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Neuroscience

doi: 10.3791/51903 Published: October 21, 2014

Abstract

globoid 셀 leukodystrophy (GLD)의 중추 신경계에서 독특한 풍부 globoid 세포 불리는 다중 핵 미세 아교 세포의 정확한 기능은 불분명하다. 지식이 격차는 연구를위한 체외 모델의 적절한의 부족에 의해 방해되었다. 여기서, 우리는 기본 뮤린 신경교 배양 시스템을 설명 GLD 검색된 특성 globoid 세포 닮은 미세 아교 세포의 multinucleation psychosine에서 결과하는 치료. 이 신규 한 시스템을 사용하여, 우리는 globoid 세포 연구 및 분석 조건의 모드를 정의. 이 모델 시스템의 사용 가능성은 매트릭스 메탈 (MMP)에 대한 잠재적 인 역할을 식별 우리의 이전 연구에서 입증되었다 -3 GLD에서. 시험 관내 시스템이 신규 이러한 독특한 세포의 형성 및 기능뿐만 아니라 잠재적 인 치료 조작, 공부하는 유용한 모델이 될 수있다.

Introduction

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또한 크라 질환으로 알려져 Globoid 세포 leukodystrophy (GLD)는, galatocerebrosidase (galc) 유전자 하나의 기능 돌연변이의 손실로 인한 ​​치명적인 탈수 초성 질환이다. GLD의 가장 일반적인 형태는 초기 아동기에 발병으로 대표되는 자주 시대 2,3의 오년 전에 모터와 조기 사망으로 이어지는인지 기능 저하의 공격적인 임상 경과 특징으로 유아 변종이다. 유전자 검사는 GLD (4)의 진단을 확인하는 데 사용된다. GLD의 신경 병리학은 globoid 세포 5-7라는 대폭적인 탈수 초화, 신경 쇠약, astrogliosis과 부풀어 오른 멀티 핵 미세 아교 세포의 존재를 알 수있다. 이러한 눈에 띄는 세포의 특정 기능이 애매 남아있다하더라도 종종 자신의 세포질에서 tubulous 내포물을 포함 globoid 세포의 식별은 지난 구십칠년에 대한 GLD의 정의하는 기능을하고있다.

비 myel의 참여GLD의 병인에 inating 아교 세포 (미세 아교 세포와 성상 세포는) 길이의이 질병 팔에 심각한 탈수 초화에 차 반응으로 간주되고있다. 흥미롭게도, 1916 5 KNUD 크라 만든이 질병의 첫 번째 설명,라는 이름의 한 지질 파편을 포함하는 다핵 식세포의보고 형성은 '세포를 globoid'이 질병의 특성을 정의합니다.

GLD에서의 역할 오랫동안 무시되어 있지만 Globoid 세포는 GLD 병리의 특징 기능입니다. 흥미롭게도,이 세포는 GLD의 CNS 조직에서 가장 오래된 특성을 변경 중입니다. 지식의 부족으로 인해 다핵 식세포, 다른 질환이라는 거대 세포의 형성은 일반적으로 오히려 초기 병원성 원동력이 9보다 병리의 결과로 간주되는 것을 전제로하고 있습니다. 따라서, WHI에 의한 메커니즘을 조사하는 몇몇 연구가 있었다CH globoid 세포는 특히 GLD의 CNS에서 식세포로부터 형성된다. 이 보고서에 기술 된 절차에 CNS globoid 셀 형성의 중요성과 탐식 활성의보다 높은 수준을 나타내 시험 관내 미세 아교 세포 및이 세포의 유도 psychosine multinucleation 이전 시연에 초점을 맞춘다. 이러한 관찰과 일치, twitcher 뇌에서 globoid 세포 자주 식세포 활동의 높은 수준을 제안, PAS 양성 파편이 포함되어 있습니다. Globoid 세포도 페리틴에 대한 면역 양성으로 발견된다 (미세 아교 세포 마커) 10, KP-1 / CD68 (단핵 세포 마커), 그리고 일부는 멘틴에 대한 긍정적 인 (중간 필라멘트 단백질과 성상 세포의 마커 및 활성화 된 미세 아교 세포) 11, HLA-DRA (MHCII 표면 수용체), 및 TNF-α 0712 년 Iba-1 (미세 아교 세포를 식별하는 데 사용되는 칼슘 결합 단백질). 마커의 컬렉션을 기반으로 globoid 세포를 개발하는 미세 아교 세포에서 발생독특한 표현형.

자신의 고유성에도 불구하고, 특정 기능과 GLD의 병인에 대한 GC를 기부금은 크게 간과하고있다. Globoid 세포는 만성 탈수 초화의 이차 결과로 생각되고있다. 그러나 GLD의 백질 병리 globoid 세포의 시간적 관계를 검사하는 과거의 연구는 출생 초기 기간의 후반에 globoid 배아 세포의 존재를 확인했다; 희소 돌기 아교 세포의 세포 사멸 및 명백한 탈수 초화 (13) 위의 시간. 따라서, GLD의 신경 병리학의 발달의 시간적 순서 globoid 세포가이 병 (14)에서 탈수 초화의 사전에 형성되는 것이 나왔다. 이 GLD에서 globoid 세포의 초기 형성이 희소 돌기 아교 세포 손상 15 차, 반응성 응답보다는 정의 병원성 이벤트를 나타낼 수있는 우리의 가설되었다. 또한, GLD에서 미세 아교 세포 활동의 조절 이상은 사실상 간주하고있다R 16이 질병을 치료하기위한 hematopeotic 줄기 세포 요법의 장기 효능을 제한. 따라서 psychosine에 응답하여 미세 아교 세포 기능 및 조절, 및 globoid 세포를 조사 GLD의 병인에 새로운 통찰력을 제공 할 것으로 기대된다.

최근까지 globoid 세포 형성을 연구하기에 적절한 모델의 부족은 정확한 기능과 GLD의 병리 이러한 세포의 기여에 대한 이해를 제한했다. 최근 연구에서, globoid 유사 세포가 GLD 축적 병원성 지질 독소 psychosine 직접적인 반응으로 형성 될 수 있다고 판단 하였다. 우리는 미세 아교 세포를 발견,하지만 대식 세포는 활성화되고 15 psychosine에 대한 응답으로 주 아교 문화 globoid 세포로 변환됩니다. globoid 세포로이 변환은 세포 외 단백질 분해 효소, 매트릭스 메탈 (MMP) -3 (15)에 의해 매개되는 것으로 밝혀졌다. 최근 우리이 체외 모델 시스템 개발이 psychosine 활성화 된 미세 아교 세포 및 globoid 세포를 이러한 연구 결과를 확장하고 결정한 희소 돌기 아교 세포 및 희소 돌기 아교 세포의 전구 세포에 강력하게 독성이. 따라서, GLD, psychosine와이 질병의 미세 아교 세포에 대한 신흥 차 및 가능한 병원성 역할을 지원할 것이다 탈수 초화 이전 globoid 세포 형성의 초기 축적의 맥락에서 고려 될 때.

우리는이 질병에 대한 우리의 이해에 기여할 GLD의 발병 기전에 대한 새로운 정보를 발표 할 예정이다 globoid 세포 형성의 연구를 제안한다. 또한, GLD의 새로운 휴대 전화 모델은 새로운 치료 접근 방법이 질병의 병리학 적 변화를 테스트 할 수 해결할 수있는 새로운 형식을 제공 할 수있다. 따라서이 보고서에서 우리는 비 myelinating 아교 세포의 차 문화 psychosine 유도 globoid 세포의 체외 개발에 대한 자세한 프로토콜을 제공합니다.

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Protocol

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동물을 포함한 모든 절차는 동물 애호 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 정책에 따라 수행 된 실험 동물 복지 사무소 (NIH)에 의해 만 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)의 승인과 규정 코네티컷 보건 센터.

혼합 폐해 문화의 1 준비

  1. 사용하기 전에 모든기구를 소독. 차가운 유지하기 위해 얼음에 유지 세 멸균 60mm 배양 접시에 (MG 2 + 또는 칼슘을 2 +)에는 양이온을 포함하지 않는 얼음처럼 차가운 무균 행크의 균형 소금 용액 (HBSS) 3 ㎖를 추가합니다.
  2. 이전 17, 18 설명한 바와 같이, 산후 P0-P2 마우스 새끼의 피질을 분리합니다.
    참고 : 같은 해마와 같은 피질 하 구조는, 이러한 문화에 포함되지 않습니다.
  3. NE를 사용하여 조심스럽게 수막을 제거하고 신선한 HBSS에 고립 피질을 전송하고 효소 조직을 떼어 놓다제조 업체의 프로토콜에 따라 우랄 조직 해부 키트.
  4. 플레이트 멸균 T-175 플라스크에 세포와 미디어에 밤새 품어 [둘 베코 변형 이글 배지 1X 페니실린 / 스트렙토 마이신이 포함 된 10 % 소 태아 혈청 (DMEM) (FBS)].
  5. 신선한 미디어 다음 일 모든 미디어를 교체합니다. 약 3 주 동안 또는 세포 단층이 설정 될 때까지, 일반 미디어 변화, 문화를 배양하기 위해 계속합니다.
    주 : 1 비율 19 :이 단층은 약 10 성상 세포 및 미세 아교 세포로 구성됩니다.

혼합 폐해 문화에서 2 Globoid 세포 유도

  1. ECM 코팅 된 커버를 준비합니다.
    1. 30 분 동안 멸균 페트리 접시에 멸균 한 N 염산 (HCL) 원형 커버 슬립 (95 %)을 적 십니다. 멸균 수의 3 배에 커버 슬립을 세척 한 후 적어도 20 분 동안 95 %의 EtOH에 흡수. 다음 자연 건조를 할 수 있습니다.
    2. 희석 세포 MATR 장소 방울파라 필름의 시트 상 IX (ECM) 단백질 도료 (ML 멸균 인산 완충 용액에 용해 라미닌 10 μg / 예 : 150-250 μL / 액적 [PBS]). 이 물방울에 배치 할 때 커버 슬립 터치 없기 때문 방울을 배포합니다. 조심스럽게 집게를 사용하여 물방울에 건조 된 각 coverslip에 배치합니다.
    3. 약에 대한 방울에 커버 슬립을 둡니다. 새시와 문화 후드 내부에 4 ~ 6 시​​간 마감했다.
    4. 24 - 웰 플레이트의 각 웰에 ECM - 코팅 된 커버 (ECM 코팅 사이드)를 놓는다. 멸균 PBS 배와 잘 각을 세척하고 필요할 때까지 4 ° C에 보관하십시오.
  2. Coverslips는에 도금에 대한 폐해 세포를 준비합니다.
    1. 아교 문화에서 매체를 대기음 부드럽게 멸균 PBS의 10 ml의 폐해 단층 배를 씻는다. 다음으로, T-175에 8 ~ 10 ㎖의 트립신-EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) 솔루션을 추가하고, 37 ° C에서 5 ~ 10 분 동안 배양한다.
    2. 단일 층의 대부분이 분리 된 경우, 완전한 미디어 (20)를 가하여플라스크에 트립신을 중지합니다. 50ml의 원뿔형 튜브에 분리 된 세포를 포함하는 매체를 수집하고, 실온에서 300 XG에서 10 분 동안 스핀.
    3. 부드럽게 P1000 피펫을 사용하여 용액을 피펫 팅하여 신선한 완전한 미디어 2 ㎖에 세포를 다시 일시 중지 한 후 펠렛을 방해하지 않고 상등액을 흡인하고.
    4. 원하는 밀도 (예를 들면 105 세포 / ㎖)에 완전 배지에서 세포를 일시 중지 한 후 다시 혈구를 사용하여 세포의 수를 결정하고. ECM - 코팅 된 커버 (24 웰 플레이트의 각 웰에 500 ㎕의 예) 위에 세포 플레이트. 37 ° C에서 배양의 각 웰 3-5 일 추가 신선한 전체 미디어를 추가하거나 세포가 원하는 시각적 합류로 성장할 때까지.
  3. Psychosine로 처리.
    1. 주식 농도 디메틸 설폭 사이드에서 (108.3 밀리미터) (DMSO)에 psychosine를 복원합니다. 작업 주식을 만들기 위해 100 %의 EtOH이 주식을 희석하는 수n은 10 μM의 최종 농도를 달성하기 위하여 24 웰 플레이트의 각 웰에 첨가한다.
    2. psychosine를 추가하는 때, 부드럽게 문화 미디어에 psychosine을 혼합 배양 플레이트 소용돌이 친다. 일주에 10 μM 다른 모든 일의 상당을 추가하여 psychosine 보충.
  4. psychosine 치료 7 일 후, 미디어와 각 웰에 차가운 4 % 파라 포름 알데히드 (PFA)의 피펫 500 μl를 수집합니다. 20 분 세포를 해결하기 위해 상온에서 품어. 그런 다음, PBS로 각 웰 배를 씻어 (아래 참조) 면역 세포 화학 처리 될 때까지 4 ° C에서 접시를 유지합니다.
    주 : 필요한 경우 세포 배양액이 시점에서 효소 또는 ELISA 분석을 위해 수집 될 수있다.

3 면역 세포 화학 (ICC)는 Globoid 세포를 시각화

  1. 버퍼 [PBS + 0.3 % 트윈 20 + 5 % 정상 염소 혈청 (NGS)] 차단에 PBS를 교체하고 실온에서 1 시간 동안 세포를 배양한다.
  2. 에서년 Iba-1에 대해 차 항혈청에 고정 된 세포를 cubate [(1 : 1000) PBS에 희석 + 0.3 % + 2 % NGS-20 트윈] 실온에서 적어도 1 시간 동안, 그 다음 PBS 3X 5 분 간격으로 각을 잘 씻어 / 씻는다.
  3. 핵을 식별 할 수 : 4 ', 6 - diamidino-2 - 페닐 인돌 (1000 DAPI, 1)와 항체 라벨 및 카운터 얼룩 차를 식별 할 수있는 적절한 보조 형광 접합 된 항체를 추가합니다. 실온에서 1 시간 동안 차 항체 용액에 부화 PBS 3X 5 분간 씻어.
  4. 설치 매체를 사용하여 슬라이드를 현미경 각 커버 글라스를 탑재합니다. 시각 및 정량 분석​​을위한 형광 현미경에서 볼 슬라이드.

(4) 분석 및 차 문화 Globoid 세포의 특성

  1. 문화 globoid 셀을 식별하기 위해 다음과 같은 세 가지 형태 학적 기준을 사용
    1. , 미세 아교 세포 마커 면역 양성 라벨에 의해 이바-1 +를 형광 현미경을 사용하여 globoid 세포를 식별합니다.
    2. 확인polynucleated (즉, 포함 된 두 개 이상의 DAPI 긍정적 인 핵)로 globoid 세포.
    3. 미세 아교 세포를 휴식의 높은 지형 모양과 구별 둥근 형태로 globoid 세포를 식별합니다.
      NOTE : 세포 배양에서 이러한 유동 세포 계측법에 의해 세포 표면 마커 분석 및 정량을 위해 수집 될 수있다.
  2. 미세 아교 세포 및 globoid 세포의 탐식 활성을 측정
    1. psychosine 처리 된 미세 아교 세포의 탐식 활성을 평가하기 위해, 제조업체의 지침에 따라 우물에 FITC 표지 라텍스 구슬을 추가합니다. 이전 PFA로 고정에 형광 - 복합 라텍스 구슬 48 시간을 추가합니다. (3 절에서 설명) 면역 세포 화학 (2.4 절에서 언급 한 바와 같이) 구슬로 처리 된 세포 및 프로세스를 수정합니다.
    2. 그들은 형광 표지 된 비드 형광 발광 스펙트럼을 겹치지 않도록 형광 공역 이차 항체를 선택한다.
    3. Analyz전자 해당 셀 식별하여 이바-1 + 미세 아교 세포의 phagocytotic 프로필 형광 표지 구슬 주식 - 지역화.
      참고 : Psychosine는 미세 아교 세포를 활성화합니다. Phagocytosed 구슬이 문화 속에서 단핵 및 다핵 이바-1 + 세포 내에서 확인할 수 있습니다.

정제 된 미세 아교 세포 배양에서 Globoid 세포의 (5) 유도

참고 : 성상 세포 및 미세 아교 세포 사이의 세포 간 신호를 해독하는 다른 방법이 체외 globoid 셀 모델의 또 다른 장점이다. 다음 단계 (5.2 절 참조)에 설명 된대로 replating 또는 공동 배양을위한 기본 미세 아교 세포의 정제, 문화에서 자신의 낮은 준수 속성에 의해 달성 될 수있다.

  1. 50 ML 원뿔 튜브에 합류 혼합 된 아교 문화 매체를 수집하고 배양기에서 37 ° C에서 그것을 유지한다.
  2. 차 혼합 폐해 문화에서 미세 아교 격리입니다.
    1. 합류 혼합 신경교 배양 T175 플라스크에서 매체를 제거한 후, [+ 25 mM의 4 - (2 - 히드 록시 에틸) -1 - 피페 라진 에탄 술폰산 (HEPES) + 25 mM의 중탄산 나트륨 (시그마) 완전한 미디어 이루어지는] 따뜻한 흔들면서 용지를 추가한다. 100 회전 (37 ° C에서) 진탕 기에서 3 ~ 4 시간 동안 플라스크를 흔들어. 50 ML 원뿔 튜브에이 동요 플라스크에서 용지를 수집합니다.
      참고 :이 미디어 플라스크에서 덜 부착 된 미세 아교 세포가 포함됩니다.
    2. 실온에서 10 분 동안 300 XG에서 미디어 스핀. 성상 세포 에어컨 미디어 2 ㎖의 세포를 다시 일시 중지 한 후 뜨는을 대기음 (단계 5.1에서 수집).
    3. 혈구를 사용하고 기판 코팅 된 커버 상에 미세 아교 세포를 플레이트 인수 세포의 수를 구축 면역 세포 화학 (2.1 절 참조), 또는 다른 종류의 세포와 공동 배양 globoid 세포의 미래를 수집 초저 준수의 웰 플레이트에 접시, 같은 희소 돌기 아교 세포로 (내림차순으로) 다음 섹션에서 ribed.
      참고 : 일단 미세 아교 세포가 (2.3 절 참조) 전술 한 바와 같이 psychosine (10 μM)로 처리 할 수​​있다 도금.
  3. 세포 독성 분석을위한 기본 희소 돌기 아교 세포와 공동 배양.
    NOTE : 기본 희소 돌기 아교 세포의 배양, 또는 희소 돌기 아교 세포의 전구 세포 상에 후속 공동 배양 낮은 부착 판으로부터 psychosine 처리 된 미세 아교 세포의 컬렉션은 시험 관내에서 이러한 globoid 유사 세포의 잠재적 인 세포 독성 기능을 검사하는데 사용될 수있다.
    1. 설립 방법 (18, 20)를 사용하여 기본 희소 돌기 아교 세포의 문화를 개발한다. psychosine 처리 된 미세 아교 세포를 수집하려면, 부드럽게 우물의 바닥에서 느슨하게 부착 세포를 분리 피펫. 10 분 동안 300 XG에서, 원심 분리기를 세포를 수집하고 신중 Neurobasal 매체 이루어지는 희소 돌기 아교 세포의 분화 매체 [에서 재현 탁, L-글루타민 (1X), B-27 보조제 (1X), 및 트리 요오 도티 로닌 (T3, 10 NG / ㎖ )].
    2. 혈구를 이용하여 세포의 수를 계산하고 대략 한 결과, 1 × 105 세포 / ml로 배양 희소 돌기 아교 세포 상에 미세 아교 세포를 시드 : 2 소교 / 희소 돌기 아교 세포의 비율. 최대 3 일 동안 공동 문화로 품어.
    3. 면역 세포에 대한 세포를 수정 (2.4 절 참조). ELISA를위한 세포 배양 배지를 수집하거나 필요한 화학 분석.

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Representative Results

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이 프로토콜은 서면으로, 마무리 (: 실험 워크 플로 계획 그림 1 참조) 시작부터 완료하는 데 약 삼십육일이 걸릴 것으로 예상된다. 그것은이 주 문화 시스템 'globoid 같은'세포의 개발은 신뢰성과 재현성 모두 것을 우리의 경험이다 : psychosine 님의 다핵 세포의 형성은 지속적으로 치료 칠일으로 관찰된다.

대형의 식별을 가능하게 핵 반대 얼룩과 함께 이바-1을 사용하여 미세 아교 세포의 면역 세포 화학 염색, 다핵 세포를 반올림 (그림 1b). 어떤 경우에는 이러한 globoid 같은 세포에서 핵 콘텐츠는 별개의 핵으로 나타납니다. 그러나, 많은 경우에, 핵의 크기가 확대 더러워 이러한 세포 (도 1B)의 다핵 상태를 반영한다. globoid 유사 세포의 수는, 시야에 시야에서 변할 수있다하지만, 시험관 내에서 형성 globoid 세포의 비율이 <소교 세포 전체 인구의 5 ~ 10 %를 나타내는 것을 주목할 가치가있다. 그것은 psychosine 치료는 단핵 미세 아교 세포 이러한 문화의 다핵 globoid 세포 (GC를) 사이에 치료를 psychosine에 대한 응답으로 발생하는 미세 아교 세포의 일반화 활성화 (식세포 활동 즉, 측정 증가)을 불러 일으키는 것을 지적하는 것도 중요합니다. 도 1c에 도시 된 바와 같이, 희소 돌기 아교 세포의 전구 세포 (개 OPC)와 함께 공동 배양에 넣을 때, 년 Iba-1 + 미세 아교 세포의 활성 프로파일 phagocytically 용이하게 식별 될 수있다.

이 세포 배양 시스템은 세포의 globoid 생물학을 평가하기위한 수단으로서 실험 조작 의무가있다. 예를 들어, 최근에 세포 외 단백질 분해 효소에 대한 신규 한 역할을 입증, 매트릭스 메탈로 -3 (MMP-3 / 스트로 멜리-1) psychosine 유도 GC 형성의 중요한 매개체로서이 막힌를 사용진짜야 분석 15.

그림 1
그림 1 :. Globoid 세포 형성의 차 문화 체외 모델에 대한 실험 워크 플로우 (A) 순서도의 기본 단계를 묘사와 문화 globoid 세포의 개발을위한 (일) 시간을 개입. 각 단계는 프로토콜과 관련된 텍스트 섹션으로 표시됩니다. (; 제 1 성상 세포 및 미세 아교 문화) 및 정제 미세 아교 세포 (5 장) (B) psychosine의 7 일 연속 다음 다핵 미세 아교 세포의 대표 immuncytochemical 염색의 다른 시작의 문화 (10.이 워크 플로는 혼합에서 논리적 인 진행을 모두 제공 Iba1 (녹색) 및 DAPI (파란색)로 식별 μM) 처리. (C) 추정 식세포 미세 아교 세포의 예 (Olig2 + (적색) OPC와 협력 문화 psychosine 다음과 같은 치료) 녹색. (패널 B)에 스케일 바는 'C'에 대한 'B'와 = 150 μm의 90 μm의 =. 그림 1B의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오 그리고 여기 그림 1C의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.

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Discussion

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본원에 기재된 프로토콜 개발 및 미세 아교 세포 활성화 및 세포 globoid 기능적 특성을 연구하는 새로운 모델 시스템을 제공한다. 임 외의 사전 작업. HEK293 세포주를 사용하여 globoid 셀 형상 (21)의 연구에 대한 본 프로토콜의 개발을위한 템플릿을 제공 하였다. 이 모델에서 파생 된 globoid 세포가 GLD에 식별 가능한 고유 globoid 세포에서 다르다는 것을 지적하는 것도 중요합니다. GLD에서 globoid 세포가 자주 열 핵의 초과 함유 관찰 된 반면 예를 들어, 우리는 정기적으로 우리의 쥐 문화 미세 아교 세포의 quadranucleation을 관찰했다. 생체 내에서 관찰 된 것과 비교하여 두 번째로, 시험 관내 시스템에서 형성된 globoid 세포는 직경이 작다. 사용 된 배양 시스템의 상대적 단순성을 포함 할 수있다 이러한 표현형의 차이에 대한 몇 가지 이유가 될 가능성이 있습니다. 예를 들어, 전혀 없다뉴런 또는 일차 신경교 배양이 절차를 사용 globoid 셀 형성의 유도 단계에서, 본 올리고 덴드로. 또한, 칠일 프로토콜의 타이밍 globoid 세포의 상당한 밀도를 산출한다; 그러나, 더 긴 처리 시간이 더 GLD 관찰 globoid 셀의 기본 기능이 프로토콜에 의해 형성된 뮤린 globoid 세포의 유사성을 높이기있다.

이 모델의 중요한 특징은 모두 성상 세포 및 미세 아교 세포 15,19 포함 차 혼합 된 아교 문화를 사용한다는 것입니다. 이것은 성상 세포 및 미세 아교 세포 사이의 상호 작용과 기여를 평가하는데 유용성이 본 globoid 셀 모델의 중요한 장점이다. 이 질병에서 역할이 있지만 아직 저조한 특징 이러한 비 myelinating 세포 유형 둘다, GLD에서 활성화된다. 중요한 것은 이전 GLD은 성상 세포의 MMP-3 발현의 높은 수준을 표현하고 있다고 판정 한이 아마도 그 성상-deriv에드 요인은 psychosine에 대한 응답으로 미세 아교 세포의 변화에​​ 중요했다. globoid 세포 형성이 체외 모델의 미래 응용 프로그램은 키메라 성상 교세포의 문화와 미세 아교 세포에 psychosine의 병원성 효과에 세포 고유의 기여에 대한 우리의 이해를 사전에 이용 될 수있는 다른 유전 적 배경의 미세 아교 세포를 사용 할 수 있습니다.

요약하면,이 프로토콜은 GLD의 발병 기전을 연구 할 수있는 새로운 접근 방식을 제공합니다. globoid 세포의 역할은 수수께끼 왔으며 GLD에서의 보호 또는 기능에 해로운 가설이 제안되어있다. GLD의 자연 역사에서 globoid 세포의 조기 발견은 더 GLD에서 미세 아교 세포의 활성화가 기본 병원성 응답이 질병에 수초 병리의 가능성 매개체 것을이 시간에 우리의 관점을지지한다. 이 체외 모델 시스템의 적응은 휴대 전자에 대한 우리의 이해를 촉진 할 것으로 예상된다GLD의 tiology.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hank’s balanced salt solution (HBSS) containing no cations (Mg2+ and Ca2+). Life technologies 14175-095
Neural Tissue Dissociation Kit Miltenyi 130-092-628
40 μm cell-strainer Fisherbrand 22363547
Hank’s balanced salt solution (HBSS) containing cations (Mg2+ and Ca2+). Gibco 14025-092
Dulbecco's modified eagle medium (DMEM) Gibco 11995-065
fetal bovine serum (FBS) Atlanta Biologicals S11150
Penicilin/Streptomycin Life technologies 15070-063
Laminin Sigma L2020
Trypsin-EDTA solution Life technologies 25299-056
Psychosine Sigma P9256
Dimethyl sulfoxide (DMSO) Sigma D2650
Paraformaldehyde (PFA) Electron Microscopy Science 19208
Normal Goat Serum (NGS) Invitrogen PCN5000
Iba-1 WAKO 019-19741
Alexa Fluor conjugated antisera Life Technologies Various
Mounting Media Southern Biotech OB100-01
Phagocytic Assay Kit Cayman Chemicals 500290
HEPES Sigma BP310-500

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rafi, M. A., Luzi, P., Chen, Y. Q., Wenger, D. A. A large deletion together with a point mutation in the GALC gene is a common mutant allele in patients with infantile Krabbe disease. Hum Mol Genet. 4, 1285-1289 (1995).
  2. Duffner, P. K., et al. The long-term outcomes of presymptomatic infants transplanted for Krabbe disease: report of the workshop held on July 11 and 12. Genet Med. 11, Holiday Valley, New York. 450-454 (2008).
  3. Duffner, P. K., Jalal, K., Carter, R. L. The Hunter's Hope Krabbe family database. Pediatr Neurol. 40, 13-18 (2009).
  4. Duffner, P. K., et al. Newborn screening for Krabbe disease: the New York State model. Pediatr Neurol. 40, 245-252 (2009).
  5. Krabbe, K. A new familial, infantile form of brain sclerosis. Brain. 39, 74-114 (1916).
  6. Percy, A. K., Odrezin, G. T., Knowles, P. D., Rouah, E., Armstrong, D. D. Globoid cell leukodystrophy: comparison of neuropathology with magnetic resonance imaging. Acta Neuropathol. 88, 26-32 (1994).
  7. Itoh, M., et al. Immunohistological study of globoid cell leukodystrophy. Brain Dev. 24, 284-290 (2002).
  8. Reddy, A. S., Patel, J. R., Vogler, C., Klein, R. S., Sands, M. S. Central nervous system pathology progresses independently of KC and CXCR2 in globoid-cell leukodystrophy. PLoS One. 8, (2013).
  9. McNally, A. K., Anderson, J. M. Macrophage fusion and multinucleated giant cells of inflammation. Adv Exp Med Biol. 713, 97-111 (2011).
  10. Kaneko, Y., Kitamoto, T., Tateishi, J., Yamaguchi, K. Ferritin immunohistochemistry as a marker for microglia. Acta Neuropathol. 79, 129-136 (1989).
  11. Graeber, M. B., Streit, W. J., Kreutzberg, G. W. The microglial cytoskeleton: vimentin is localized within activated cells in situ. J Neurocytol. 17, 573-580 (1988).
  12. Kondo, Y., Adams, J. M., Vanier, M. T., Duncan, I. D. Macrophages counteract demyelination in a mouse model of globoid cell leukodystrophy. J Neurosci. 31, 3610-3624 (2011).
  13. Pollanen, M. S., Brody, B. A. Fetal globoid cell leukodystrophy. Arch Pathol Lab Med. 114, 213-216 (1990).
  14. Martin, J. J., et al. Fetal Krabbe leukodystrophy. A morphologic study of two cases. Acta Neuropathol. 53, 87-91 (1981).
  15. Ijichi, K., et al. MMP-3 mediates psychosine-induced globoid cell formation: Implications for leukodystrophy pathology. Glia. (2013).
  16. Pellegatta, S., et al. The therapeutic potential of neural stem/progenitor cells in murine globoid cell leukodystrophy is conditioned by macrophage/microglia activation. Neurobiol Dis. 21, 314-323 (2006).
  17. Crocker, S. J., Milner, R., Pham-Mitchell, N., Campbell, I. L. Cell and agonist-specific regulation of genes for matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors by primary glial cells. Journal of Neurochemistry. 98, 812-823 (2006).
  18. Schildge, S., Bohrer, C., Beck, K., Schachtrup, C. Isolation and culture of mouse cortical astrocytes. J Vis Exp. (2013).
  19. Crocker, S. J., Frausto, R. F., Whitton, J. L., Milner, R. A novel method to establish microglia-free astrocyte cultures: comparison of matrix metalloproteinase expression profiles in pure cultures of astrocytes and microglia. Glia. 56, 1187-1198 (2008).
  20. Moore, C. S., et al. Astrocytic Tissue Inhibitor of Metalloproteinase-1 (TIMP-1) Promotes Oligodendrocyte Differentiation and Enhances CNS Myelination. J Neurosci. 31, 6247-6254 (2011).
  21. Im, D. S., Heise, C. E., Nguyen, T., O'Dowd, B. F., Lynch, K. R. Identification of a molecular target of psychosine and its role in globoid cell formation. J Cell Biol. 153, 429-434 (2001).
<em&gt; 체외</em&gt; Globoid 셀 Leukodystrophy에서 휴대 병태 생리의 연구에 대한 모델
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Claycomb, K. I., Johnson, K. M., Bongarzone, E. R., Crocker, S. J. An In Vitro Model for the Study of Cellular Pathophysiology in Globoid Cell Leukodystrophy. J. Vis. Exp. (92), e51903, doi:10.3791/51903 (2014).More

Claycomb, K. I., Johnson, K. M., Bongarzone, E. R., Crocker, S. J. An In Vitro Model for the Study of Cellular Pathophysiology in Globoid Cell Leukodystrophy. J. Vis. Exp. (92), e51903, doi:10.3791/51903 (2014).

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