В данной рукописи описан подробный протокол выделения глиальных клеток Мюллера сетчатки из глаз мышей. Протокол начинается с энуклеации и диссекции глаз мыши, за которыми следует выделение, посев и культивирование клеток Мюллера.
Методическая статья
В данной рукописи описан подробный протокол выделения глиальных клеток Мюллера сетчатки из глаз мышей. Протокол начинается с энуклеации и диссекции глаз мыши, за которыми следует выделение, посев и культивирование клеток Мюллера.
Первичной опорной клеткой сетчатки является глиальная клетка Мюллера сетчатки. Они покрывают всю поверхность сетчатки и находятся в непосредственной близости как к кровеносным сосудам сетчатки, так и к нейронам сетчатки. Из-за своего роста клетки Мюллера выполняют несколько важных задач в здоровой сетчатке, включая поглощение и переработку нейротрансмиттеров, соединений ретиноевой кислоты и ионов (например, калия K+). Помимо регуляции кровотока и поддержания гемато-ретинального барьера, они также регулируют обмен веществ и поступление питательных веществ к сетчатке. В данной рукописи представлена установленная процедура выделения первичных мышиных клеток Мюллера. Чтобы лучше понять молекулярные процессы, лежащие в основе различных моделей глазных заболеваний у мышей, выделение клеток Мюллера является отличным подходом. В данной рукописи подробно описана процедура выделения клеток Мюллера от мышей. От энуклеации до посева весь процесс длится около нескольких часов. В течение 5-7 дней после посева среду не следует менять, чтобы выделенные клетки могли беспрепятственно расти. Далее следует характеристика клеток с использованием морфологии и различных иммунофлуоресцентных маркеров. Максимальные проходы для клеток – 3-4 раза.
Клетки Мюллера (МЦ) являются основными и наиболее распространенными глиальными клетками, обнаруженными в ткани сетчатки. Они играют ключевую роль в обеспечении структурной целостности и метаболических функций в сетчатке1. Стратегическая структура МК распределена по всей толщине сетчатки, тем самым обеспечивая поддержку сетчатки. В дополнение к своим скаффолдоподобным свойствам, они выполняют метаболические функции для нейронов сетчатки, снабжая их энергетическими субстратами, включая глюкозу и лактат. Эти функции имеют решающее значение для поддержания здоровой функции нейронов. Сообщалось, что нарушенные МК способствуют развитию различных заболеваний сетчатки, включая возрастную макулярную дегенерацию, диабетическую ретинопатию и глаукому 2,3. МК могут быть эндогенными клеточными источниками для регенеративной терапии в сетчатке1. Они также составляют значительную часть сетчатки, и убедительные данные свидетельствуют о том, что у некоторых видов эти клетки могут быть стимулированы для замены отсутствующихнейронов. Они благотворно взаимодействуют с нейронами, а конически ветвящиеся концевые ноги клеток Мюллера плотно обнажают кровеносные сосуды и соединяют нейронные компоненты сетчатки. Для того чтобы поддерживать развитие нейронов и их пластичность, клетки Мюллера выступают в качестве мягкого субстрата для нейронов, защищая их от механических травм3. Кроме того, при патологических обстоятельствах клетки Мюллера могут дифференцироваться в нейральные предшественники или стволовые клетки, которые реплицируют или регенерируют утраченные фоторецепторы и нейроны 2,3,4. Клетки Мюллера сохраняют характеристики стволовых клеток сетчатки, включая различные уровни потенциала к самообновлению и дифференцировке 5,6. Глиальная клетка Мюллера имеет значительную линию сетчатки, которая продуцирует нейротрофические факторы, поглощает и перерабатывает нейротрансмиттеры, пространственно буферизует ионы и поддерживает гематематический барьер для поддержания сетчатки в гомеостазе 7,8,9. Это подчеркивает потенциал клеток Мюллера в качестве многообещающего инструмента в клеточной терапии для лечения заболеваний, связанных с дегенерацией сетчатки. Клетки Мюллера — это первичная глия, распределенная по всей сетчатке, соединяющаяся как с нейронами, так и с кровеносными сосудами. Они играют решающую защитную роль, обеспечивая необходимую структурную и метаболическую поддержку для поддержания жизнеспособности и стабильности клеток сетчатки. К сожалению, в литературе найдено очень мало протоколов для первичного выделения клеток Мюллера из сетчатки10,11.
Мы представляем усовершенствованный подход к надежной изоляции и культивированию первичных клеток Мюллера у мышей. Этот протокол был использован в нашей группе для выделения клеток Мюллера от мышей дикого типа C57BL/6 и трансгенных мышей12,13. Для этого протокола используются мыши в возрасте от 5 до 11 дней, не имеющие предпочтений по половому признаку. Клетки были пройдены до 4 раз; однако на Р4 они перестают прилипать к колбе, и выращивать здоровую культуру становится сложно. Культура часто контаминируется клетками пигментированного эпителия сетчатки (РПЭ), поэтому клетки должны быть пропущены по крайней мере один раз перед проведением каких-либо дополнительных экспериментов на клеточной линии. Пассаж обеспечивает дальнейшую изоляцию от загрязняющих веществ. Таким образом, представленный протокол предлагает быстрый и эффективный способ выделения мышиных клеток Мюллера, которые затем могут быть использованы в качестве надежной платформы для исследования терапевтических мишеней и оценки потенциальных методовлечения заболеваний сетчатки.
Все эксперименты на животных соответствовали заявлению ARVO об использовании животных в офтальмологических исследованиях и исследованиях зрения и проводились в соответствии с нашим протоколом для животных, утвержденным Комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) и политикой Оклендского университета (протокол No 2022-1160)
1. Подготовка сред и растворов
2. Энуклеация
3. Лечение энуклеированных глаз
4. Вскрытие
ПРИМЕЧАНИЕ: Эта процедура должна проводиться в стерильной среде капюшона. Следовательно, важно тщательно простерилизовать поверхности вытяжки 70% спиртом, а также все инструменты и микроскоп для вскрытия. Стоит отметить, что видео было записано вне капота для лучшей видимости и более четких демонстрационных целей.
5. Культивирование первичных глиальных клеток Мюллера
6. Пассирование первичных глиальных клеток Мюллера
7. Иммунофлюоресценция
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте протокол иммунофлюоресценции для окрашивания и подтверждения специфичности клеток Мюллера. Вот краткий обзор иммунофлюоресцентного протокола. Этот шаг выполняется после первого прохода12.
Валидация специфичности, чистоты и барьерной функции изолированных клеток Мюллера
Чтобы подтвердить жизнеспособность, морфологию и отличительные качества выделенных клеток Мюллера, клетки исследовали под световым микроскопом. Были записаны изображения P0 и P1 (рис. 1A). Для проверки контаминации выделенных клеток Мюллера клетками РПЭ и подтверждения их чистоты проводили иммунофлуоресцентное окрашивание (ИФ) с использованием антител, специфичных к клеточному маркеру РПЭ RPE65. Пигментные клетки сетчатки человека (ARPE-19) использовали в качестве положительного контроля. Окрашенные элементы RPE65 RPE (красный и синий для ядерного окрашивания) показаны на рисунке 1B (нижняя панель). Специфические антитела к RPE65 не окрашивали выделенные клетки Мюллера (рис. 1B, верхняя панель). Тот факт, что RPE65 окрашивал клетки ARPE-19 (красным) и не окрашивал изолированные клетки, указывает на то, что выделенные клетки не являются клетками RPE. Наличие пирувата и низкого уровня глюкозы в средах создает неблагоприятные условия для роста клеток РПЭ. Следовательно, даже в случае загрязнения элементов СИЗОД, они в конечном итоге отсоединятся от колбы.
Кроме того, для подтверждения идентичности выделенных клеток было использовано иммунофлуоресцентное окрашивание клеток Мюллера на специфические маркеры клеток Мюллера, чтобы подтвердить успешное выделение клеток Мюллера. Использовался промежуточный филаментный белок цитоскелета, называемый виментином,12,13. Кроме того, была использована глутаминсинтетаза (ГС), которая катализирует реакцию конденсации глутамата и аммиака с образованием глутамина, как ключевая функция глиальных клеток Мюллера сетчатки5.
В целом, изолированные клетки были окрашены отрицательно на RPE65 (красный, рисунок 1B), положительный на виментин (зеленый, рисунок 1C) и GS (зеленый, рисунок 1D). Окрашивание ПЧ подтверждает успешное выделение (чистоту и специфичность) выделенных клеток Мюллера. На рисунке 1Е показан отрицательный контроль на виментин (верхняя панель) и GS (нижняя панель), подтверждающий специфичность антител.

Рисунок 1: Валидация выделения клеток Мюллера (чистота и специфичность). (A) Изображение световой микроскопии для морфологии пассажей: нулевой пассаж (P0) и (P1). (B) Иммуноокрашивание RPE65 в сочетании с ядерным окрашиванием DAPI. (C) Иммуноокрашивание виментином с помощью ядерного окрашивания DAPI при большом увеличении. (D) Иммуноокрашивание GS при том же большом увеличении. (E) отрицательный контроль для подтверждения специфичности окрашивания виментином и GS-антителами. масштабная линейка = 300 μм, 300 μм, 50 μм, 20 μм, 20 μм, 50 μм, 50 μм соответственно. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Выделение первичного пигментного эпителия сетчатки (РПЭ) у мышей ранее было задокументировано нашей лабораторией. В данной рукописи подробно описан демонстрационный протокол выделения первичных клеток Мюллера. Эта процедура включает в себя энуклеацию, лечение, диссекцию, сбор, посев, культивирование и характеристику клеток Мюллера, выделенных из глаз мышей. Он основан на ранее успешном протоколе, найденном в более ранних публикациях, и нашем модифицированном протоколе, который мы использовали в недавней публикации1, 2,13. Несмотря на простоту шагов, успешная изоляция клеток Мюллера требует соблюдения определенных ограничений и основных требований. После многочисленных проб и ошибок попыток оптимизировать этот протокол было выявлено множество факторов, влияющих на его успех.
Было обнаружено, что идеальный возраст мышей, как было установлено в наших экспериментах, составляет от 5 до 11 дней для того, чтобы изолированные клетки выросли до четырех проходов. На культуру также влияет то, сколько глаз изолировано и культивировано. Для одиночной изоляции требуется не менее двух глаз, чтобы получить достаточное количество клеток, чтобы иметь возможность расти и размножаться. Еще одним важным аспектом является продолжительность между энуклеацией и покрытием; Поэтому этот шаг нужно выполнить относительно быстро. Было замечено, что длительные манипуляции с тканями глаза оказывают пагубное влияние на способность клеток прилипать к колбе и размножаться. Чтобы убедиться, что близость изолированных клеток достаточно близка для стимулирования пролиферации, мы советуем использовать колбу T25. После того, как будет сделан первый проход, ячейки могут быть покрыты на T75. Также клетки не следует нарушать после выделения и посева путем извлечения колбы с культурой тканей из инкубатора или путем переключения среды не менее чем на 5 дней. Наконец, клетки можно пропустить только около четырех раз, прежде чем они перестанут прилипать. Несмотря на то, что эта процедура проста и проста в выполнении, она имеет некоторые ограничения, включая возраст мышей, ограниченное количество клеточных проходов и т. д.
Существует не так много протоколов для выделения клеток Мюллера, но есть некоторые заметные отличия от протоколов, которые доступны 5,14. Во-первых, время между энуклеацией и изоляцией существенно отличается. Другие протоколы предполагают вскрытие вскоре после энуклеации, обычно в течение 10 минут. В то время как текущий протокол предполагает период покоя не менее 18 часов, так как это обеспечило наилучшие результаты изоляции в данном протоколе. Еще одним существенным отличием этого протокола от других протоколов является точка, в которой глаза обрабатываются ферментами. В этом протоколе глаза обрабатываются до того, как будет выполнено любое рассечение, даже до удаления соединительной ткани и экстраокулярных мышц. В то время как другие протоколы изолируют сетчатку от глаза перед лечением ферментами. Кроме того, рецептура фермента также отличается. В этом протоколе ферментный раствор состоит из трипсина и коллагеназы IV типа. В аналогичных протоколах для переваривания тканей используются папаин и ДНКаза. Кроме того, сосуд для культивирования отличается, этот протокол предлагает культивирование на Т25, а затем на Т75 после первого прохода. В то время как в других протоколах используются чашки Петри или многолуночные планшеты. Наконец, этот протокол предполагает, что колбу не следует тревожить (в течение 5-7 дней), чтобы способствовать росту клеток. В то время как в других протоколах смена среды производится через один день.
Авторы не имеют никаких конфликтов интересов, которые могли бы иметь отношение к содержанию данной статьи.
Эта работа была поддержана Национальным институтом глаза (NEI), Национальным институтом глаза (NEI) фондом R01 EY029751-04. Мы хотели бы выразить признательность доктору Сильвии Б. Смит, так как этот протокол был модифицирован на основе ее протокола выделения клеток Мюллера.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Стакан: 100 мл | коллагеназы KIMAX | 14000 | |
| IV | Уортингтон | ||
| Одноразовые градуированные трансферные пипетки: 3,2 мл стерильные | 13-711-20 | ||
| DMEM (1X) | Thermo Scientific | 11885084 | Media будет развивать Mü ller cells |
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | gibco | 26140079 | Для полной среды для культивирования клеток |
| Muller Глутаминсинтаза | Клеточная сигнализация | 80636 | |
| Heracell VISO 160i CO2 Инкубатор | Thermo Scientific | 50144906 | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | 34155 | |
| Luer-Lok Шприц с прикрепленной иглой 21 G x 1 1/2 in., стерильный, одноразовый, 3 мл | B-D | ||
| Микроцентрифуга Пробирка: 2 мл | Grainger | 11L819 | |
| Pen Strep | gibco | 15140-122 | Для полного Mü Питательная среда для клеточных культур |
| Фосфатный буферный раствор (PBS) | Thermo Scientific | J62851. | |
| Пинцет положительного действия, стиль 5/45 | Dumont | 72703-DZ | |
| Ножницы Ирис стандартный прямой 11,5 см | GARANA INDUSTRIES | 2595 | |
| Sorvall St8 Центрифуга | ThermoScientific | 75007200 | |
| Stemi 305 Микроскоп | Zeiss | n/a | |
| Хирургическое лезвие, # 11, нержавеющая сталь | Bard-Parker | 371211 | |
| Чашка для суспензионной культуры 60 мм x 15 мм в стиле | Corning | 430589 | |
| Чашка для культуры тканей: стиль 100x20 мм | Трубки Corning | 353003 | |
| Tornado: 15 мл | Midsci | C15B | |
| Трубки для торнадо: 50 мл | Midsci | C50R | |
| Пинцет 5MS, 8,2 см, прямой, 0,09x0,05 мм Наконечники | Dumont | 501764 | |
| Пинцет Positive Action Style 5, биологический, Dumostar, полированная отделка, 110 мм OAL | Электронная микроскопия Sciences Dumont | 50-241-57 | |
| Пеленки, умеренный: 23" x 36" | McKesson | 4033 | |
| Ванна Пружинные ножницы - 2,5 мм Режущая кромка | FST | 15000-08 | |
| Vimentin | invitrogen | MA5-11883 | |
| Zeiss AxioImager Z2 | Zeiss | n/a | |
| Zeiss Zen Blue 2.6 | Zeiss | n/a |