Этот протокол описывает вывод глиальных ограниченной прекурсоров от плода спинной мозг и поддерживать в пробирке или для трансплантации или для изучения oligodendrocytic линии.
Методическая статья
Этот протокол описывает вывод глиальных ограниченной прекурсоров от плода спинной мозг и поддерживать в пробирке или для трансплантации или для изучения oligodendrocytic линии.
Это протокол для вывода ограниченного глиальных предшественников (ВРП) в клетки спинного мозга плода E13 мыши. Эти клетки ранних предшественников в oligodendrocytic линии клеток. В последнее время эти клетки были изучены как потенциальный источник для восстановительного лечения заболеваний в белом вопрос. Перивентрикулярная лейкомаляция (ПВЛ) является ведущей причиной негенетические белый болезнь материи в детстве и затрагивает до 50% очень недоношенных детей. Эти данные свидетельствуют о повышенной чувствительности развивающегося мозга к гипоксии-ишемии, окислительного стресса и токсичности, которые избирательно зарождающейся белого вещества. Глиальных ограниченной прекурсоров (ВРП), олигодендроцитов клеток-предшественников (OPC) и незрелых олигодендроцитов (preOL) кажутся ключевыми игроками в развитии ПВЛ и являются предметом продолжающихся исследований. Кроме того, предыдущие исследования выявили множество тканей центральной нервной системы, которая повышенная восприимчивость к токсичности как глутамата также модель развития этой восприимчивости. Наша лаборатория в настоящее время изучает роль предшественников олигодендроцитов в ПВЛ и использования клеток в ВРП стадии развития. Мы используем эти полученные клетки ВРП в нескольких экспериментальных парадигм, чтобы проверить их реакцию на выбор напряжений в соответствии с ПВЛ. ВРП клетки можно манипулировать в пробирке в фотобарабанов и preOL для экспериментов трансплантации мышиных моделях ПВЛ и в пробирке моделей ПВЛ, как оскорбления в том числе гипоксии-ишемии. При использовании культивированных клеток и в лабораторных исследованиях не было бы быть уменьшена изменчивость между экспериментов, что облегчает интерпретацию данных. Культивируемых клеток позволяет по обогащению ВРП населения, а также сведение к минимуму воздействия загрязняющих клетки без ВРП фенотипа.
Введение
В этом протоколе мы покажем, как для извлечения, выбор и пластины глиальных ограниченной предшественника (ВРП) в клетки спинного мозга плода E13 мыши. Эти клетки ранних предшественников в oligodendrocytic и астроцитов линий клеток и определяются их выражение A2B5. В среднесрочной ВРП дополнить FGF-2, A2B5 ВРП + начнется выражения начале oligodendrocytic линии маркеров PDGFαR и NG2 1,2. Эти олигодендроцитов клеток линии проходят через ряд различных фенотипических этапов, каждый из которых характеризуется морфологическими изменениями, а также выражения маркерами определенных этапах своего развития.
Эти клетки-предшественники в настоящее время изучается как потенциальный источник для клеточной терапевтических подходов при расстройствах центральной нервной системы белого вещества, в том числе рассеянного склероза, leukodystrophies и перивентрикулярной лейкомаляции (ПВЛ) 3,4,5,6 6,7,8,9. Эти глиальные клетки-предшественники также были использованы при исследовании других белом веществе болезнь моделей, таких как травмы спинного мозга и бокового амиотрофического склероза 10,11,12,13.
Наша лаборатория разработала раннем послеродовом гипоксии-ишемии мышиной модели, с которой мы оцениваем эффективность этих спинного мозга, полученных ВРП клеток восстановительного подхода в ПВЛ, основная причина детского церебрального паралича 14,15,16. Существует также грызунов мозга, полученных OPC модель, которая широко используется для изучения белого вещества, так как травма ВРП клетки имеют тенденцию дифференцироваться в астроцитарных путь 17. Фенотип OPC уже поступила в олигодендроцитов пути линии, явление, которое кажется irreversible. Тем не менее, мы заинтересованы в оценке реакции широкого спектра олигодендроцитов предшественников в том числе ВРП и, возможно, даже ПОШ, полученные в E10.5. По этой причине мы приняли спинного мозга, полученных ВРП модель для нашей работы.
В дополнение к использованию ВРП для замены клеток, вывод из этих клеток дикого типа и трансгенные модели грызунов белого вещества заболевания позволяет в дальнейшем изучении в глиальных дифференциации в норме и при болезни условия в постановке лабораторных условиях. Предыдущие публикации показывают данные селективной уязвимости oligodendrocytic линии клеток-предшественников различных внешних стрессов, как созревание зависимость токсичности глютамата, окислительный стресс, и выберите факторов, обуславливающих neuroinflammation 18,19. Наши исследования были направлены на понимание клеточных и молекулярных механизмов, стоящих за развитием этих белых травм вопрос, оценки восприимчивости клетоколигодендроцитов спектр линии оскорбить, а также анализ предполагаемых терапевтических подходов.
Материалы
Все процедуры, связанные с животными соответствующие PHS политики и JHU IACUC. Все процедуры должны выполняться в ламинарном боксе в целях поддержания асептических условиях. Обычно вскрытия выполняются в горизонтальном потоке капотом и в пробирке работы в вертикальном капот потока. Все средства массовой информации использовали холода во время вскрытия. У мышей, используемых в нашем исследовании дикого типа CD-1 напряжение и трансгенных GFP в C57/BL6 фоне. Один CD-1 мыши плотины обычно дает 10 + плодов, которые являются достаточно семян 1-2 T25 колбы. Как правило, две плотины приносятся в жертву во время и спинного мозга плода объединения и высевали в 1 T25 колбу на плотину. Как только клетки были получены они могут быть расширены и характеризуются в пробирке для последующих исследований.
1. Подготовка средств массовой информации и фляги
2. Инструменты и другие Мaterial
3. Определение по времени Pregnancy
Беременные плотины мыши либо заказать у коммерческих источников указанием доставку эмбриональных день E12 или E13 в развитии плода или беременность определяется в доме. Короче говоря, две женщины находятся вместе с одним мужчиной в конце дня и оставляют на ночь вместе. На следующий день у самок наблюдается наличие вагинально расположен слизистая пробка. Слизистая пробка только признак того, что спаривание происходит настолько животных взвешивали ежедневно контролировать уровень увеличения веса. В день, когда слизистая пробка наблюдается определяется как эмбриональные дня (E1).
4. Вывод тканей
5. Создание культуры
6. Immunopanning населения ВРП
7. Замораживание и хранение клеток, полученных из
CO 2 не используется для анестезии животных в связи с возможным вниз влияние на жизнеспособность плода и в конечном счете производные клеток. Кроме того, это будет очень сложно полностью удалить из оболочек спинного мозга при выводе процедуры, но сочетание ВРП среднего и immunopanning устранит эти быстрорастущие клетки. Кроме того, весь спинной мозг собирается, несмотря на большую вентральной концентрации населения ВРП благодаря происходящих в брюшной спинного мозга и спинной миграции 20. Однако средний GRP выбирает GRP фенотип и население максимальным по A2B5 immunopanning. После нанесения покрытия тканей спинного мозга, в культурах пробирке инкубируют в течение двух местах или около недели. Через 2 дня в области культуры, клетки различных морфологии можно наблюдать в культуре ткани колбы с указанием гетерооднородности населения, но средний GRP выбирает GRP фенотипа. Эти клетки представляют собой сочетание A2B5 + GRP, E-NCAM + нейронов ограниченной прекурсоров (НРП) и нестина + A2B5-нейроэпителиальных клеток и, возможно, фибронектин + менингеальные клетки. Кроме того, более зрелый фенотип может присутствовать выражение маркеров в том числе и doublecortin Tuj1 для нейронов линии, GFAP в астроцитах и PDGFaR и Galc по линии олиго Для того, чтобы максимально высоко обогащенного ВРП населения от начальной гетерогенных бассейн (рис. 1а), клетки могут быть дважды immunopanned выбрать и ликвидации E-NCAM + клеток с последующим отбором для A2B5 + ВРП населения раз плотность клеток увеличилось до 85-90% слияния в T75 колбы. Эти ВРП клетки сохраняют свою способность стать астроциты несмотря на то что в среде, которая выбирает для олигодендроцитов фенотип, поэтому последующие A2B5 immunopanning могут быть необходимы для поддержания обогащенного ВРП населения. Immunopanning GENERсоюзника дает до 95% A2B5 + клеток, но и для еще большей доходности A2B5 сопряженных магнитных шариков (Miltenyi Biotec Inc) могут быть использованы для обеспечения доходности до 97%. Бдительность в поддержании ВРП культур, таких как закономерные изменения среды позволит свести к минимуму распространение не-GRP типов клеток. Даже в отсутствие BMP-4 астроциты могут быть найдены и обедненного средства массовой информации, в частности, кажется, вызывают дифференциацию астроцитарных фенотипа. Несмотря на то, B27 дополнение содержит три-йодтиронин гормонов (Т3), произошло не наблюдается тенденции к дифференцировке в олигодендроциты населения ВРП, только тогда, когда более высокие уровни T3 добавляют в среде это явление происходит. Тем не менее, Т3 свободный B27 добавки могут быть заменены, если есть беспокойство за загрязнение зрелых олигодендроцитов (рис. 1б). Эти ВРП клетки можно легко определить по их морфологии малых сома с 2 или 3 коротких процессов, но на экране и для других типов клеток, которые могут присутствовать, имmunocytochemistry может быть выполнена для ранее назывался общим развитием и типа клеток специфических маркеров. Там будет часто быть небольшой постоянный населения A2B5-клеток, которые нейроэпителиальных (НЭП) и способна стать либо GRP или NRP. К счастью, больше клеток поддерживается в среде ВРП более вероятно, что среда будет выбрать для фенотипа ВРП.

Рисунок 1.) Покрытием клеток спинного мозга гетерогенных морфологии наблюдается через 2 дня в области культуры. Б) Immunopanning максимально высоко обогащенного ВРП населения от начальной гетерогенных бассейн.
Заболевания центральной нервной системы белого вещества включают в себя большое количество этиологии, в том числе генетических, воспалительных, ишемических и токсических причин 19,21,22,23,24. В то время как рассеянный склероз и васкулопатии являются основной причиной заболеваний белого вещества у взрослых, перивентрикулярной лейкомаляции связанные с преждевременным является наиболее частой причиной травм белого вещества в детстве населения. В целях дальнейшего разграничения механизмов болезни в дальнейшем изучении клеток ofoligodendrocytic линии, которая сильно зависит от перинатальных оскорбление, не требуется. ВРП были изолированы от грызунов эмбрионального спинного мозга и показано, что tripotential в природе, что приводит к олигодендроцитов и астроцитов двух различных популяций, но не дифференцироваться в нейроны 2,25,26. Кроме того, клетки-предшественники олигодендроцитов (OPC), полученных от крыс и зрительного нерва конце эмбрионального или раннего постнатального мозга крыс были продемонстрированы, чтобы созреть в функционирование олигодендроцитов в соответствующих условиях среды 27,28. Кроме того, плода и взрослого человека, полученных OPC были дальнейшие манипуляции в более зрелых олигодендроцитов фенотипов 29,30.
ВРП клетки были изолированы как от спинного мозга крыс и E13.5 E12-13.5 на мышах. У крыс различия были зарегистрированы между спинной и брюшной-клеток, полученных ВРП в ответ на условия, способствующие поколения олигодендроцитов, астроцитов и с вентральной производных ВРП выставке большую склонность к дифференцироваться в более зрелые фенотипов 25,26,28. Это может быть связано с брюшной части спины миграции клеток зарождающейся GRP, которые могли бы быть менее восприимчивы к дифференциации сигналов. Immunopanning позволяет субпопуляции, что выражает A2B5 быть изолированы и собрали для поддержания культуры.
Наши мыши ВРП культур являются производными от общего спинномозговой ткани мозга, что приводит к гетерогенным, объединенные популяции клеток, из которых ВРП клетки выбраны химические (средний) и антитела на основе методов. Хотя наши исследования использовались спинного мозга мыши, полученные ВРП клеток, совсем недавно сообщалось вывод мозга мышей, полученных клеток-предшественников олигодендроцитов, которые также могут превращаться в зрелые олигодендроциты 31. Здесь клеток, полученных изначально культивировали как oligospheres, что с помощью подходящей культуральной среде манипулируют в обогащенном PDGFαR +, OPC населения 31. Наши исследования были направлены на влияние нашей модели гипоксически-ишемического инсульта на клетки в олигодендроциты спектр происхождение от A2B5 +, PDGFαR-GRP предшественников основного белка миелина выражения (MBP +) зрелых олигодендроцитов. В самом деле наша В пробирке Характеристика показывает, эти незрелые клетки зрелой ВРП в MBP экспрессирующие клетки либо в монокультур или во взаимодействии с культурами корковых нейронов. Эти клетки можно манипулировать в культуре в конкретные пути дифференциации для изучения механизмов, участвующих в перинатальном белый травмы вопроса. Есть несколько моделей мышей белых заболеваний вопрос, связанный с клетками олигодендроцитов происхождение и наличие этой группы населения позволяет тщательное расследование механизмов, привести к травме, а также изучить целесообразность возможных вариантов клеточной терапии.
Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения [NICHD P30HD024061 (АРМ), NINDS K08NS063956 (AF) и R01NS028208 (MVJ)] и Фонд детской неврологии. Содержание этого доклада, несут исключительно их авторов и не обязательно отражают официальную точку зрения Национального института здравоохранения, DHHS. Авторы не имеют конфликта интересов, имеющих отношение к этому исследованию.
Мы хотели бы поблагодарить д-ра Девин Гарри за его понимание и обратной связи на использование ВРП клеток.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Название реагента | Компания | Номер по каталогу | |
| DMEM / F12 1:01 | Invitrogen | 11320033 | |
| B27 | Invitrogen | 17504044 | |
| N2 | Invitrogen | 17502048 | |
| RH-FGF-основной | Invitrogen | PHG0026 | |
| Трипсина (0,05%) ЭДТА | Качество биологических, Inc | 118-087-721 | |
| Поли-L-лизин HBr | Сигма | P1274-25 мг | |
| Ламинин | Сигма | L2020-1 мг | |
| ДНКазы 1 | Сигма | DN25 |