$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Sunulan protokol, akış sitometrisi yoluyla küresel HPTM seviyelerinin kantitatif değerlendirmesini sağlar. Bu protokol yeni bir yöntem sunarken, önceki çalışmalar benzer bir yaklaşım kullanarak proteinlerin kantitatif değerlendirmesini yapmıştır26. HPTM'lerin global düzeylerini değerlendirmek için kullanılan önceki yöntemler arasında immünohistokimya ve western blot 16,17,19,20 bulunmaktadır. Sunulan akış sitometrisi tabanlı yöntem kolayca ölçülebilir bir yöntem iken, western blot ve immünohistokimya yarı kantitatiftir ve daha düşük verime sahiptir. Western blot, hücre lizisine dayanır ve bu nedenle hem protein normalizasyonu hem de deneysel koşul27 tarafından değişmediği varsayılan bir yükleme kontrol proteini gerektirir. İmmünohistokimya yarı kantitatif ve çok düşük verimlidir, çünkü tek bir hücre düzeyinde inceleme yapmadan protein miktarını kantitatif olarak değerlendirmek zordur16. Benzer şekilde, izole edilmiş mikroglia için, western blot çok daha büyük protein girdisi gerektirdiğinden, sınırlı verim nedeniyle akış sitometrisi yöntemini kullanmanın bir faydası vardır19. Düşük hücre sayısı gereksinimleri, aynı hayvandan birden fazla boyama panelinin çalıştırılmasına izin verir.
Bununla birlikte, diğer herhangi bir yöntemde olduğu gibi, tüm antikorlar bir akış sitometrisi ortamında iyi çalışmadığından, antikor maliyeti ve kullanılabilirliği dahil olmak üzere bu tekniğin sınırlamaları vardır. Ek olarak, immünoblot ile karşılaştırıldığında, gerekli antikor konsantrasyonu çok daha yüksektir. Çoğullama, aynı hücre panelinde birden fazla antikorun kullanılmasına izin verirken, hücreler analizden sonra antikordan sıyrılamaz, böylece hücre kullanımını antikor türü başına bir tane ile sınırlandırır. Bu, aynı lekenin tekrar tekrar kullanılabileceği immünoblottan farklıdır. Bununla birlikte, antikorların mevcudiyetine ve bir sitometredeki tespit kanallarının sayısına bağlı olarak, aynı anda bir düzine kadar işareti incelemek mümkün olacaktır.
Mevcut yöntem, spesifik genomik konumu değil, yalnızca küresel protein ekspresyon seviyelerini yakalar ve küresel seviyelerdeki değişiklikler, bireysel genomik lokuslardaki değişiklikleri yansıtmayabilir. Benzer şekilde, küresel seviyelerde bir değişiklik olmaması, hiçbir genomik lokusun değişime uğramadığı anlamına gelmeyebilir, sadece küresel değişikliklerin tedaviler arasında hiçbir fark olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle, bu tekniğin, genomik analiz için ilgilenilen HPTM'leri tanımlamak için bir ekran olarak kullanılması amaçlanmıştır. Ek olarak, bu yöntem, kontrol için bir kat değişikliği olarak değerlendirildiği durumlar dışında, farklı protein işaretleri arasında karşılaştırmaya izin vermez. Bu nedenle, protein tayini için ELISA gibi standart eğri tabanlı bir yöntemle karşılaştırıldığında bu sınırlıdır.
Sunulan protokol, canlı beyin mikrogliasını izole etmek için bir strateji sunmaktadır. Bu protokol, mikroglia izolasyonu için P2RY12 protein ekspresyonuna dayanır. Bununla birlikte, P2RY12, mikroglia'da homeostatik bir belirteçtir ve 5XFAD22 gibi hastalık modellerinde aşağı regüle edilebilir. Bu nedenle, bir hastalık modeli hayvanı kullanırken, mikroglia23'ün izolasyonuna yardımcı olmak için TMEM119, CD11b veya CD45 gibi diğer işaretleyici proteinleri seçtiğinizden emin olun. Benzer şekilde, bu protokolü hipokampus ve/veya korteksten izolasyon olarak sunuyoruz. Bu protokol, mikroglia'yı beyaz madde bölgeleri de dahil olmak üzere diğer beyin bölgelerinden izole etmek için çalışacaktır, ancak ilgilenilen bölgelerin büyüklüğüne bağlı olarak yeterli mikroglia elde etmek için birden fazla hayvan gerekebilir.
Sunulan protokol, canlı, beyin mikrogliasını sağlam bir şekilde izole edebilir, ancak izolasyon aşamasında, yanlış yapıldığında hücre verimini azaltabilecek aşağıda açıklanan birkaç adım vardır.
Bu protokol için perfüzyonlar, bağışıklıkla zenginleştirilmiş fragmanda daha yüksek bir mikroglia yüzdesi ile sonuçlanır ve bu da ayıklayıcıdaki süreyi azaltır. Bununla birlikte, perfüzyon gerekli değildir ve gerekirse diğer ötenazi yöntemleri kullanılabilir.
Mikroglia izolasyonu sırasında miyelin tamamen uzaklaştırılmalıdır. Akış sitometreleri, hücrelerin dar borulardan hızlı bir şekilde geçebilmesine dayanır. Viskozitesi ve topaklanma eğilimi nedeniyle miyelin, sitometrelerde sorunlara neden olur ve genellikle hem ekipmana zarar verebilecek hem de numuneyi tahrip edebilecek tıkanmalara neden olarak verimi büyük ölçüde azaltır. Aşağı akışta sorun yaşamamak için bağışıklıkla zenginleştirilmiş parçaların toplanması sırasında tüm miyelini çıkarmaya dikkat edin.
Tüp boyamaya karşı plaka boyama: Bu protokolde, 1.5 mL'lik tüplerde veya 96 oyuklu bir plakada hücreleri boyamak için iki seçenek tanımladık. Her birinin kullanım durumu denemeye bağlıdır; Bununla birlikte, genel olarak, tüp boyama, yanlış yapılırsa hareket hücre kaybı riski taşıdığından, verimi etkileme riski plaka boyamadan daha düşüktür. Her tüp için süpernatanı aspire etmek zaman alıcı olduğu için plaka boyama çok daha hızlıdır. Sabitlemeden önce (sıralama vb. için), verimi en üst düzeye çıkarmak ve kayıp riskini azaltmak için tüp boyama kullanın. Bununla birlikte, HPTM analizi için, hücreler intranükleer boyama için sabitlendikten sonra, pelet daha kararlıdır ve fiske ile kayıp riski azalır.
Süreksiz yoğunluk gradyanının oluşturulması: Katmanlamayı oluştururken, bağışıklıkla zenginleştirilmiş fraksiyonu elde etmek için katmanların uygun şekilde ayarlanması esastır. Katmanlar bozulursa veya karışırsa ve bulanık görünürse, hücreler istenen yerlerine göre sıralanmayacak ve bağışıklıkla zenginleştirilmiş hücre fraksiyonunun elde edilmesinde zorluk yaşanacaktır. Bu meydana gelirse, miyelini çıkarmak için yoğunluk ortamıyla döndürün ve ardından kalan tüm fraksiyonları toplayın, 3 mL FACS tamponu ile 1 mL yoğunluk ortamına seyreltin ve iyice karıştırın (bu, birden fazla tüp gerektirecektir). Fren 0 açıkken 10 dakika boyunca 500 x g'de döndürün. Süpernatanı atın, sadece ~ 300 μL çözelti bırakın. Tüm numuneyi toplayın ve boyayın. Bu, azaltılmış sıralama yüzdeleri ve sitometrede daha fazla zaman harcanmasına neden olacaktır, ancak verim yine de karşılaştırılabilir olabilir.
İzolasyon yöntemini kullanırken, aynı fare beyninden RNA ve HPTM değerlendirmesi için hücre toplayabilmek faydalıdır. Bu durumda, canlı mikrogliaları sıraladıktan sonra, hücreler RNA değerlendirmesine bir kısım tahsis etmek için bölünebilir (iyi bir RNA verimi elde etmek için minimum giriş sayısı 75.000 hücredir) ve daha ileri akış sitometrisi analizi için bir kısım (MFI'nin iyi belirlenmesi için kuyu başına minimum 10.000 hücre). Bu durumda, akış sitometresi sıralaması gereklidir. Bununla birlikte, hücreleri yalnızca HPTM analizi için kullanmayı planlarken, sıralama gerekli değildir ve bağışıklık fraksiyonu P2RY12 antikoru ve HPTM antikoru ile boyanabilir. Sitometre üzerindeki geçit daha sonra, mikroglia içindeki yalnızca HPTM sinyalini analiz etmek için akış sıralamasında olduğu gibi P2RY12+ mikroglia için ayarlanabilir. Sıralamayı ortadan kaldırmak, protokolün daha hızlı ve daha uygun maliyetli olmasını sağlar. Ek olarak, kültürlenmiş hücrelerden HPTM'ler değerlendiriliyorsa, boyama protokolünden başlamak yeterlidir ve Şekil 6'da gösterildiği gibi hücre marker antikorları gerekmez. HPTM değerlendirme protokolü, kültürlenmiş, birincil ve IPSC'den türetilmiş hücreler dahil olmak üzere birçok hücre tipi için kullanılabilir.
Son olarak, mikroglia'nın izolasyon aşağı akışında sadece iki potansiyel kullanımını sunmuş olsak da, ChIP, CUT & Tag ve CUT & RUN gibi epigenetik teknikler de dahil olmak üzere birçok başka kullanım vardır. Spesifik lokuslardaki değişikliklerin karakterize edilmesinin ilgi çekici olduğu genomik epigenetik teknikler söz konusu olduğunda, profillenen herhangi bir mikroglial epigenetik modifikasyonun, enzimatik sindirim gibi izolasyon prosedüründeki herhangi bir adımdan kaynaklanan teknik eserler olmadığından emin olmak için deneylere uyarlanmış kromatin işaretlerinin11 yazarları ve silgileri için spesifik inhibitörler seçin. Kantitatif akış sitometrisi kullanmak gibi epigenetik işaretlerin global seviyelerindeki değişiklikleri değerlendirirken, prosedüre bağlı herhangi bir değişikliğin global düzeyde tespit edilecek kadar büyük olması beklenmez.
Genel olarak, tartışılan yöntemler, akış sitometrisi ile küresel histon modifikasyon seviyelerini ve diğer epigenetik değişiklikleri ölçmek için yeni, tek hücreli bir yöntem sağlar. Bu yöntemin, in vivo LPS'ye yanıt olarak mikrogliadaki arttırıcı belirteç H3K27ac'deki küresel değişiklikleri tespit etmek için yeterince duyarlı olduğunu gösterdik. Bu, LPS28'e yanıt veren güçlendiricilerin dramatik bir şekilde yeniden şekillendiğini gösteren LPS stimülasyonunu takiben H3K27ac'nin önceki ChIP dizilimi ile tutarlıdır. Bu yöntemin uygulamaları, gelişim ve hastalıktaki farklı beyin hücresi tiplerinde küresel epigenetik değişikliklerin incelenmesine izin verecektir.