$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Для успешного выполнения этого протокола вскрытие DG является первым критическим шагом, который требует некоторой практики, чтобы сохранить его неповрежденным и ограничить загрязнение окружающих тканей. Исходя из опыта, отделение DG от гиппокампа может быть очень быстро приобретено квалифицированным исследователем, который затем может работать над совершенствованием своей техники, чтобы увеличить скорость рассечения и, следовательно, улучшить свежесть ткани для получения высококачественных данных. Аналогичным образом, подготовка и повторное суспендирование одиночных ядер требует согласованности в различных условиях, используемых в одном эксперименте, а также избежания чрезмерного пипетирования, которое может нарушить ядерную мембрану, высвобождая окружающие РНК, что приведет к смещению результатов секвенирования. В дополнение к рекомендациям, упомянутым ранее для получения высококачественных ядер, концентрация суспензии одиночных ядер также должна быть рассмотрена, прежде чем приступать к секвенированию. Действительно, в соответствии с руководящими принципами производителя, препарат с концентрацией выше 1 200 нук/мкл следует разбавлять, поскольку этот уровень концентрации ядер будет иметь более высокий риск образования мультиплетов, влияющих на последующие биоинформационные анализы. Следует отметить, что секвенирование образцов с концентрациями ядер ниже 500 нук/мкл может оказаться нецелесообразным из-за связанных с этим затрат. Также рекомендуется следовать рекомендациям продвинутого пользователя СУИМ, чтобы настроить все ограждения и оставаться в соответствии с настройками образцов и биологических реплик. Аналогичным образом, подготовка библиотек для секвенирования РНК влечет за собой некоторую подготовку для достижения высококачественных результатов, и большинство поставщиков имеют отличную поддержку для эффективного достижения этого. Этот метод был протестирован только со свежими тканями в этом исследовании; тем не менее, FANS также был выполнен с замороженной тканью25. Поэтому разумно предположить, что этот протокол может быть выполнен с замороженной тканью, хотя и с незначительной оптимизацией.
Этот протокол был разработан с учетом конкретного последующего приложения, которое заключается в исследовании клеточных популяций, отличных от нейронов в нейрогенной нише гиппокампа. Действительно, растущие линии доказательств указывают на то, что нарушение AHN при старении может быть отнесено к окружающим клеткам в нише 1,2,3,9. В частности, астроциты и олигодендроциты выступают в качестве ключевых регуляторов AHN; однако их изоляция от DG в сочетании с секвенированием РНК дала смешанные результаты, что делает эту гипотезу сложной для оценки с помощью этого метода 1,17. Такой подход FACS к сортировке NeuN-отрицательных ядер позволил выделить больше астроцитов и олигодендроцитов по сравнению с образцами, которые не были отсортированы FACS, что позволяет улучшить биоинформационный анализ. Этот протокол применим во всех возрастах на протяжении всей жизни, и репрезентативные данные, представленные здесь с тканями старых животных, обеспечивают доказательство концепции, что этот метод является надежным для исследования стареющей нейрогенной ниши гиппокампа. Чтобы расширить использование этого метода и адаптировать его к различным биологическим вопросам, важно учитывать, что другие антигены нейронной ядерной мембраны могут быть протестированы вместе с тщательным титрованием лучших проверенных антител для этих маркеров. Например, при изучении процесса дифференцировки нейронов от НСК в ДГ некоторые типы клеток, такие как клетки типа 2 или нейробласты, начинают экспрессировать NeuN (дополнительный рисунок 3). Поэтому для специального исследования этих типов клеток потребуется еще один антиген. И наоборот, некоторые нейроны все еще были идентифицированы в этом исследовании после NeuN-отрицательной FACS-сортировки, возможно, из-за низкой или нулевой экспрессии NeuN в этих популяциях (например, кортикальные нейроны Cajal-Retzius19). Кроме того, сообщалось, что NeuN экспрессируется в субпопуляциях олигодендроцитов26, что может дать предвзятые результаты, если эти субпопуляции представляют интерес. Таким образом, выбор антигена при начале использования ФАН должен быть тщательно продуман, чтобы избежать включения или исключения клеточных популяций, что исключало бы точный ответ на конкретный биологический вопрос. В соответствии с этим также рекомендуется, чтобы каждый результат секвенирования дополнительно проверялся ортогональными анализами (например, иммуногистохимией или РНК-областью) перед проверкой или опровержением проверенной гипотезы с помощью этого протокола. Наконец, этап с участием FANS может быть дополнительно развит, чтобы включить более одного антитела с более продуманной стратегией сортировки для исключения и/или включения желаемых клеточных популяций.
В конечном счете, технологии, описанные в этом протоколе, могут иметь некоторые ограничения при использовании с другими видами. Например, ниша очень хорошо определена у грызунов с присутствием пролиферативных и покоящихся НСК или недавно родившихся нейронов, ограниченных в определенных субрегионах ГД, но до сих пор неясно, как нейрогенная ниша гиппокампа должна быть очерчена у других видов. Действительно, пролиферативные клетки не выровнены в пределах непрерывной зоны DG у нечеловеческих приматов и людей, а скорее разбросаны вокруг нее и также могут присутствовать в миндалине7. Таким образом, препарирование и изоляция более широких областей, чем ГД по другим видам, потенциально повлияет на использование этого протокола. В частности, этапы диссоциации и тритурации для подготовки ткани должны быть оптимизированы при работе с более крупными кусочками ткани27,28. Что касается биоинформационного анализа, в то время как грызуны, размещенные в инбриде, имеют очень однородный и очень хорошо аннотированный геном, генетическая изменчивость генома человека в сочетании с недостаточным количеством клеточных маркеров для четкого различения различных клеточных популяций (например, НСК и астроцитов) требует большой нормализации для анализа, которая может привести к различным выводам при идентификации небольшого кластера клеток7, 11. В таких ситуациях обогащение клеток все еще может быть предпочтительным вариантом или должно использоваться наряду с другими стратегиями для повышения аналитической мощи.
Тем не менее, нынешний подход может позволить исследовать роль недостаточно изученных, хотя и потенциально важных клеточных популяций в регуляции AHN. Это может быть особенно актуально для популяций астроцитов, которые играют центральную роль в возникновении и прогрессировании нейродегенеративных заболеваний 29,30. Это исследование показало, что астроциты и другие редкие клеточные популяции могут быть идентифицированы и профилированы просто путем исключения подавляющего большинства нейронов, присутствующих в DG. Другие исследования с использованием различных подходов не смогли достичь аналогичного восстановления ядер из того же диапазона клеточных популяций 5,11,17. Более того, результаты этого исследования показывают, что можно использовать этот подход для выделения кластера NSC без специфического обогащения этой клеточной популяции15.
В заключение, следование и совершенствование этого метода было бы шагом вперед для решения нерешенных вопросов, связанных с контекстуальной ролью нейрогенной ниши гиппокампа для модуляции AHN. В частности, это может принести новое понимание уровней экспрессии генов в стареющем и больном мозге в клеточных популяциях, связанных с регуляцией AHN9, поддержать идентификацию потенциальной гетерогенности NSC1 или рассмотреть роль сосудистой системы в AHN. В конечном счете, этот метод может быть адаптирован для других ниш взрослых стволовых клеток с аналогичными вопросами и проблемами.