Summary
该神经细胞解离方案适用于起始材料量低的样品,并产生用于下游分析的高活性单细胞悬浮液,并具有可选的固定和染色步骤。
Abstract
这种神经解离方案(商业成人脑解离试剂盒随附的方案的改编)优化了组织处理,为详细的下游分析(如流式细胞术或单细胞测序)做准备。神经解离可以通过机械解离(例如使用过滤器,斩波技术或移液器研磨),酶消化或其组合进行。神经元细胞的微妙性质可能使获得高活性,真正的单细胞悬浮液的努力复杂化,而单细胞分析所需的细胞碎片最少。数据表明,这种自动机械解离和酶消化的组合始终如一地产生高度可行(>90%)的单细胞悬浮液,克服了上述困难。虽然其中一些步骤需要手动灵巧,但这些步骤减少了样品处理和潜在的细胞损失。本手稿详细介绍了该过程的每个步骤,以装备其他实验室成功解离少量神经组织,为下游分析做准备。
Introduction
海马体最早是由博洛尼亚解剖学家Giulio Cesare Aranzio在1500年代描述的1。在命名这种新发现的结构时,Aranzio的灵感可能来自它与 海马1属海马的不可思议的相似之处。海马体参与压力反应,但因其在学习和记忆中的作用而广为人知。更具体地说,海马体负责声明性和空间记忆1的编码和检索。
海马体或海马体本身分为CA1(cornu ammonis),CA2和CA3子字段1。与神经系统的其他部分相比,海马体具有几个独特的定义特征,包括其可塑性和持续神经发生的潜力2。神经发生是神经干细胞增殖和分化的过程,随后它们被整合到预先存在的神经元网络中。神经发生仅限于齿状回的粒下区域和外心室(和嗅球)的室下区域3。虽然神经发生在胚胎发生中是丰富的,但它是一个终生的过程3,4。因此,本讨论将集中在海马体中的成人神经发生上。
脑室下和粒下区域是含有室管膜细胞和血管细胞的神经源性生态位,以及神经干细胞的未成熟和成熟谱系5。小胶质细胞有助于这些生态位作为免疫细胞来调节神经发生6.神经祖细胞是神经干细胞7的非干细胞后代。脑室下区存在三种类型的神经祖细胞:桡骨神经胶质细胞样B型细胞,C型转运扩增祖细胞和A型神经母细胞3,8。在脑室下区缓慢分裂的B型神经祖细胞可以分化成快速分裂的C型细胞8。随后,C型细胞分化为A型细胞8。这些神经母细胞通过喙状迁移流迁移到嗅球,然后分化成中间神经元或少突胶质细胞9。这些嗅球中间神经元是嗅觉短期记忆和联想学习的关键,而少突胶质细胞髓质化胼胝体9的轴突。大多数成人神经发生发生在齿状回的粒下区域,其中发现桡骨1型和非桡骨2型神经祖细胞3。大多数神经祖细胞注定要成为齿状颗粒神经元和星形胶质细胞10。星形胶质细胞通过间隙连接,形成网络以调节可塑性,突触活性和神经元兴奋性5。作为齿状回的主要兴奋性神经元,颗粒细胞提供从内嗅皮层到CA3区域11的输入。
神经干细胞群可以使用免疫磁性或免疫荧光分离策略12,13进行分离。神经组织特别难以解离;这样做的努力通常会导致样品具有较差的细胞活力和/或无法产生用于下游分析的必要单细胞悬浮液。神经解离可以通过机械解离(例如使用过滤器,斩波技术或移液器研磨),酶消化或技术组合14,15进行。在一项评估神经解离方法的研究中,比较了移液器研磨手动机械解离与移液器研磨和消化与各种酶的组合的可行性和质量15.质量根据制备的悬浮液15中细胞团块和DNA或亚细胞碎片的量进行分级。单独进行手动机械解离的胶质肿瘤的悬浮液的细胞活力显着低于用分散酶或DNase,胶原酶和透明质酸酶15的组合治疗。Volovitz等人承认不同方法之间可行性和质量的差异,并强调解离不足可能会降低下游分析的准确性15。
在另一项研究中,作者比较了60多种不同的方法和培养的神经元细胞解离组合14。这些方法包括通过移液器研磨进行手动机械解离的八种不同变体,以三种不同间隔与五种单独酶的孵育比较,以及机械解离与酶消化或两种酶的组合的各种组合14。没有一种机械方法产生单细胞悬浮液14。四种单酶处理,十种组合酶处理,四种机械解离与酶消化组合产生单细胞悬浮液14。用TrypLE进行酶消化,然后用胰蛋白酶-EDTA最有效地解离样品14。顺便说一句,用TrypLE和/或胰蛋白酶-EDTA处理的样品倾向于形成凝胶状团块14。虽然这项研究是在培养的细胞上进行的,但它说明了移液器研磨或单独酶消化的缺点。
缺乏手动与自动机械解离的并排比较。然而,一组运行流式细胞术以比较整个小鼠大脑的手动和半自动机械解离与商业木瓜蛋白酶或胰蛋白酶解离试剂盒16。用解离器处理更一致地产生活细胞16。解离后,作者还分离出Prominin-1细胞,神经元前体细胞和小胶质细胞16。对于三个分离细胞群中的两个,当用解离器处理样品时,分离细胞的纯度略高于手动16。Reiß等人指出,移液技术中的人与人之间的差异阻碍了组织解离中活细胞群产量的可重复性16。作者得出结论,自动化机械解离使样品处理标准化16。
本手稿中概述的解离方法是全自动机械解离和酶消化的组合,使用伴随商业成人大脑解离试剂盒17的解决方案。与标准方案不同,这种优化的方案减少了样品操作,产生了高度可行的单细胞悬浮液,并且用于处理最少量的起始组织。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
实验是根据UAMS机构动物护理和使用委员会批准的道德标准进行的。购买6个月大的雌性C57Bl6 / J野生型小鼠,并在恒定的12小时光/暗循环下分组饲养(每个笼子4只小鼠)。
1. 试剂的制备
- 准备可固定的活/死污渍储备溶液。用20μL二甲基亚砜(DMSO)重建荧光染料。
- 将小瓶包裹在铝箔中,将其标记为“重组”,并将其在-20°C下储存长达六个月。
- 用肝素制备0.9%盐水溶液。将一小瓶肝素钠(每10毫升10,000 USP单位)的内容物稀释在1升双蒸馏水(ddH2O)中。
- 准备足够的每只动物约45毫升,并在4°C下储存长达一周。
- 制作1%多聚甲醛(PFA)。
- 在通风橱中,将热板加热至50°C。 在微波炉中,将玻璃烧杯中100 mL ddH2O加热至约60°C。 加入磁力搅拌棒并转移到热板上。
- 在通风橱中,称出1克PFA并加入ddH2O的烧杯中,加入0.1125克NaOH晶体并混合直至溶解(5-10分钟)。
- 加入0.4克NaPO4- 单基并混合直至溶解(2-5分钟)。真空过滤溶液并用HCl和NaOH调节pH至7.4。
- 在冰上或4°C下冷却30分钟,然后储存。
注意:1.5 mL的等分试样可以在-20°C下储存一年。避免冻融循环。如果在解冻后,溶液变得浑浊或已经形成沉淀物,则不应使用该溶液。
注意:有毒,易燃。始终在通风罩下使用PFA,并穿着适当的个人防护装备。
- 重悬于冻干酶A与1mL缓冲液A。不要涡旋溶液。
注意:酶A和缓冲液A以及缓冲液A,Y和Z是商业成人脑解离试剂盒17中的试剂。 - 将酶P分成50μL的等分试样,并将酶A重悬于10μL等分试样中。根据试剂盒说明,在-20°C下储存长达六个月。避免冻融循环。
2. 实验日
- 将台式离心机冷却至4°C。
- 将等分试样的PFA放入冰箱中逐渐解冻。
- 将重组的活/死污渍置于黑暗中(例如抽屉)以在室温下解冻。
- 准备牛血清白蛋白(BSA)缓冲液。将0.5克BSA加入100毫升1x Dulbecco的磷酸盐缓冲溶液中,不含钙和镁(D-PBS),pH值为7.2。
- 加入搅拌棒,在搅拌板上搅拌30分钟。转移到50 mL锥形管中并储存在4°C。
注意:始终使用新鲜制备的BSA缓冲液。 - 准备活/死污渍工作稀释液。将1μL复溶的活/死渍储备溶液加入360μL D-PBS中,并在室温下将其储存在黑暗中(例如,抽屉或盒子)。每个样品制备50μL工作稀释液。
3. 灌注
- 将含肝素的盐水溶液放在冰上。
- 打开氧气,将小动物麻醉汽化器系统上的流量计指示球设置为1升/分钟。确保有足够的氧气压力和异氟醚。
- 将汽化器刻度盘调整至3.5%(用于感应和维护)。
- 用生理盐水/肝素溶液启动灌注泵管路。将速度设置为 6 mL/min。
- 将鼠标放入诱导室,打开通气器,等待几分钟,直到鼠标无响应。通过没有踏板退出到有毒的捏合来确认足够的麻醉深度。
- 将鼠标背放在解剖托盘上,鼻子在鼻锥中。通过没有踏板退出到有毒夹紧来执行完全麻醉的二次确认。将所有四只爪子固定到托盘上。
- 用20%乙醇喷洒动物的腹部。
- 使用镊子捏住下腹部并抬起皮肤。用剪刀将毛皮和皮肤切开到肋骨的底部。
- 从胸腔下方向每个肩膀做两个对角线切口。
- 小心地切除横膈膜(避开肺部和心脏)。切除胸腔以暴露心脏。
- 小心地切除心脏周围的任何结缔组织。
注:步骤3.10-3.11至关重要;熟练和灵巧地执行。 - 用剪刀夹住右心房(心脏左上角的深色心房)。关闭异氟醚流向呼吸器的流量。
- 用镊子保持心脏稳定。当蝴蝶针的斜面朝上时,刺穿左心室,同时保持针头水平并与动物平行。
- 将针头固定到位,打开泵,灌注至少 30 mL 盐水/肝素溶液,直到离开心脏的液体不透明,肝脏和肺部颜色苍白。
注:步骤3.13-3.14至关重要;熟练和灵巧地执行。 - 关闭泵,取出针头,然后将鼠标转移到解剖区域。
4. 解剖
- 使用大手术剪刀,斩首头部。
- 将皮毛从后脑勺切开到眼睛。将皮肤剥开以露出头骨。
- 将头骨夹在眼睛之间。在颅骨的后部,在10点钟和2点钟位置做两个切口,然后沿着颅骨的中高线到眼睛之间的原始切口进行一次长切口(保持尖端向上以避免损伤大脑)。
- 使用镊子将头骨的两半剥开到两侧。使用刮刀取出大脑并将其放入装有冷D-PBS的冰上的60毫米玻璃培养皿中(图1)。
- 使用手术刀或剃须刀分隔每个半球。然后去除嗅球和小脑。
- 使用镊子去除中脑,直到海马体暴露出来。
- 用镊子保护大脑。使用第二组镊子,轻轻地将海马体从每个半球中梳理出来,并将两个海马体转移到含有冷D-PBS的标记的1.5 mL管中。
- 将含有小鼠两个海马体的样品管放在冰上。
5. 为每个样品准备酶混合物 1 和 2
注意:对于大于2 mL的体积,请使用10 mL血清学移液器;对于体积,200μL-2mL,使用1000μL移液器;对于体积,21-199μL,使用200μL移液器;对于体积,2-20μL,使用20μL移液器;对于2μL以下的体积,使用0-2μL移液器。
- 对于每个样品,在室温下解冻酶P和酶A各一等分试样。
- 对于酶混合物1,将50μL酶P和1900μL缓冲液Z组合在标记的C管中(材料表)。
- 对于酶混合物2,将20μL缓冲液Y加入解冻的酶A等分试样中。
6. 成人大脑解离方案17
注意:处理样品时,除非另有说明,否则应在室温下将试管放置在试管架中,而BSA和D-PBS保持在冰上。
- 打开解离器。
- 使用镊子将海马组织碎片转移到C管。
- 将30μL酶混合物2转移到C管中。拧动盖子直到感觉到张力,然后拧紧直到发出咔哒声。
- 将C管倒置到解离器的位置;该示例将被分配为 “已选择” 状态(图2)。将加热器固定在C管上。
- 按文件夹图标,选择“ 收藏夹 ”文件夹,滚动到并选择 37C_ABDK_02 程序。单击 “确定” 将程序应用于所有选定的C管,然后点击 “开始” (图2)。
- 每个样品标记一个 50 mL 锥形管。
- 在每个50 mL锥形管上放置70μm细胞过滤器,并用2mLBSA缓冲液润湿。
- 程序完成后,从解离器上取下加热器和C管。
- 向样品中加入4 mLBSA缓冲液,并将混合物施用于50 mL锥形管上的细胞过滤器。
- 向C管中加入10毫升D-PBS,将其关闭,然后轻轻旋转溶液。将其涂抹在50 mL锥形管上的细胞过滤器上。
- 丢弃细胞过滤器和C管。在4°C下以300× g 离心悬浮液10分钟。 然后,吸出并丢弃上清液。
7. 清除碎屑
- 用1550μL冷D-PBS重悬沉淀,并将悬浮液转移到标记的15mL锥形管中。
- 加入450μL冷碎片去除溶液,上下移液(不要涡旋)。
注:碎屑去除溶液是商用成人布莱恩解离试剂盒17中的试剂。 - 轻轻地将1mL冷D-PBS覆盖在细胞悬浮液的顶部,使尖端靠在锥形管壁上。重复此步骤,直到总覆盖物为 2 mL。
注意:此步骤至关重要。熟练和灵巧地执行。 - 在4°C下以3000× g 离心10分钟,全加速和全制动。
注意:如果阶段未明确分离,请重复步骤 7.2-7.3。最后一次在4°C下以1000× g 离心10分钟。 - 悬浮液现在应由三个不同的层组成(图3)。吸出最顶层。来回扫动移液器吸头以吸出白色中间层。尽可能多地去除中间层,而不干扰最底层。
注意:此步骤至关重要。熟练和灵巧地执行。 - 加入2毫升冷的D-PBS和上下移液器混合。
- 在4°C下以1000× g 离心10分钟,全加速和全制动。吸出并丢弃上清液。将沉淀重悬于1mLBSA缓冲液中。
注意:可以将细胞重悬于适当的缓冲液中,然后进行磁标记和分离,以准备此时进行单细胞测序。
8. 细胞计数
- 根据制造商的可用细胞计数器协议进行细胞计数( 材料表中注明了一个选项)
9. 活/死污渍
- 在4°C下以1000× g 离心剩余的900μL(从7.7)在全加速和全制动下离心10分钟。
- 当样品旋转时,每个样品标记一个流管并将其包裹在箔中以限制光照。
- 吸出并丢弃上清液。
- 将沉淀重悬于50μL稀释的活/死污渍(先前制备)中。
注:此步骤应在低光照设置下执行。关闭头顶房间的灯来实现这一点。 - 将每个样品转移到相应的标记流管中,并在室温下在黑暗中孵育8-10分钟(例如,抽屉或盒子)。
- 加入500μLBSA缓冲液,并在4°C下以1000× g 离心10分钟,全加速和全制动。
- 吸出并丢弃上清液。
注意:颗粒可能不可见;留下少量缓冲液,以免无意中吸出沉淀。此时,可以将细胞重悬于适当的缓冲液中,阻断并用细胞特异性抗体染色。有关示例协议18,请参阅补充文件 1。
10. 固定(可选)
- 将沉淀重悬于200μL的1%PFA(先前制备)中。在4°C下孵育15分钟。
- 通过加入500μLD-PBS洗涤,并在4°C下以300× g 离心10分钟。
- 吸出上清液。
注意:颗粒可能不可见;留下少量缓冲液,以免无意中吸出沉淀。 - 将沉淀重悬于200μLD-PBS中,并在4°C下储存长达3天。
11. 流式细胞术
- 在新管上标记过滤器盖。
- 使用1 mL移液器,将每个样品移液到过滤器盖上。
- 在4°C下以200× g 离心,仅允许离心机达到200× g ,然后停止运行。
- 进入流式细胞术核心进行下游分析。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
在核心设施中使用流式细胞仪处理样品,并使用用于流动分析的软件包评估结果数据。以前,对补偿对照进行分析 - 活/死污渍和阴性对照。如果使用多种荧光染料,应为每种抗体制备荧光减一(FMO)对照和单染色对照。基于分析的对照计算实验样品光谱重叠的补偿。对于细胞群鉴定,使用分层门控策略。主栅极排除了前向散射(细胞大小)与侧散射(粒度)图19,20中的碎片。随后,排除了死细胞(图4, 图5, 图6, 补充图1, 补充图2, 补充图3和 补充图4)。以下门排除了髓鞘碱性蛋白阳性的细胞(补充图4)。在剩余的细胞中,创建了每种荧光染料阳性细胞的密度图(补充图4)。从第三门开始计算每个神经元细胞群的频率(补充图4)。用手动机械解离21 和酶消化处理的样品产生的目标细胞群显着降低(补充文件221, 图4和 补充图1)。相反,通过自动机械解离和酶消化制备的固定和新鲜样品都返回了几倍大的目标细胞群(图5, 图6, 补充图2和 补充图3)。
图1:小鼠大脑。 (A)正确灌注。(B) 非灌注。 请点击此处查看此图的大图。
图 2:步骤 6.4 中的选定状态。请单击此处查看此图的放大版本。
图3:步骤7.5中的三层悬浮液:缓冲液(顶层),细胞碎片,碎片去除溶液和细胞(底层)。请单击此处查看此图的放大版本。
图4:使用巴斯德移液器研磨和酶消化组合手动解离处理的固定样品的代表性分析。 同时处理的两个样品中的第一个。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。 请点击此处查看此图的大图。
图 5:使用自动机械解离和酶消化组合处理的新鲜样品的代表性分析。 同时处理的两个样品中的第一个。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。 请点击此处查看此图的大图。
图6:使用自动机械解离和酶消化组合处理的固定样品的代表性分析。 同时处理的两个样品中的第一个。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。 请点击此处查看此图的大图。
补充图1:使用手动巴斯德移液器研磨解离和酶消化组合处理的固定样品的代表性分析。同时处理的两个样品中的第二个。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。 请点击此处下载此文件。
补充图2:使用自动机械解离和酶消化组合处理的新鲜样品的代表性分析。 同时处理的两个样品中的第二个。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。 请点击此处下载此文件。
补充图3:使用自动机械解离和酶消化组合处理的固定样品的代表性分析。同时处理的两个样品中的第二个。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。 请点击此处下载此文件。
补充图4:使用自动机械解离和酶消化组合处理的染色和固定样品的代表性分析。(A)作为目标细胞群的细胞的百分比。(B)感兴趣群体中活细胞的百分比。(C). MBP-细胞。PSA-NCAM+细胞(神经元前体细胞)。ACSA2+细胞(星形胶质细胞)。CD31+细胞(内皮)。CD11b+细胞(小胶质细胞)。请点击此处下载此文件。
补充文件1:染色方案。用于细胞表面标志物免疫染色的样品染色方案。 请点击此处下载此文件。
补充文件2:适应手动机械和酶解离方案。 该方法改编自先前发布的协议21。 请点击此处下载此文件。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
这种神经解离方案中的几个步骤需要熟练的技术和灵活性 - 灌注,上清液抽吸和髓鞘去除。在整个灌注过程中,内脏器官必须保持完整(除了移除隔膜和夹住心脏);这包括用蝴蝶针避开心脏的上腔室。虽然所需的含肝素的盐水量各不相同,但从心脏流出的透明液体表明该过程已完成。大脑必须完全正确灌注,此时它将呈现灰白色(图1)。通过灌注,红细胞去除步骤变得无关紧要,消除了可能导致细胞损失的样品过度操作。随后,碎屑清除步骤需要稳定的手。为了使离心在D-PBS覆盖层之后产生明确定义的层(图3),这些层在运输过程中或移液时不得受到干扰。此外,当吸出顶部两层时,必须去除足够的悬浮液以消除过多的细胞碎片,同时仍然留下足够大的样品。这是一个关键步骤,因为死细胞更有可能非特异性结合并成为自发荧光22,23,进一步强调了选择一种始终导致高细胞活力的方法的重要性。最后,当吸出上清液时,沉淀可能并不总是可见的。必须留下少量残留上清液,以确保样品不会被意外丢弃。
固定样品有优点和缺点。并非所有抗体标志物都与固定相容,这限制了下游分析,具体取决于感兴趣的细胞群。此外,使用过度浓缩的PFA或将细胞长时间留在固定剂中可导致自发荧光和假阳性读数,从而混淆结果24,25。通过使用1%PFA溶液并最大限度地减少细胞的暴露,可以大大降低假阳性读数的可能性。由于该过程很详细并且具有许多时间变量,因此使用新鲜细胞将实验室置于严格的时间限制下,以确保细胞保持活力。固定保留细胞结构,以便第二天分析。
单细胞分析可以提供治疗效果,细胞功能以及疾病或治疗作用机制的关键见解。示例方法包括单细胞DNA和RNA测序26,27,通过飞行时间22,28进行细胞术,流式细胞术和免疫组织化学。通过单细胞mRNA测序,在样品收集时的基因表达可以提供细胞类型特异性的见解26。例如,一个研究小组对表达来自背侧纹状体27的中等多刺神经元亚型的D1和D2多巴胺受体进行了单细胞RNA测序。该小组通过检测新的亚型特异性标记基因并鉴定以前错误地报告由于缺乏单细胞分辨率而差异表达的基因来重新定义中等多刺神经元的转录组27。Ho等人强调了单细胞RNA测序在发现细胞类型特异性药物靶点27方面的潜力。通过单细胞DNA测序,可以通过测量DNA和组蛋白修饰,染色质可及性和染色质构象26来描述基因表达的变化。在测量单核DNA甲基化时,Liu等人构建了45个小鼠大脑区域的单细胞DNA甲基组图谱,并鉴定了161个神经元细胞类型29个。单细胞测序的样品制备更加复杂,尤其是单细胞分离和碎片去除。Mattei等人研究了酶和机械解离对转录组和蛋白质型分析的影响,指出神经解离方法固有地引入了30水平的偏差。几个小组已经注意到有效工作,在冰上解剖和使用转录抑制剂的重要性26,30,31。Mattei等人还鉴定了受影响的基因和蛋白质,为分析30提供信息。然而,这些技术仍然提供了对细胞构建块的详细见解,这些构建块是本体组织转录组学26,27无法比拟的。
流式细胞术是一种功能强大的分析工具,可以使用荧光探针同时识别和测量单细胞群的参数。流式细胞仪的一些应用包括细胞周期分析、细胞分选、活力、表型、细胞增殖和功能分析32,33。由于细胞表面蛋白的可及性,这些应用中的大多数都利用表面染色。这些蛋白质可以染色以根据谱系,发育阶段和功能19,32,33鉴定特定的细胞群。例如,可以对样品进行表面染色以鉴定星形胶质细胞,内皮细胞,神经元前体细胞和小胶质细胞34的群体。染色活细胞表面蛋白时的主要优点是能够对细胞进行分类,同时保留进行进一步下游分析的选项34。虽然表面染色技术相当标准,但细胞内染色是一种更精细的过程。使用细胞内流式细胞术,必须在染色前固定和透化细胞,以使抗体穿过细胞膜20,32,33,34。理想情况下,细胞形态将保持完整;然而,透化有蛋白质变性的风险,这将对抗体检测22,34产生负面影响。一旦细胞固定20,一些进一步的下游分析方法就不再是一种选择。虽然细胞内染色的缺点比表面染色更明显,但前者允许检测和分析细胞内分子,否则这些分子将不合理。此外,细胞表面和细胞内染色程序可以耦合以明确地鉴定某些细胞类型或同时评估其他参数20,28,34。
有几种神经解离方法可用于制备细胞分析所需的单细胞悬浮液,尽管它们并不同样有效。与标准化试剂盒和上述技术相比,这种特殊的神经解离方法旨在处理少量组织,产生高度可行的单细胞悬浮液(>90%),并简化实验。通过该协议,其他实验室能够以可靠且可重复的方式进行神经解离。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
我们感谢Aimee Rogers提供实践培训和持续的产品支持。我们感谢 Amanda Burke 博士正在进行的故障排除和澄清讨论。我们感谢Meredith Joheim和UAMS科学传播小组对本手稿的语法编辑和格式化。这项研究得到了NIH R25GM083247和NIH 1R01CA258673(A.R.A)的支持。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1.5 mL Microcentrifuge Tubes | Fisher Scientific | 02-682-003 | Basix, assorted color |
15 mL Falcon Tubes | Becton Dickinson Labware Europe | 352009 | Polystyrene |
25 mL Serological Pipets | Fisher Scientific | 14-955-235 | |
5 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube | Falcon | 352052 | |
500 mL Vacuum Filter/ Storage Bottle System | Corning | 431097 | |
70 μm cell strainer | Fisher Scientific | 08-771-2 | |
Adult Brain Dissociation Kit | Miltenyi Biotec | 130-107-677 | Contains Enzyme P, Buffer Z, Buffer Y, Enzyme A, Buffer A, Debris Removal Solution |
Aluminum Foil | Fisher Scientific | 01-213-105 | |
Anti-ACSA-2-PE-Vio770, mouse, clone REA969 | Miltenyi Biotec | 130-116-246 | |
Anti-Myelin Basic Protein | Sigma-Aldrich | M3821-100UG | |
Anti-PSA-NCAM-PE, human, mouse and rat, Clone 2-2B | Miltenyi Biotec | 130-117-394 | |
BD LSRFortessa | BD | ||
BSA | Sigma-Aldrich | A7906-50G | |
CD11b-VioBlue, mouse, Clone REA592 | Miltenyi Biotec | 130-113-810 | |
CD31 Antibody | Miltenyi Biotec | 130-111-541 | |
Ceramic Hot Plate Stirrer | Fisher Scientific | 11-100-100SH | |
Dimethyl Sulfoxide | Fisher Scientific | BP231-100 | |
Ethanol | Pharmco by Greenfield Global | 111000200 | |
Falcon 50 mL Conical Centrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
Fine Scissors - Sharp | Fine Science Tools | 14060-09 | Perfusion |
FlowJo | BD | (v10.7.0) | |
gentleMACS C Tubes | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | |
gentleMACS Octo Dissociator with Heaters | Miltenyi Biotec | 130-096-427 | |
Gibco DPBS (1X) | ThermoFisher Scientific | 14190144 | |
Glass Beaker | Fisher Scientific | 02-555-25A | |
Heparin sodium | Fresenius Kabi | 504011 | |
LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit | ThermoFisher | L34965 | |
Magnetic Stir Bar | Fisher Scientific | 14-513-51 | |
Noyes Spring Scissors | Fine Science Tools | 15012-12 | Dissection |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 441244-3KG | Prilled, 95% |
Pipette tips GP LTS 20 µL 960A/10 | Rainin | 30389270 | |
Pipette Tips GP LTS 250 µL 960A/10 | Rainin | 30389277 | |
Pipette tips RT LTS 1000 µL FL 768A/8 | Rainin | 30389213 | |
Rainin Pipet-Lite XLS (2, 20, 200, 1000 μL) | Rainin | 30386597 | |
RBXMO FITC XADS | Fisher Scientific | A16167 | |
Round Ice Bucket with Lid | Fisher Scientific | 07-210-129 | |
Round-Bottom Tubes with Cell Strainer Cap | Falcon | 100-0087 | |
S1 Pipet Fillers | ThermoFisher Scientific | 9541 | |
Spatula & Probe | Fine Science Tools | 10090-13 | Dissection & Perfusion |
Surflo Winged Infusion Set 23 G x 3/4" | Termuno | SV-23BLK | Butterfly needle |
Test Tube Rack | Fisher Scientific | 14-809-37 | |
Thermo Scientific Legend XTR Centrifuge | ThermoFisher | discontinued | Or other standard table top centrifuge |
Variable-Flow Peristaltic Pump | Fisher Scientific | 13-876-2 | Low-flow model |
VetFlo Starter Kit for Mice | Kent Scientific | VetFlo-MSEKIT | Anesthesia mask, tubing, induction chamber, charcoal canisters |
VetFlo Vaporizer Single Channel Anesthesia System | Kent Scientific | VetFlo-1210S | 0.2–4 LPM |
Vi-CELL XR Cell Viability Analyzer | Beckman Coulter Life Sciences | 731196 | Cell Counting |
Vi-CELL XR 4 Bags of Sample Vials | Beckman Coulter Life Sciences | 383721 | Cell Counting |
References
- Andersen, P., Morris, R., Amaral, D., Bliss, T., O'Keefe, J. The Hippocampus Book. , Oxford University Press, Inc. (2007).
- Kempermann, G., Kuhn, H. G., Gage, F. H. Genetic influence on neurogenesis in the dentate gyrus of adult mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94, 10409-10414 (1997).
- Zhao, C., Deng, W., Gage, F. H. Mechanisms and Functional Implications of Adult Neurogenesis. Cell. 132, 645-660 (2008).
- Kempermann, G., Song, H., Gage, F. H. Neurogenesis in the adult hippocampus. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 7, 018812 (2015).
- Bond, A. M., Ming, G. L., Song, H. Adult mammalian neural stem cells and neurogenesis: Five decades later. Cell Stem Cell. 17, 385-395 (2015).
- Sato, K. Effects of microglia on neurogenesis. Glia. 63, 1394-1405 (2015).
- Lee, V. M., Scientist, S., Louis, S. A., Reynolds, B. A. Neural stem cells. , Available from: http://www.stemcell.com/media/files/minireview/MR29019-Neural_Stem_Cells.pdf (2015).
- Mu, Y., Lee, S. W., Gage, F. H. Signaling in adult neurogenesis. Current Opinion in Neurobiology. 20, 416-423 (2010).
- Fares, J., Diab, Z. B., Nabha, S., Fares, Y. Neurogenesis in the adult hippocampus: history, regulation, and prospective roles. International Journal of Neuroscience. 129, 598-611 (2018).
- Tosun, M., Semerci, F., Maletic-Savatic, M. Heterogeneity of stem cells in the hippocampus. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1169, 31-53 (2019).
- Abbott, L. C., Nigussie, F. Adult neurogenesis in the mammalian dentate gyrus. Journal of Veterinary Medicine Series C: Anatomia Histologia Embryologia. 49, 3-16 (2020).
- Rodrigues, G. M., Fernandes, T. G., Rodrigues, C. A., Cabral, J. M., Diogo, M. M. Purification of human induced pluripotent stem cell-derived neural precursors using magnetic activated cell sorting. Methods in Molecular Biology. 1283, Clifton, N.J. 137-145 (2015).
- Ko, I. K., Kato, K., Iwata, H. Parallel analysis of multiple surface markers expressed on rat neural stem cells using antibody microarrays. Biomaterials. 26, 4882-4891 (2005).
- Jager, L. D., et al. Effect of enzymatic and mechanical methods of dissociation on neural progenitor cells derived from induced pluripotent stem cells. Advances in Medical Sciences. 61 (1), 78-84 (2017).
- Volovitz, I., et al. A non-aggressive, highly efficient, enzymatic method for dissociation of human brain-tumors and brain-tissues to viable single-cells. BMC Neuroscience. 17, 1-10 (2016).
- Reiß, S., Herzig, I., Schmitz, J., Bosio, A., Pennartz, S. Semi-automated tissue dissociation and preserved epitope integrity optimize immunomagnetic sorting of neural cells. , Available from: www.miltenyibiotec.com (2021).
- Adult brain dissociation kit: mouse and rat. Miltenyi Biotec. , Available from: https://www.miltenyibiotec.com/upload/assets/IM0011920.pdf (2020).
- Cell surface flow cytometry staining protocol. Miltenyi Biotec. , Available from: https://www.miltenyibiotec.com/US-en/applications/all-protocols/cell-surface-flow-cytometry-straining-protocol-pbs-bsa-1-50.html (2021).
- Finak, G., Jiang, W., Gottardo, R. CytoML for cross-platform cytometry data sharing. Cytometry Part A: The Journal of the International Society for Analytical Cytology. 93, 1189-1196 (2018).
- Turaç, G., et al. Combined flow cytometric analysis of surface and intracellular antigens reveals surface molecule markers of human neuropoiesis. PLoS One. 8, 1-14 (2013).
- Schwarz, J. M. Using fluorescence activated cell sorting to examine cell-type-specific gene expression in rat brain tissue. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (99), e52537 (2015).
- Brummelman, J. application and computational analysis of high-dimensional fluorescent antibody panels for single-cell flow cytometry. Nature Protocols. 14, 1946-1969 (2019).
- Recommended controls for flow cytometry. Abcam. , Available from: https://www.abam.com/protocols/recommended-conntrols-for-flow-cytometry (2021).
- Fixing cells with paraformaldehyde (PFA) for flow cytometry. , Available from: https://flowcytometry.utoronto.ca/wp-content/uploads/2016/02/FixingCells_PFA.pdf (2021).
- Stewart, J. C., Villasmil, M. L., Frampton, M. W. Changes in fluorescence intensity of selected leukocyte surface markers following fixation. Cytometry Part A: The Journal of the International Society for Analytical Cytology. 71, 379-385 (2007).
- Armand, E. J., Li, J., Xie, F., Luo, C., Mukamel, E. A. Single-cell sequencing of brain cell transcriptomes and epigenomes. Neuron. 109, 11-26 (2021).
- Ho, H., et al. A guide to single-cell transcriptomics in adult rodent brain: The medium spiny neuron transcriptome revisited. Frontiers in Cellular Neuroscience. 12, 1-16 (2018).
- Li, L., et al. Novel technologies in studying brain immune response. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2021, 6694566 (2021).
- Liu, H., et al. DNA methylation atlas of the mouse brain at single-cell resolution. bioRxiv. , (2020).
- Mattei, D., et al. Enzymatic dissociation induces transcriptional and proteotype bias in brain cell populations. International Journal of Molecular Sciences. 21, 1-20 (2020).
- Liu, L., et al. Dissociation of microdissected mouse brain tissue for artifact free single-cell RNA sequencing. STAR Protocols. 2 (2), 100590 (2021).
- Delmonte, O. M., Fleisher, T. A. Flow cytometry: Surface markers and beyond. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 143, 528-537 (2019).
- O'Connor, J. E., et al. The relevance of flow cytometry for biochemical analysis. IUBMB Life. 51, 231-239 (2001).
- Menon, V., Thomas, R., Ghale, A. R., Reinhard, C., Pruszak, J. Flow cytometry protocols for surface and intracellular antigen analyses of neural cell types. Journal of Visualized. Experiments. (94), e52241 (2014).