Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

유동 세포 계측법에 의한 중추 신경계에서 유래 된 대장 세포 및 단구 세포 유래 대 식세포의 분석

Published: June 22, 2017 doi: 10.3791/55781

Summary

이 프로토콜은 유행 세포 계측법에 의한 성체 마우스 중추 신경계에서 대 식세포 모집단의 분석을 제공하며, 이들 세포에 의해 표현되는 다중 마커의 연구에 도움이됩니다.

Abstract

수많은 연구가 중추 신경계 (CNS) 병리학에서 면역 세포, 특히 대 식세포의 역할을 입증했다. 중추 신경계에 두 가지 주요 대 식세포 개체군이있다 : (i) 중추 신경계의 상주 대 식세포이며 배아 발생 과정에서 난황낭 전구 세포에서 유래 된 미세 아교 세포 및 (ii) 단핵구에서 유래 된 대 식세포 (MDM) 질병 중 중추 신경계는 골수 선조 세포에서 유래한다. 각 macrophage subpopulation의 역할은 연구중인 병리학에 따라 다릅니다. 또한, 이러한 macrophage subpopulation에 사용되는 histological 마커 또는 구분 기준에 대한 합의가 없습니다. 그러나, 유동 세포 계측법에 의한 CD11b 및 CD45 마커의 발현 프로파일의 분석은 우리가 MDM (CD11b + CD45 high )으로부터 미 글 리아 (CD11b + CD45 med )를 구별 할 수있게한다. 이 프로토콜에서는 밀도 구배 원심 분리유동 세포 계측법 분석은이 CNS 대식 세포 하위 집단을 특성화하고 최근에 출판 한 것처럼 이들 세포가 나타내는 여러 마커를 연구하는데 사용될 수 있습니다. 따라서,이 기술은 신경 질환의 마우스 모델에서 대 식세포의 역할에 대한 우리의 이해를 더할 수 있으며, 또한 이들 세포에 대한 약물 효과를 평가하는데 사용될 수있다.

Introduction

미세 아교 세포는 중추 신경계 (CNS)의 실질 조직 내성 대 식세포입니다. 그들은 두 가지 중요한 기능적 역할을합니다 : 면역 방어와 CNS 항상성 유지. 골수에서 조혈 줄기 세포로부터 계속적으로 재생되는 MDM과 달리, 소구 세포는 배아 발달 중 뇌를 식민지로 만든 난황낭 (YS)에서 기원하는 조혈 전구 세포와 구별된다. 설치류에서 전사 인자 Myb는 모든 골수 유래 단핵 세포와 대 식세포의 발달에 중요한 역할을하지만, YS 유도 된 미세 아교 세포에 대해서는이 인자가 필요없고 분화는 전사 인자 PU.14에 의존한다.

건강한 CNS에서, 미세 아교 세포는 끊임없이 그들의 환경을 채취하는 역동적 인 세포입니다. sca침입하는 병원체 또는 조직 손상에 대한 육안 검사 및 측량 5 . 이러한 신호의 검출은 상해를 해결하기위한 경로를 시작합니다. microglia 신속하게 ramified 형태에서 amoeboid 하나, 다음 phagocytosis 및 프로 또는 항 염증성 cytokines 등 다양한 중재자의 릴리스 스위치. 따라서, 그들의 microenvironment에 따라, 활성화 된 microglia는 스펙트럼의 별개 프라이밍 상태 6을 얻을 수 있습니다.

microglia는 근본적으로 많은 신경 장애의 발달과 진행에 영향을 미칩니다. 알츠하이머 병 (AD) 7 , 근 위축성 측삭 경화증 (ALS) 8 , 다발성 경화증 (MS) 9 또는 파킨슨 병 (PD) 10 의 설치류 모델에서, 소아 글 리아는 해로운 신경 독성 또는 행동을 유도하는 이중 역할을하는 것으로 나타났다 신경 보호적인 방식으로,n 특정 질병, 병기 및 질병이 전신 면역 부 7 , 8 , 9 , 10 , 11의 영향을 받았는지 여부. 상기 언급 된 질병에서 관찰 된 대부분의 중추 신경계 병변은 실질 세포 미세 소견뿐만 아니라 혈관 주위 및 수막 상피 세포뿐만 아니라 중추 신경계 침윤성 MDM을 포함하는 골수 세포의 이종 집단을 포함한다. 이러한 세포 유형은 손상 및 수리와 관련된 병리학 적 기전에 차별적으로 기여할 수있다 ( 7 , 12 , 13 , 14 , 15) . 이러한 질병 모델을 연구하는 연구자가 현재 직면 한 문제는 말초 단핵 세포와 대 식세포가 CNS에 침투하는지 여부를 확인하는 것이고, 그렇다면 dist이 세포에서 상주 microglia를 잉태하십시오. 실제로, 소교 세포는 매우 플라스틱입니다. 그들이 활성화되면, microglia는 일반적으로 말초 monocytes 및 macrophages에 의해 표현되는 마커를 다시 표현합니다. 따라서이 문제는 상주 소아 글로불린과 침윤 단핵구 및 대 식세포를 구분할 수있는 마커를 확인하는 데 달려있다.

면역 조직 학적 적용에 의한 뇌 조각에 대한 이들 집단의 차별은 특이 항체가 부족하기 때문에 제한적이다. 그러나, 유동 세포 계측법 분석은 여러 마커의 발현을 평가하고 세포 집단 (예 : 림프구, 대 식세포 / MDM CD11b + CD45 high 및 microglia CD11b + CD45 med )을 구별하는 효율적인 기술이며 세포 아군 16 , 17 , 18 . 이 프로토콜은최적화 된 효소 조직 해리 및 밀도 구배 원심 분리를 사용하여 신경계 질환 모델에서 마우스 CNS 유래의 단핵구; 뿐만 아니라, 유동 세포 계측법을 사용하여 중추 신경계에서 미 글로리아 및 MDM 모집단을 구별하는 방법을 제공한다.

또 다른 접근법은 특정 항체 19 , 20 , 21에 접합 된 ​​자기 구슬을 사용하여 미엘린을 제거하고 세포를 정제하는 것입니다. 안티 - myelin 자기 구슬을 사용하여 myelin 제거는 더 비싸며 분리 된 세포의 생존력과 수율에 영향을 미칩니다 22 . 이 단계와 microglia의 다음 immunomagnetic 분리는 특정 면역 세포 인구의 추가 연구를 제한 21 , 22 .

이 절차는 질병 발달에서 대 식세포 하위 집단을 연구하는 쉬운 방법을 제공하며,대 식세포 표현형 및 활성화 상태에 대한 약물 효과 또는 유전자 변형을 결정한다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

여기에 설명 된 모든 방법은 ICM 연구소의 기관 동물 관리 및 사용위원회와 다윈 프랑스 동물 동물위원회의 승인을 받았으며 프로토콜 01407.02로 보호됩니다.

1. 준비

  1. 각 마우스에 다음을 결합하여 1.5 ML 튜브에서 소화 칵테일을 준비하십시오 : 1 ML 인산염 완충 식염수 (PBS); 13 wunsch / mL (원액), 최종 농도 1.6 wunsch / mL에서 123 μL 소화 효소 (물질 표 참조); 및 100 mg / mL (원액), 최종 농도 0.5 mg / mL에서 5 μL DNase I (물질 표 참조).

2. 관류 및 해부

  1. 치사량의 pentobarbital (400 μg / mL에서 100 μL)로 마우스를 안락사하십시오.
  2. 동물을 앙와위에 놓고 70 % 에탄올로 몸을 적시십시오.
  3. xyphoid 프로세스 바로 아래의 미세 가위로 복부 피부를 잘라 흉부 캐비닛을 노출시킵니다.와이.
  4. 횡격막을 절개하고 가슴을 노출시키기 위해 주둥이 방향에서 꼬리 방향으로 미세한 가위로 늑골의 측면을 잘라냅니다 (다른 장기 절단을 피하십시오). 좌심실 (LV)과 우심방 (RA)을 확인하십시오.
  5. LV 내부에 25G 바늘이 달린 나비 카테터를 삽입하십시오. 미세 가위로 RA를 절개하고 혈류가 시작될 때 혈관에서 세포와 혈액을 제거하기 위해 20 mL PBS로 LV를 통해 10 mL / 분 유속으로 관류를 시작하십시오. 성공적인 관류는 혈액이 옮겨지면서 폐와 간이 희석되어 나타납니다.
  6. 중간 가위로 동물의 목을 베십시오. 척추의 해부학적인 측면에서 복부 근육 조직을 절제하고 꼬리의 기저부에서 척추를 절단하여 척추를 정밀한 가위로 해부하여 체내에서 분리합니다.
  7. 요추 측면에 PBS와 마운트 200 μL 피펫 팁을 포함하는 10 ML 주사기를 삽입척수를 제거하고 척수를 자궁 경부에 플러시하십시오.
    참고 : 200 μL 피펫 팁은 가장 넓은 끝 (약 1 cm)에서 가위로 자르고 이전에 PBS로 채워진 10 mL 주사기에 단단히 삽입됩니다.
  8. 두개골 위의 피부를 제거하고 포셉을 사용하여 뇌를 노출시킵니다. 두개골 바닥에 가위 날을 넣고 화살 봉합 후 두개골을 자릅니다. 작은 포셉을 절단 부위에 넣고 부드럽게 두개골을 들어 올리십시오. 마우스 머리에서 두뇌를 해부하고 후각 구근과 소뇌를 제거합니다.
  9. 소화 칵테일 (단계 1.1에서) 1.128 ML PBS를 포함 1.5 ML 튜브에 뇌와 척수를 수집합니다.

3. 세포 해리

  1. 작은 가위 ( 그림 1 )로 1-2 밀리미터 3 조각으로 1.5 ML 튜브 (단계 2.9)에서 뇌와 척수를 미세하게 자르십시오.
  2. 인큐베이터에서 30 분 동안 다진 조직이 들어있는 1.5 ML 튜브를 품어5 % CO2로 37 ° C에서 건조시킨다.
    참고 :이 단계에서 밀도 그래디언트를 준비하십시오.
  3. 효소 반응을 중지 1.5 ML 튜브에 20 μL 0.5 M EDTA (재고 솔루션), 최종 농도 10 MM을 추가합니다.
  4. 부드럽게 5 ML 피펫으로 위아래로 pipetting하여 세포 현탁액을 확인하십시오.
  5. 10 ML 주사기의 플런저를 사용하여 50 ML 튜브에 나일론 메쉬 (70 μm의 기공 크기)를 통해 세포 현탁액을 전달하십시오.
  6. 20 ML 5 % 태아 소 혈청 (FBS) -PBS와 나일론 메쉬를 씻으십시오.
  7. 실온 (18 ° C)에서 7 분 (300 XG) 동안 원심 분리기. 흡인으로 상징액을 버리고 다음 단계로 진행하십시오. 뜨는 물을 제거 할 때 매우 조심하십시오. 흡인 피펫으로 쉽게 흡입 할 수있는 펠릿을 방해하지 마십시오.

4. 밀도 구배

  1. 밀도 그래디언트 매체에 10x PBS의 적절한 금액을 추가하여 밀도 기울기 매체의 재고 솔루션을 준비합니다.
    참고 : 한 부분의 10X PBS를 9 부분 밀도 그 레이디 언트 매체에 추가하십시오.
  2. 표 1에 설명 된대로 다른 비율에 대한 1x PBS로 주식 밀도 그래디언트 매체를 희석하십시오.
  3. 4 ML 30 % 밀도 그래디언트 매체와 펠렛 (3.7 단계에서)을 Resuspend하고 15 ML 튜브로 전송할 수 있습니다.
  4. 15 ML 튜브의 바닥에 파스퇴르 피펫을 놓고 천천히 37 % 밀도 그라디언트 매체의 4 ML.
  5. 위에서 설명한대로 70 % 밀도 그라디언트 매체 4 ML을 추가합니다.
  6. 실온 (18 ° C)에서 40 분 (800 XG) 동안 그라디언트를 원심 분리하십시오. 계기가 방해받지 않도록 원심 분리기가 최소 또는 전혀 브레이크가 걸리지 않도록하십시오.
    참고 : 튜브가 계층화되어 나타납니다. 70 % -37 % 밀도 구배 계면에서 적층 된 세포는 단일핵화 된 면역 세포 (소교 세포 및 대 식세포 하위 집단); 상위 수준은 세포 파편과 myelin입니다 ( 그림 2 ).
  7. 깨끗한 15 ML 튜브에 macrophage subpopulations 세포를 포함하는 70-37 % 밀도 그라디언트 interphase 3-4 ML을 수집합니다.
  8. PBS 15ml의 총 볼륨으로 세포를 3x 씻으십시오. 세포가 들어있는 밀도 구배 매체가 PBS로 적어도 세 번 희석되었는지 확인하고 "on"브레이크로 7 분 (500 xg, 4 ° C) 동안 원심 분리하십시오.
  9. 세포 라벨 또는 다른 기능 assays 1 ML PBS로 세포 펠렛을 Resuspend.

5. 유동 세포 계측법을위한 세포 라벨링

  1. 플로우 cytometry 튜브에 세포 (단계 4.10)를 전송합니다.
  2. 단계 4.10에서 얻은 각 세포 샘플에 고칠 수있는 죽은 세포 얼룩 시약 1 μL를 추가합니다. 빛으로부터 보호 된 얼음에서 30 분 동안 품어 낸다.
  3. 5 분 (300 XG, 4 ° C) 2 ML PBS와 원심 분리기로 한 번 세포를 씻으십시오.
  4. 뜨는을 제거하고 세포 펠렛을400 μL PBS 1 % BSA, 0.1 % 아 지드.
  5. 1 μg CD16 / CD32 항체를 100 μL의 세포에 첨가하여 Fc 수용체를 차단하십시오. 얼음에서 10-15 분 동안 인큐베이션하여 빛으로부터 보호합니다.
  6. 세포 내 얼룩에 대한 세포 permeabilization에 대한 PBS 1 % BSA, 0.1 % azide 또는 PBS 1 % BSA, 0.1 % azide, 0.25 % 사포닌의 기본 항체 믹스를 준비합니다.
  7. 1 차 항체 100 μL를 넣고 (2 배) 얼음에서 30 분 동안 인큐베이션하여 빛으로부터 보호합니다.
    참고 : 최적의 결과를 얻으려면 실험을 수행하기 전에 모든 항체를 적정해야합니다.
  8. 5 분 (300 XG, 4 ° C) 2 ML PBS와 원심 분리기로 세포를 씻으십시오. 이 단계를 세 번 반복하십시오.
  9. 일차 항체가 fluorophore에 직접 접합되지 않은 경우 보조 항체 100 μL를 추가하고 빛으로부터 보호 된 얼음에서 30 분 동안 품어 둡니다.
  10. 4시 300 XG에서 5 분 2 ML PBS와 원심 분리기로 세포를 씻으십시오 ° C). 이 단계를 세 번 반복하십시오.
  11. 수정빛으로부터 보호 된 실온에서 15 분 동안 100 μL 1 % PFA가있는 세포.
    참고 :주의 : PFA는 유독합니다. 흄 후드에 넣고 개인 보호 장비를 착용하십시오.
  12. 4시 300 XG에서 5 분 PBS 2 ML 및 원심 분리기와 세포를 씻으십시오 ° C. 이 단계를 세 번 반복하십시오.
  13. 200 μL PBS로 세포 펠렛을 Resuspend 및 흐름 cytometry 수집 및 분석 진행합니다. 그림 3 의 게이팅 전략을 따른다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

밀도 구배 원심 분리 및 항체 염색 후, 세포를 유동 세포 계측기 (flow cytometer)상에서 획득하고 형태 학적 게이팅 전략을 사용하여하기와 같이 분석 하였다. 첫 번째 게이트는 이중 세포 ( 그림 3A )에서 단일 세포를 구별하기 위해 전방 산란 영역 (FSC-A) 전방 산란 - 높이 (FSC-H)로 정의되었다. 그런 다음 단일 세포를 FSC-A Side Scattered-Area (SSC-A) 도트 플롯에서 상대 세포 크기와 세포 세분성을 기준으로 세포 파편과 각질 세포를 제외시켰다 ( 그림 3B ). MDM은 CD11b 및 CD45 마커의 발현 수준에 기초하여 동정되었다 ( 도 3C , 3D ). 마지막으로, 다른 표현 마커는 각각의 macrophage subpopulation ( 그림 3E - 3G )에 대해 분석되었다. microglia는 CX3CR1을 발현하는 것으로보고되었지만 MDM 23 과는 대조적으로 CCR2 마커는 발현하지 않았다. 최근에, Tmem119가 소아 글 리아 19 의 특이적인 마커임을 입증 하였다. 다음 마커 (Tmem119, CX3CR1 및 CCR2)는 각 마커에 특이적인 검출기 항체를 사용하여 유동 세포 계측법에 의해 평가되었습니다. 모든 CD11b + CD45 med 세포는 Tmem119 및 CX3CR1 마커에 대해 양성인 것으로 나타 났으 나이 게이팅 전략을 확인하는 CCR2 마커에는 나타나지 않았다 ( 그림 3E- 3G ).

밀도 구배 분리가없는 경우, 많은 세포 및 미엘린 파편 ( 그림 3H )의 존재로 인해 대식 세포 하위 집단은 도트 플롯 FSC-A SSC-A에서 정의 될 수 없었다. 주목할 것은, 투과성 처리는 세포 수축을 유도하고 따라서 대 식세포 하위 집단은 sm이전에 설명한 바와 같이 FSC SSC 도트 플롯 ( 도 3I , J ). 세포의 생존력은 고칠 수있는 죽은 세포 염색 키트를 사용하여 결정되었다. 밀도 구배 후에 세포의 85-95 %가 살아있다 ( 그림 3K ). microglia 및 MDM 인구는 하나의 샘플 ( 그림 3L )과 뇌 또는 척수 ( 그림 3M , 3N )에서 뇌와 척수 세포를 분리 한 후 도트 플롯에서 CD45 및 CD11b 마커로 정의 할 수 있습니다 ).

유동 세포 계측법 라벨링을 위해서는 항체가 인식하는 단백질 및 / 또는 에피토프가 세포 내 또는 세포 외인지를 아는 것이 중요합니다. 세포 내 항원의 경우, 투과성 완충액이 필요합니다. Tmem119는 막 횡단 단백질이지만 에피토프는 인식된다항체가 세포 내로 얼룩 19 . 세포 permeabilization의 부재에서는, 아무 라벨도 ( 그림 30 )가 없었다. 이 permeabilization 단계의 부재는 잘못된 부정적인 결과로 이어질 수 있습니다. Tmem119 항체가 형광 물질에 직접 접합되지 않았기 때문에, 세포를 2 차 항체로 표지 하였다; 음성 대조군은 2 차 항체 단독 (흑색 선)이었다 ( 도 3E , 3O-3R ). 직접 접합 된 항체가 사용되는 경우, 특이적인 표지를 평가하기위한 두 가지 주요 전략이있다 : 음성 대조군 인 이소 타입 항체 또는 FMO (Fluorescent Minus One) 대조군. FMO 대조군은 해당 표본에 대한 대조군 항체를 제외하고 모든 표식 항체를 혼합물에 포함합니다. 따라서, 각 표식에는 FMO 대조가 필요하며, 표본 당 이소 타입 항체 대조군에는 하나의 표식 혼합물 만이 필요하다. 두뇌 면역 세포의 라벨링을 위해, 우리는 아이소를 선택했다.한 개의 마우스 뇌에서 밀도 구배 후에 제한된 수의 세포 (400,000 세포)가 얻어지기 때문에 항체 항체 조절이 가능하다.

그림 1
그림 1 : 세포 해리 절차의 단계. ( A ) 조직을 소화 칵테일 효소가 들어있는 튜브에 넣었다. ( B ) 조직을 가늘게 잘게 자른다. ( C ) 조직의 작은 조각은 효율적인 조직 소화를 위해 30 분 (37 ° C) 동안 incubated되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
그림 2 : Cen 후의 밀도 기울기 스키마trifugation 단계. 원심 분리 후, 미엘린은 밀도 구배의 상단에 존재하고, 대 식세포 집단을 함유하는 면역 세포는 37 % 및 70 % 밀도 구배 층 사이의 계면에서 발견된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
그림 3 : 대 식세포의 대표적인 유동 세포 계측법 분석. 논리적 게이팅 전략이 적용되었다 : ( A ) 다트 차별은 점선 FSC-A FSC-H를 말한다. ( B ) 형태 학적 게이팅 전략은 도트 플롯 FSC-A SSC-A를 말한다. ( C ) macrophage subpopulations은 도트 플로트 CD45 CD11b를 말합니다. ( D ) 세포 역의 도트 플롯CD45 및 CD11b 염색을위한 대조군으로서 이소 타입 항체를 투여했다. Tmem119 ( E ), CX3CR1 ( F ) 및 CCR2 ( G ) (게이트 P2에서 10,000 개의 사건이 획득 됨)이 두 마크로파지 하위 집단에 의해 표현 된 마커의 분석. 밀도 구배 ( H ) 이전 또는 밀도 구배 격리 및 투과성 처리 ( I ) 또는없는 ( J )의 뇌 및 척수 세포의 세포 크기 (FSC-A) 및 입도 (SSC- . ( K ) 유동 세포 계측법 히스토그램은 밀도 구배 후에 사균의 백분율을 나타낸다. 도트 플롯에 표시된 게이츠는 뇌와 척수 ( L ) 또는 뇌 ( M ) 또는 척수 ( N )에서 CD11b + CD45 중간 미세 세포 집단과 CD11b + CD45 MDM 집단을 각각 보여줍니다. 표현 된 Tmem119의 분석( O ) 또는 비 투과성 ( P ) 및 뇌 ( Q ) 또는 척수 ( R ) 투과성 세포에서의 대 식세포 모집단에 의해 수행된다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

1 튜브 (mL) 용적 밀도 그라디언트 매체 1x PBS 10 배 PBS 1x
밀도 구배 매체 30 % 1.5 0.15 3.35
밀도 구배 매체 37 % 1.85 0.185 2.965
밀도 구배 매체 70 % 3.5 0.35 1.15

표 1 : 밀도 백분율 매체의 다른 백분율의 구성.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

microglia와 MDM은 중추 신경계에서 서로 다른 기능과 표현형을 가지고 있으며 따라서 대 식세포 subpopulation의 확인과 분석은 신경계 질환 9 , 18 , 25 를 더 잘 이해하기 위해 필수적이라는 것이 입증되었습니다. 두 마커 (CD11b 및 CD45)를 사용하여 유동 세포 계측법 분석은 각 하위 집단 사이의 구별을 허용합니다 ( 그림 3C ). 이 전략은 이전에 MDM의 경우 CCR2, 소교 세포의 경우 CX3CR1과 같은 특정 마커를 사용하고 Tmem119에 대한 항체를 사용한 최근 개발 된 접근법 ( 그림 3E - 3G )을 사용하여 검증되었습니다. 우리는 18 세 이전에 CCR2 및 CX3CR1 항체 ( 그림 3F , 3G )로 실험을 수행했습니다. CD11b + CD45med 인구는 CD11b + CD45 높은 개체군과 달리 Tmem119와 CX3CR1은 높게 나타 났으 나 CCR2는 높게 나타났다. CD11b + CD45 높은 집단은 CCR2 발현이 있거나없는 다양한 하위 집단으로 구성됩니다. 이러한 대 식세포 하위 집단 (혈관 주위 대 식세포, 침윤성 대 식세포 )의 동정과 특성 규명은 광범위한 연구 분야입니다. 또한, 이러한 개체군에 대한 마커는 병리학 적 과정에 따라 달라질 수 있습니다. 실제로, CCR2는 단핵 세포가 혈액 뇌 장벽 26을 통과 할 때 하향 조절됩니다.

CD45 및 CD11b 항체는 세포 표면 항원을 인식하므로 투과성 처리가 필요하지 않습니다. 따라서,이 기술은 또한 mRNA 분석 또는 다른 기능적 분석을위한 세포 분류에 의해 각각의 대 식세포 아 집단을 정제하는데 사용될 수있다. 효소의 사용과 밀도 gradient는 미세 신경 교세포 활성화를 어느 정도 유도 할 수 있습니다. 우리는 이전에 격리 후, microglia 및 macrophages는 유도 성 질소 산화물 synthase (iNOS)를 표현 것을 관찰했습니다. 그럼에도 불구하고 정상 상태에 비해 병리학 적으로 관찰 된 iNOS 발현 수준의 증가는이 방법 18을 사용하여 강조 할 수 있습니다. 또한,이 기술은 살아있는 세포의 비율이 높은 잘 분리 된 세포 집단 (단일체)을 달성합니다.

이 프로토콜의 성공적인 복제를 위해 몇 가지 중요한 매개 변수가 있습니다. 그라디언트 설정이 가장 중요합니다. 우리의 경험에 따르면 50 mL의 튜브와 15 mL의 튜브에서 그라디언트를 준비하면 더 나은 분리가 이루어집니다. 70-37 % 경계면에서 세포가 보이지 않으면 세포 격리에 사용되는 CNS 조직의 양을 고려해야합니다. 우리는 보통 한 마리의 마우스 두뇌에서 ~ 400,000 개의 세포를 수집합니다. 이 수율은 다양한 실험 조건s, 70-37 % 인터페이스의 더 나은 시각화를위한 하나는 PBS와 페놀 레드로 37 % 밀도 구배 레이어를 만드는 것입니다.

유동 세포 계측기의 다양한 레이저 및 필터 덕분에이 프로토콜은 대 식세포 하위 집단 18 별로 표현 된 여러 마커를 정량화 할 수 있습니다. 이 기술은 동일한 샘플에서 T 세포 및 B 세포와 같은 다른 면역 세포의 관련성을 평가하는데도 유용합니다. 실제로, 면역 자기 적 농축을 사용하는 기술은 이전에 선택된 집단의 연구만을 허용합니다 21 .

전반적으로,이 기술은 신경 질환의 마우스 모델에서 다른 macrophage subpopulations을 특성화하는 유용한 도구를 구성합니다. 이 독특한 대안은 병리학 적 상태에서 염증 과정에 대한 치료의 효과를 평가할 수 있습니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

저자는 아무 것도 공개하지 않는다.

Acknowledgments

이 작품은 Agence Nationale Pour la Recherche (ANR-12-MALZ-0003-02-P2X7RAD), 협회 France Alzheimer 및 Bpifrance의 교부금으로 지원되었습니다. 우리 연구소는 Inserm, CNRS, Université Pierre et Marie-Curie 및 "Investissements d' avenir"ANR-10-IAIHU-06 (IHU-A-ICM) 프로그램도 지원합니다. CELIS 세포 배양 핵심 시설의 도움에 감사드립니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
5 month-old Mice Janvier C57BL/6J
Liberase TL Research Grade Sigma-Aldrich 5401020001 Digestion enzyme
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas Sigma-Aldrich DN25
Percoll GE Healthcare Life Sciences 17-0891-01 Density gradient medium
Cell Strainer size 70 µm Nylon Corning 731751
Venofix 25 G BRAUN 4056370
Piston syringe 10 mL Terumo SS+10ES1
Pasteur pipette 230 mm Dustcher 20420
1.5 mL tube Eppendorf 0030 123.328
15 mL tube TPP 91015
50 mL tube TPP 91050
5 mL polystyrene round bottom tube BD Falcon 352054
D-PBS (1x) without Ca2+/Mg2+ Thermo Fisher Scientific 14190-094
D-PBS (10x) without Ca2+/Mg2+ Thermo Fisher Scientific 14200-067
Fetal bovine serum Thermo Fisher Scientific 10270-106
EDTA Sigma-Aldrich E4884
Bovine Serum Albumin solution 30% Sigma-Aldrich A7284
Paraformaldehyde 32% Solution Electron Microscopy Sciences 15714-S Caution -Toxic
Saponin Sigma-Aldrich S2002
Sodium Azide Sigma-Aldrich 47036
PerCPCy5.5 Rat anti-mouse CD11b (clone M1/70) eBioscience 45-0112
Rat IgG2b K Isotype Control PerCP-Cyanine5.5 eBioscience 45-4031
BV421 Rat anti-mouse CD45 (clone 30-F11) BD Biosciences 563890
BV421 Rat IgG2b, κ Isotype Control RUO BD Biosciences 562603
Rabbit anti-mouse TMEM119 (clone28 - 3) Abcam ab209064
AlexaFluor 647 Donkey anti-rabbit IgG Life Technologies A31573
Anti-Mouse CD16/CD32 Purified eBioscience 14-0161 Mouse Fc Block
Fixable Dead Cell Stain Kits Invitrogen L34969
Mouse CCR2 APC-conjugated Antibody R&D FAB5538A
Rat IgG2B APC-conjugated Isotype Control R&D IC013A
Mouse CX3CR1 PE-conjugated Antibody R&D FAB5825P
Goat IgG PE-conjugated Antibody R&D IC108P
Centrifuge Eppendorf 5804R
Cell analyzer BD Biosciences BD FACSVERSE
Data Analysis Software FlowJo LLC FlowJo
Fine scissors F.S.T 14090-11
Standard Pattern Forceps F.S.T 11000-13
Mayo Scissors F.S.T 14010-15
Dumont #5 Forceps F.S.T 11251-20

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ginhoux, F., et al. Fate mapping analysis reveals that adult microglia derive from primitive macrophages. Science. 330 (6005), 841-845 (2010).
  2. Ginhoux, F., Lim, S., Hoeffel, G., Low, D., Huber, T. Origin and differentiation of microglia. Front Cell Neurosci. 7, 45 (2013).
  3. Ginhoux, F., Jung, S. Monocytes and macrophages: developmental pathways and tissue homeostasis. Nat Rev Immunol. 14 (6), 392-404 (2014).
  4. Schulz, C., et al. A lineage of myeloid cells independent of Myb and hematopoietic stem cells. Science. 336 (6077), 86-90 (2012).
  5. London, A., Cohen, M., Schwartz, M. Microglia and monocyte-derived macrophages: functionally distinct populations that act in concert in CNS plasticity and repair. Front Cell Neurosci. 7, 34 (2013).
  6. Miron, V. E., Franklin, R. J. Macrophages and CNS remyelination. J Neurochem. 130 (2), 165-171 (2014).
  7. Mildner, A., et al. Distinct and non-redundant roles of microglia and myeloid subsets in mouse models of Alzheimer's disease. J Neurosci. 31 (31), 11159-11171 (2011).
  8. Boillee, S., et al. Onset and progression in inherited ALS determined by motor neurons and microglia. Science. 312 (5778), 1389-1392 (2006).
  9. Yamasaki, R., et al. Differential roles of microglia and monocytes in the inflamed central nervous system. J Exp Med. 211 (8), 1533-1549 (2014).
  10. Wu, D. C., et al. Blockade of microglial activation is neuroprotective in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine mouse model of Parkinson disease. J Neurosci. 22 (5), 1763-1771 (2002).
  11. Cartier, N., Lewis, C. A., Zhang, R., Rossi, F. M. The role of microglia in human disease: therapeutic tool or target? Acta Neuropathol. 128 (3), 363-380 (2014).
  12. Ajami, B., Bennett, J. L., Krieger, C., McNagny, K. M., Rossi, F. M. Infiltrating monocytes trigger EAE progression, but do not contribute to the resident microglia pool. Nat Neurosci. 14 (9), 1142-1149 (2011).
  13. Funk, N., et al. Characterization of peripheral hematopoietic stem cells and monocytes in Parkinson's disease. Mov Disord. 28 (3), 392-395 (2013).
  14. Butovsky, O., et al. Modulating inflammatory monocytes with a unique microRNA gene signature ameliorates murine ALS. J Clin Invest. 122 (9), 3063-3087 (2012).
  15. Lewis, C. A., Solomon, J. N., Rossi, F. M., Krieger, C. Bone marrow-derived cells in the central nervous system of a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis are associated with blood vessels and express CX(3)CR1. Glia. 57 (13), 1410-1419 (2009).
  16. Sedgwick, J. D., et al. Isolation and direct characterization of resident microglial cells from the normal and inflamed central nervous system. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (16), 7438-7442 (1991).
  17. Ford, A. L., Goodsall, A. L., Hickey, W. F., Sedgwick, J. D. Normal adult ramified microglia separated from other central nervous system macrophages by flow cytometric sorting. Phenotypic differences defined and direct ex vivo antigen presentation to myelin basic protein-reactive CD4+ T cells compared. J Immunol. 154 (9), 4309-4321 (1995).
  18. Martin, E., Boucher, C., Fontaine, B., Delarasse, C. Distinct inflammatory phenotypes of microglia and monocyte-derived macrophages in Alzheimer's disease models: effects of aging and amyloid pathology. Aging Cell. , (2016).
  19. Bennett, M. L., et al. New tools for studying microglia in the mouse and human CNS. Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (12), E1738-E1746 (2016).
  20. Jin, L. W., et al. Dysregulation of glutamine transporter SNAT1 in Rett syndrome microglia: a mechanism for mitochondrial dysfunction and neurotoxicity. J Neurosci. 35 (6), 2516-2529 (2015).
  21. Bedi, S. S., Smith, P., Hetz, R. A., Xue, H., Cox, C. S. Immunomagnetic enrichment and flow cytometric characterization of mouse microglia. J Neurosci Methods. 219 (1), 176-182 (2013).
  22. Nikodemova, M., Watters, J. J. Efficient isolation of live microglia with preserved phenotypes from adult mouse brain. J Neuroinflammation. 9, 147 (2012).
  23. Mizutani, M., et al. The fractalkine receptor but not CCR2 is present on microglia from embryonic development throughout adulthood. J Immunol. 188 (1), 29-36 (2012).
  24. Lecoeur, H., Ledru, E., Gougeon, M. L. A cytofluorometric method for the simultaneous detection of both intracellular and surface antigens of apoptotic peripheral lymphocytes. J Immunol Methods. 217 (1-2), 11-26 (1998).
  25. Richter, N., et al. Glioma-associated microglia and macrophages/monocytes display distinct electrophysiological properties and do not communicate via gap junctions. Neurosci Lett. 583, 130-135 (2014).
  26. Mahad, D., et al. Modulating CCR2 and CCL2 at the blood-brain barrier: relevance for multiple sclerosis pathogenesis. Brain. 129 (Pt 1), 212-223 (2006).

Tags

면역학 문제 124 Microglia macrophages 뇌 침투 중추 신경계 유동 세포 계측법 밀도 구배 마우스 모델
유동 세포 계측법에 의한 중추 신경계에서 유래 된 대장 세포 및 단구 세포 유래 대 식세포의 분석
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Martin, E., El-Behi, M., Fontaine,More

Martin, E., El-Behi, M., Fontaine, B., Delarasse, C. Analysis of Microglia and Monocyte-derived Macrophages from the Central Nervous System by Flow Cytometry. J. Vis. Exp. (124), e55781, doi:10.3791/55781 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter