Isolamento e Cultura de astrócitos corticais de rato
Summary
Os astrócitos têm sido reconhecidos como células versáteis que participam em processos biológicos fundamentais, que são essenciais para o desenvolvimento do cérebro e função normais, e reparação do sistema nervoso central. Aqui apresenta-se um processo rápido de obtenção de culturas de astrócitos de rato puros para estudar a biologia desta classe importante de centrais células do sistema nervoso.
Abstract
Os astrócitos são um tipo de célula abundante no cérebro dos mamíferos, mas há ainda muito que aprender sobre as suas características moleculares e funcionais. Nos sistemas de cultura in vitro de células de astrócitos podem ser utilizados para estudar as funções biológicas destas células gliais em detalhe. Este protocolo de vídeo mostra como obter astrócitos puras através do isolamento e da cultura de células corticais mistas de filhotes de rato. O método baseia-se na ausência de neurónios viáveis e a separação dos astrócitos, oligodendrócitos e microglia, os três principais populações de células da glia do sistema nervoso central, em cultura. Imagens representativas durante os primeiros dias de cultura demonstram a presença de uma população mista de células e indicam o ponto no tempo, quando os astrócitos tornam-se confluentes e deve ser separada da microglia e oligodendrócitos. Além disso, demonstramos a pureza e a morfologia dos astrócitos em cultura astrocítica utilizando colorações imunocitoquímicos para bem estabelecida erecentemente descritos marcadores de astrócitos. Este sistema de cultura pode ser facilmente usado para obter os astrócitos de rato puros e astrócitos meio condicionado para estudar vários aspectos da biologia do astrócito.
Introduction
Os astrócitos são um tipo de célula muito abundantes no sistema nervoso central (SNC). A razão entre os astrócitos de neurónios é 1:3 no córtex de ratos e ratazanas, enquanto que existem 1,4 astrócitos por neurónios no córtex humano 1. Interesse em função de astrócitos aumentou dramaticamente nos últimos anos. A função principal de astrócitos é o seu papel no apoio estrutural e metabólica dos neurônios 2,3. Papéis recém-descobertos para astrócitos abrangem um amplo espectro de funções. Estes incluem guiar a migração de axónios em desenvolvimento e neuroblastos determinados durante o desenvolvimento 4-6, a formação de funções na transmissão sináptica, sinapse força e de processamento de informações por circuitos neurais 7-9, papéis na barreira hemato-encefálica (BHE) 10 e 11-13 integridade e regulação do tônus vascular cerebral 14. Outra característica importante dos astrócitos é a sua resposta a lesões. Sob astrocyt condições patológicases tornar reactivo e mais regular positivamente a expressão do filamento intermediário glial da proteína fibrilar ácida (GFAP) e inibidores da matriz extracelular (ECM) proteínas 15,16. Astrócitos reativos demarcar o local da lesão do tecido saudável através da formação de uma cicatriz glial, que consiste principalmente de astrócitos proteínas secretadas ECM do sulfato de condroitina proteoglicanos família (CSPG), os principais fatores que inibem a regeneração axonal após lesão do SNC 15-17.
Os astrócitos são originários de radiais gliais (RG), as células durante a embriogênese tarde e vida pós-natal precoce. Após a especificação dos astrócitos ocorreu, precursores de astrócitos migram para as suas posições finais, em que começa o processo de diferenciação terminal. In vivo, os astrócitos parecem estar maduro três a quatro semanas após o nascimento, tal como indicado pela sua morfologia típica 18,19. Uma subpopulação de células de RG converter em astrócitos zona subventricular (do tipo células B). Both RG, e as células do tipo B funcionam como astrócitos do tipo de células estaminais neurais (NSC) durante o desenvolvimento e no adulto, respectivamente. Como astrócitos RG, e as células do tipo B também expressam o transportador glutamato astrócito-específico (GLAST), proteína de ligação ao lípido cérebro (BLBP) e GFAP, indicando que estes marcadores não pode ser exclusivamente utilizado para rotular os astrócitos especificamente adultos. Em contraste com os adultos astrócitos parenquimatosas, que não se dividem no cérebro saudável, RG e B do tipo células exibem potencial das células estaminais, tais como a capacidade de se auto-renovar. A desregulação dos astrócitos tem sido implicada em numerosas patologias, incluindo a doença de Alzheimer 20,21, doença de Huntington, 22, doença de Parkinson 23, 24 e síndrome de Rett doença de Alexander 25. Além disso, os astrócitos reagir a todos os insultos do SNC, levando à activação de astrócitos e a formação de cicatriz glial astrocítica 16,26. A cicatriz glial astrocitária que forma tr cérebro seguinteauma lesão da medula espinhal ou é pensado para ser a principal barreira impedindo a regeneração neuronal 15.
O desenvolvimento de métodos fiáveis para isolar e manter populações puras de células tem sido essencial para a compreensão do sistema nervoso. Trabalho pioneiro de McCarthy e de Vellis permite investigadores a data para preparar culturas quase puras de astrócitos do tecido de ratos neonatos 27. Muito tem sido aprendido sobre a biologia astrócitos usando este método, que é apresentado aqui em uma forma ligeiramente modificada para isolar astrócitos de rato corticais. Complementando os estudos in vivo, astrócitos, bem como meio condicionado obtido usando o descrito na cultura in vitro, são ferramentas valiosas para continuar a obter insights sobre funções de astrócitos.
Protocol
Representative Results
Discussion
O método descrito aqui é baseado na preparação da cultura de astrócitos de cérebros de roedores neonatais, originalmente descritos por McCarthy e Vellis de, em 1980, 27. O método de modificação do isolamento e da cultura de astrócitos corticais a partir de P1 a P4 pós-natal do cérebro de rato aqui apresentado é rápido, rendimentos puros astrócitos primários e é altamente reprodutível. Esta técnica pode ser facilmente transferido para isolar os astrócitos de outras espécies, tais como o ra…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Apoiado pela Fundação Fazit graduação bolsa para SS, o Ministério Federal da Educação e Pesquisa (BMBF 01 OE 0803) para KB e da Comissão Europeia FP7 Grant PIRG08-GA-2010-276989, Neurex, ea Fundação Alemã de Pesquisa Grant SCHA 1442 / 3-1 para CS Os autores não têm conflitos de interesses financeiros.
Materials
| Name of working solution | Company | Catalogue number | Final concentration |
| Astrocyte culture media | |||
| DMEM, high glucose | Life Technologies | 31966-021 | |
| FBS, heat-inactivated | Life Technologies | 10082-147 | Final Concentration: 10% |
| Penicillin-Streptomycin | Life Technologies | 15140-122 | Final Concentration: 1% |
| Solution for brain tissue digestion | |||
| HBSS | Life Technologies | 14170-088 | |
| 2.5% Trypsin | Life Technologies | 15090-046 | Final Concentration: 0.25% |
| Other | |||
| 70% (vol/vol) ethanol | Roth | 9065.2 | |
| Poly-D-Lysine | Millipore | A-003-E | 50 μg/ml |
| Water | PAA | S15-012 | cell culture grade |
| PBS | PAA | H15-002 | cell culture grade |
| 0.05% Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25300-062 | |
| 0.45 μm Sterile filter | Sartorius | 16555 | |
| 3.5 cm petri dish | BD Falcon | 353001 | |
| 15 ml Falcon tube | BD Falcon | 352096 | |
| 50 ml Falcon tube | BD Falcon | 352070 | |
| 75 cm2 Tissue culture flask | BD Falcon | 353136 | |
| Forceps, fine | Dumont | 2-1032; 2-1033 | # 3c; # 5 |
| Forceps, flat tip | KLS Martin | 12-120-11 | |
| 13 cm surgical scissors | Aesculap | BC-140-R | |
| Stereomicroscope | Leica | MZ7.5 | |
| Stereomicroscope + Camera | Leica | MZ16F; DFC320 | |
| Microscope + Camera | Zeiss; Canon | Primo Vert; PowerShot A650 IS | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5805000.017 | Centrifuge5804R |
| Orbital Shaker | Thermo Scientific | SHKE 4450-1CE | MaxQ 4450 |
| Water bath | Julabo | SW20; 37 °C |
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