczu myszy. Protokół obejmuje wyłuszczenie i sekcję oczu myszy, a następnie izolację, wysiew i hodowlę komórek RPE.
Warstwa nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) leży bezpośrednio za fotoreceptorami i skrywa złożony system metaboliczny, który odgrywa kilka kluczowych ról w utrzymaniu funkcji fotoreceptorów. W związku z tym struktura i funkcja RPE są niezbędne do utrzymania prawidłowego widzenia. Niniejszy manuskrypt przedstawia ustalony protokół pierwotnej izolacji mysich komórek RPE. Izolacja RPE jest doskonałym narzędziem do badania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw patologii RPE w różnych mysich modelach zaburzeń oczu. Co więcej, izolacja RPE może pomóc w porównaniu pierwotnych mysich komórek RPE wyizolowanych od myszy typu dzikiego i zmodyfikowanych genetycznie, a także w testowaniu leków, które mogą przyspieszyć rozwój terapii zaburzeń widzenia. W manuskrypcie przedstawiono krok po kroku protokół izolacji RPE; Cała procedura, od enukleacji do wysiewu, trwa około 4 godzin. Pożywki nie należy zmieniać przez 5-7 dni po wysianiu, aby umożliwić wzrost izolowanych komórek bez zakłóceń. Po tym procesie następuje charakterystyka morfologii, pigmentacji i specyficznych markerów w komórkach za pomocą immunofluorescencji. Komórki mogą być pasażowane maksymalnie trzy lub cztery razy.
Komórki nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE) znajdują się między naczyniówką a siatkówką nerwową, tworząc prostą monowarstwę komórek prostopadłościennych, która znajduje się za komórkami fotoreceptorów (PR)1. RPE odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu zdrowego środowiska dla komórek PR, głównie poprzez zmniejszenie nadmiernej akumulacji reaktywnych form tlenu (ROS) i wynikającego z tego uszkodzenia oksydacyjnego1. Komórki RPE nadzorują wiele funkcji, takich jak konwersja i magazynowanie retinoidów, absorpcja rozproszonego światła, transport płynów i jonów oraz fagocytoza błony zewnętrznego segmentu PR zrzucanej PR2, 3. Zmiany w RPE (morfologii/funkcji) mogą upośledzać ich funkcję, prowadząc do retinopatii, co jest wspólną cechą wielu zaburzeń oczu4. Wiele chorób oczu jest związanych ze zmianami w morfologii i funkcji komórek RPE, w tym niektóre choroby genetyczne, takie jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki, wrodzona ślepota Lebera i albinizm4,5,6, a także zaburzenia oczu związane z wiekiem, takie jak retinopatia cukrzycowa (DR) i zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem (AMD)7,8. Komórki ludzkie są najbardziej pożądane, dlatego idealnym rozwiązaniem byłoby badanie zaburzeń RPE w pierwotnych ludzkich komórkach RPE do tworzenia monowarstw RPE. Jednak kwestie etyczne i ograniczona dostępność ludzkich dawców wynikająca z faktu, że większość tych zaburzeń prowadzi do zachorowalności9, ale niekoniecznie śmiertelności10, uniemożliwiają tym samym izolację pierwotnych ludzkich komórek RPE. To sprawia, że hodowla komórek RPE od dawców zwierząt innych niż ludzie jest preferowaną alternatywą. Gryzonie, szczególnie myszy, są uważane za świetny model do badania różnych chorób oczu, ponieważ technologia transgeniczna jest szerzej rozpowszechniona u tych gatunków11. Mimo że stosowanie hodowanych pierwotnych komórek RPE ma wiele zalet, trudno było utrzymać rosnące komórki przez wiele pasaży lub przechowywać i ponownie wykorzystywać komórki. Głównym ograniczeniem tego protokołu jest wiek myszy; myszy, które są używane do izolacji RPE, powinny być w bardzo młodym wieku (optymalnie 18-21 dni), ponieważ hodowla komórek RPE od dorosłych myszy była trudna11,12,13. Komórki RPE można wyizolować z oczu myszy w każdym wieku, jednak do czterech przejść komórkowych udało się tylko u młodych myszy (18-21 dni). Izolację RPE z siatkówek myszy, przy użyciu zarówno myszy C57BL6, jak i myszy transgenicznych z delecją receptorów N-metylo-D-asparaginianu (NMDAR) w komórkach RPE, przeprowadzono w celu zbadania wpływu podwyższonego poziomu homocysteiny aminokwasowej na rozwój i progresję AMD14. Ponadto, wyizolowane pierwotne komórki RPE pomogły w zaproponowaniu celu terapeutycznego dla AMD poprzez hamowanie NMDAR w komórkach RPE14. Istnieją pewne blokery NMDAR, które są zatwierdzone przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) i są obecnie stosowane w leczeniu umiarkowanego do ciężkiego splątania (demencji) związanego z chorobą Alzheimera (AD), takich jak memantine16, które mogą być potencjalnym celem terapeutycznym dla AMD14. Ponadto wyizolowane pierwotne mysie komórki RPE wykorzystano do wykrywania markerów stanu zapalnego i zaproponowanej indukcji stanu zapalnego jako mechanizmu leżącego u podstaw cech AMD i AD wywołanych homocysteiną przy użyciu genetycznie zmodyfikowanej myszy (CBS), która wykazuje wysoki poziom homocysteiny16,17.
Ten protokół został użyty do izolacji komórek RPE zarówno od myszy C57BL/6 typu dzikiego, jak i myszy transgenicznych, opracowanych w naszym laboratorium jako uproszczona adaptacja innych opublikowanych protokołów izolacji13,18,19 w celu osiągnięcia łatwego do zastosowania i niezawodnego protokołu. W tym protokole nie ma preferencji seksualnych. Podczas gdy wiek myszy ma kluczowe znaczenie dla procesu izolacji, młode, starsze myszy (18-21 dni) i starsze myszy w każdym wieku (do 12 miesięcy) zostały wykorzystane do izolacji RPE. Zauważyliśmy jednak, że komórki RPE wyizolowane od młodych myszy żyły dłużej i można było wykonać do czterech pasaży. Komórki RPE wyizolowane od starszych myszy mogą być pasażowane raz lub dwa razy, po czym przestają rosnąć w normalnym tempie i zmieniają swój kształt na bardziej wydłużone (komórki podobne do fibroblastów). Zaobserwowano również utratę pigmentacji i zmniejszoną przyczepność do płytki hodowli tkankowej, a następnie oderwanie.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zwierzęta zostały użyte zgodnie z wytycznymi protokołu IACUC dla zwierząt Uniwersytetu w Oakland numer 21063 oraz wytycznymi Oświadczenia ARVO dotyczącego wykorzystania zwierząt w badaniach okulistycznych i wzrokowych.
1. Przygotowanie roztworu
2. Wyłuszczenie
3. Sekcja
4. Wirowanie
5. Hodowla komórkowa
6. Przejście
7. Immunofluorescencja
UWAGA: Immunofluorescencję przeprowadzono zgodnie z poprzednio opublikowanymi metodami8,14,15,16,17,18 w celu zabarwienia i sprawdzenia specyfiki RPE. Barwienie pierwotnych komórek RPE było zwykle wykonywane w przejściach P1 i P2. W tym miejscu przedstawiono krótki przegląd protokołu immunofluorescencyjnego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Walidacja specyficzności, czystości oraz funkcji i formowania bariery przez izolowane komórki RPE
Izolowane komórki zbadano pod mikroskopem świetlnym w celu weryfikacji ich żywotności, morfologii i pigmentacji. Wykonano zdjęcia z P0 i P1 (Rysunek 1A,B) oraz zdjęcia z P0 i P4 (Rysunek 1C,D), aby przedstawić zmiany w kształcie, wielkości i pigmentacji komórek wraz z kolejnymi pasażami aż do czwartego pasażu (czarne strzałki wsk...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Obecny protokół jest zgłoszoną, zmodyfikowaną i uproszczoną szczegółową procedurą izolacji RPE od oczu myszy. Protokół obejmuje enukleację, preparację, zbieranie, wysiewanie, hodowlę i charakterystykę komórek RPE wyizolowanych z oczu myszy.
Istnieją pewne ograniczenia i krytyczne kroki, które muszą być spełnione, aby pomyślnie wyizolować RPE, takie jak wiek myszy, liczba wypreparowanych oczu, rozmiar płytki lub szalki do hodowli tkankowej oraz ostrzeżenia po wysiewie, przechowywaniu i pasażowa...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do dyspozycji oświadczeń o konflikcie interesów, które miałyby związek z treścią niniejszego artykułu.
Ta praca była wspierana przez National Eye Institute (NEI) i National Eye Institute (NEI) fund R01 EY029751-04. Chcielibyśmy podziękować dr Pameli Martin za jej pomoc w początkowych etapach izolacji RPE.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Zlewka: 100 ml | KIMAX | 14000 | |
| Kolagenaza z Clostridium histolyticum | Sigma-Aldrich | C7657-25MG | Do enzymu roboczego, |
| jednorazowe pipety do przenoszenia z podziałką: 3,2 ml Sterylne | 13-711-20 | ||
| DMEM / F12 | Gibco | 11330 | Pożywki do hodowli komórek RPE |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) | gibco | 26140079 | Do kompletnych pożywek do hodowli komórek RPE |
| Roztwór odczynnika gentamycyny | gibco | 15750-060 | Do kompletnych pożywek do hodowli komórek RPE |
| Zrównoważony roztwór soli Hanksa (HBSS) | Thermo Scientific | 88284 | Do enzymów roboczych (A& B) |
| Inkubator CO2 Heracell VISO 160i | Thermo Scientific | 50144906 | |
| Hialuronidaza z jąder bydlęcych | Sigma-Aldrich | H3506-500MG | Do pracy enzymu A |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 | |
| Strzykawka Luer-Lok z dołączoną igłą 21 G x 1 1/2 cala, sterylna, jednorazowego użytku, 3 ml | B-D | 309577 | |
| Mikrowirówka Probówka: 2 ml | Grainger | 11L819 | |
| Mysie przeciwciało monoklonalne anty-RPE65 | Abcam, Cambridge, MA, USA | ab78036 | Do barwienia IF |
| Długopis | Strep gibco | 15140-122 | Do kompletnych pożywek do hodowli komórek RPE |
| Pęseta o pozytywnym działaniu, styl 5/45 | Nożyczki Dumont | 72703-DZ | |
| Iris Standard Prosta 11,5 cm | GARANA INDUSTRIES | 2595 | |
| Wirówka Sorvall St8 | ThermoScientific | 75007200 | |
| Stemi 305 Mikroskop | Zeiss | n/a | |
| Ostrze chirurgiczne, #11, stal nierdzewna | Bard-Parker | 371211 | |
| Zawieszenie Naczynie do hodowli bakterii 60mm x 15mm Styl Corning | 430589 | ||
| Naczynie do kultur tkankowych: 100x20mm w stylu | Corning | 353003 | |
| Tornado Probówki: 15mL | Midsci | C15B | |
| Probówki Tornado: 50mL | Midsci | C50R | |
| Trypsyna EDTA (1x) 0,25% | gibco | 2186962 | Do pracy z enzymem B |
| Pęseta 5MS, 8.2cm, prosta, 0.09x0.05mm Końcówki | Pęseta Dumont | 501764 | |
| Positive Action Style 5, biologiczna, Dumostar, polerowane wykończenie, 110 mm | Mikroskopia elektronowa OAL Sciences Dumont | 50-241-57 | |
| Podkładki, umiarkowane: 23" X 36" | McKesson | 4033 | |
| Vannas Nożyczki sprężynowe Vannas - 2.5mm Najnowocześniejszy | FST | 15000-08 | |
| Zeiss AxioImager Z2 | Zeiss | n/a | |
| Zeiss Zen Blue 2.6 | Zeiss | brak danych |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
An erratum was issued for: Isolation of Primary Mouse Retinal Pigmented Epithelium Cells. The Discussion and References sections were updated.
The third paragraph of the Discussion section was updated from:
This protocol is different from other valuable and reliable published protocols for primary mouse RPE isolation13,19,20 in that it is simplified with a few steps that are easy to follow. RPE cells are able to be identified by their morphology, pigmentation, and specific RPE markers such as RPE654,5,21. Validation of the purity and contamination of Müller cells was achieved by staining isolated cells with a specific cell marker for Müller cells (vimentin)22. Many techniques have been used to evaluate the integrity of the blood-retinal barrier (BRB) in vitro, such as electron microscope (EM) examination, assessment of tight junction proteins (TJPs), FITIC dextran leakage assay, and transepithelial electrical resistance (TER) measurement that evaluates the physiological function of RPE as a monolayer8,23. RPE cells play an important role in maintaining the outer BRB, and to validate this function, we evaluated tight junction proteins (TJPs) such as Zona ocludin-1 (ZO-1) and cytoskeletal proteins like F-actin as previously published8. TJPs evaluation is a more convenient method for the evaluation of BRB integrity and barrier function which doesn't require expensive equipment that may not be available in all research labs, as opposed to EM evaluation or TER.
to:
This protocol is different from other valuable and reliable published protocols for primary mouse RPE isolation13,19,20,24 in that it is simplified with a few steps that are easy to follow. RPE cells are able to be identified by their morphology, pigmentation, and specific RPE markers such as RPE654,5,21. Validation of the purity and contamination of Müller cells was achieved by staining isolated cells with a specific cell marker for Müller cells (vimentin)22. Many techniques have been used to evaluate the integrity of the blood-retinal barrier (BRB) in vitro, such as electron microscope (EM) examination, assessment of tight junction proteins (TJPs), FITIC dextran leakage assay, and transepithelial electrical resistance (TER) measurement that evaluates the physiological function of RPE as a monolayer8,23. RPE cells play an important role in maintaining the outer BRB, and to validate this function, we evaluated tight junction proteins (TJPs) such as Zona ocludin-1 (ZO-1) and cytoskeletal proteins like F-actin as previously published8. TJPs evaluation is a more convenient method for the evaluation of BRB integrity and barrier function which doesn't require expensive equipment that may not be available in all research labs, as opposed to EM evaluation or TER.
In the References section, a 24th reference was added: