<em> 체외</em> Globoid 셀 Leukodystrophy에서 휴대 병태 생리의 연구에 대한 모델
Summary
Globoid cells are a defining pathological feature of Krabbe disease, a leukodystrophy currently lacking an effective long-term therapy. We have developed a cell culture model to study the innate biology and pathogenic potential of activated microglia and their transformation into globoid cells.
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
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 07 및 12 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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported in part by grants from the National Multiple Sclerosis Society (RG 5001-A-3 to S.J.C.), the National Institutes of Health (NS065808 to E.R.B.; NS078392 to S.J.C.), start-up funds from the UConn Health Center (to SJC) and the Kim Family Fund (UCHC in support of K.I.C.).
Materials
| 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 uM 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 |
Referenzen
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