Summary

Primære cellekulturer til undersøgelse af Regenereringspotentialet for Murine Müller Glia efter MicroRNA-behandling

Published: March 28, 2022
doi:

Summary

Müller glia primære kulturer opnået fra musens nethinder repræsenterer et meget robust og pålideligt værktøj til at studere gliakonverteringen til retinale stamceller efter mikroRNA-behandling. Enkeltmolekyler eller kombinationer kan testes før deres efterfølgende anvendelse af in vivo-tilgange .

Abstract

Müller glia (MG) er den dominerende glia i neurale nethinden og kan fungere som en regenerativ kilde til retinale neuroner. I lavere hvirveldyr som fisk forekommer MG-drevet regenerering naturligt; hos pattedyr er stimulering med visse faktorer eller genetisk/epigenetisk manipulation imidlertid påkrævet. Da MG kun udgør 5% af retinal cellepopulationen, er der behov for modelsystemer, der udelukkende tillader undersøgelse af denne cellepopulation. Et af disse modelsystemer er primære MG-kulturer, der er reproducerbare og kan bruges til en række forskellige applikationer, herunder molekyle / faktor screening og identifikation, test af forbindelser eller faktorer, celleovervågning og / eller funktionelle tests. Denne model bruges til at studere potentialet af murine MG til at konvertere til retinale neuroner efter tilskud eller hæmning af microRNA’er (miRNA’er) via transfektion af kunstige miRNA’er eller deres hæmmere. Brugen af MG-specifikke reportermus i kombination med immunofluorescerende mærkning og enkeltcelle RNA-sekventering (scRNA-seq) bekræftede, at 80% -90% af cellerne, der findes i disse kulturer, er MG. Ved hjælp af denne model blev det opdaget, at miRNA’er kan omprogrammere MG til retinale stamceller (RPC’er), som efterfølgende differentierer sig til neuronallignende celler. Fordelene ved denne teknik er, at miRNA-kandidater kan testes for deres effektivitet og resultat, før de anvendes i in vivo-applikationer .

Introduction

Müller glia (MG) er den dominerende glia i neurale nethinden. De har lignende funktioner sammenlignet med andre glia i andre dele af centralnervesystemet, såsom at opretholde vand og ionhomeostase, nærende neuroner og beskytte vævet. MG har en anden fascinerende funktion: selvom de er modne glia, udtrykker de stadig mange gener udtrykt i retinale stamceller (RPC’er) under sen udvikling 1,2. Denne lighed antages at være årsagen til den naturligt forekommende MG-baserede neuronale regenerering i fiskehinden efter retinal skade 3,4. Under denne proces går MG ind i cellecyklussen igen og dedifferentierer i RPC’er, der derefter differentieres til alle seks typer retinale neuroner. Selvom dette fænomen forekommer naturligt i fisk, omdannes pattedyr MG ikke til neuroner 5,6. De kan dog omprogrammeres. En række faktorer har vist sig at omprogrammere MG til RPC’er / neuroner; blandt disse faktorer er den grundlæggende helix-loop-helix (bHLH) transkriptionsfaktor achaete-scute homolog 1 (Ascl1), der er involveret i fiskeregenerering 7,8. Hos mus udtrykkes Ascl1 kun i RPC’er under retinogenese, men er fraværende i modne MG- eller retinale neuroner9.

Omprogrammering af celler direkte in vivo er ikke kun metodisk udfordrende, men kræver også godkendelse fra et institutionelt dyrepleje- og brugsudvalg. For at opnå godkendelse kræves foreløbige data om den eller de anvendte eller ændrede faktorer, koncentrationer, virkninger uden for målet, underliggende mekanismer, toksicitet og effektivitet. Cellekultursystemer tillader test af disse kriterier før brug i in vivo-modeller. Da MG desuden kun udgør ca. 5% af hele retinal cellepopulation10, tillader MG-kulturer undersøgelse af deres funktion11 såvel som deres adfærd, herunder migration12,13, proliferation14, stressreaktion på skade / skade15,16, deres interaktion med andre celletyper såsom microglia17 eller retinale ganglionceller (RRGC’er)18, eller deres neurogene potentiale 19,20,21. Mange forskere bruger udødeliggjorte cellelinjer til deres studier, da de har et ubegrænset proliferativt potentiale og let kan vedligeholdes og transficeret. Primære celler foretrækkes imidlertid til biologisk relevante assays end udødeliggjorte celler, da de har sande celleegenskaber (gen- og proteinekspression), og endnu vigtigere repræsenterer de et bestemt udviklingsstadium og har derfor en “alder”. Et dyrs alder (og følgelig af de celler, der er opnået fra et dyr) er en særlig afgørende faktor i cellulær omprogrammering, da celle plasticitet reduceres med fremskreden udviklingsstadium22.

Denne protokol beskriver detaljeret, hvordan man omprogrammerer primær MG med miRNA’er som en aktuel in vitro-metode til undersøgelse af regenerering. Denne MG primære kulturmodel blev etableret i 2012 for at evaluere celleproliferationsegenskaber for MG i P53 knock-out mus (trp53-/- mus)23. Det blev vist, at dyrket MG opretholder deres gliaegenskaber (dvs. ekspression af S100β-, Pax6- og Sox2-proteiner evalueret via immunofluorescerende mærkning), og at de ligner in vivo MG (mikroarray af FACS-renset MG)23. Kort tid derefter blev gliamRNA og proteinekspression valideret og bekræftet i en anden tilgang ved hjælp af virale vektorer20. Et par år senere blev det bekræftet, at langt de fleste celler, der findes i disse kulturer, er MG ved hjælp af mg-specifikke Rlbp1CreERT: tdTomatoSTOPfl / fl reporter mus24. Desuden viste kvantificeringen af sættet af miRNA’er i både FACS-renset MG og dyrket primær MG, at niveauerne af MG miRNA’er (mGLiomiRs) ikke varierer meget i dyrket MG i vækstfasen. Langstrakte dyrkningsperioder forårsager imidlertid ændringer i miRNA-niveauer og følgelig i mRNA-niveauer og proteinekspression, da miRNA’er er translationelle regulatorer25.

I 2013 blev denne MG-kulturmodel brugt til at teste en række transkriptionsfaktorer med hensyn til deres evne til at omprogrammere MG til retinale neuroner20. Ascl1 viste sig at være en meget robust og pålidelig omprogrammeringsfaktor. Overekspression af Ascl1 via virale vektorer inducerede morfologiske ændringer, ekspression af neuronale markører og erhvervelse af neuronale elektrofysiologiske egenskaber. Endnu vigtigere er det, at den indsigt og de resultater, der blev opnået fra disse første in vitro-forsøg, med succes blev overført til in vivo-applikationer 22,26, hvilket viser, at primære MG-kulturer repræsenterer et solidt og pålideligt værktøj til indledende faktorscreeninger og evaluering af gliale træk inden in vivo-implementering.

For et par år siden blev det vist, at det hjerneberigede miRNA miR-124, som også er stærkt udtrykt i retinale neuroner, kan inducere Ascl1-ekspression i dyrket MG21. Ascl1-ekspression i levende celler blev visualiseret via en Ascl1-reportermus (Ascl1CreERT: tdTomatoSTOPfl / fl). En reportermus er en gensplejset mus, der har et reportergen indsat i sit DNA. Dette reportergen koder for et reporterprotein, som i dette studie er tdTomato, et rødt fluorescerende protein. Denne reporter protein rapporterer ekspressionen af et gen af interesse, i dette tilfælde Ascl1. Med andre ord bliver celler, der udtrykker Ascl1 , røde. Da Ascl1 kun udtrykkes i RPC’er9, tillader denne Ascl1CreERT: tdTomatoSTOPfl / fl-mus sporing af MG-konvertering til Ascl1 , der udtrykker RPC’er, hvilket betyder, at konverterende celler vil udtrykke rødt fluorescerende tdTomato reporterprotein. Dette er irreversibel mærkning, da DNA’et i disse celler ændres. Følgelig vil enhver efterfølgende neuronal differentiering blive visualiseret, fordi tdTomato-etiketten forbliver i differentierende celler. Hvis Ascl1 , der udtrykker MG-afledte RPC’er (med tdTomato-etiket), differentieres til neuroner, vil disse neuroner stadig have deres røde etiket. Denne mus tillader derfor ikke kun mærkning af MG-afledte RPC’er til levende cellebilleddannelse, men tillader også skæbnekortlægning og afstamning af disse MG-afledte (røde) RPC’er. For nylig blev sættet af miRNA’er i RPC’er identificeret, og MG-kulturer af Ascl1CreERT: tdTomatoSTOPfl / fl RPC-reportermus blev brugt til at screene og teste effekten af disse miRNA’er på omprogrammeringskapacitet og effektivitet27. En kandidat, RPC-miRNA miR-25, blev fundet i stand til at omprogrammere dyrket MG til Ascl1-ekspressive (Ascl1-Tomato+) celler. Disse omprogrammerede celler vedtager neuronale træk over tid, herunder neuronal morfologi (små somata og enten korte eller lange fine processer), ekspression af neuronale transkripter målt via scRNA-Seq samt ekspression af neuronale proteiner valideret via immunofluorescerende mærkning27.

Her beskriver protokollen, hvordan man dyrker og transfekterer MG fra P12-mus tilpasset fra det tidligere arbejde 21,24,27. Valgt til denne protokol er den førnævnte miRNA miR-25, et miRNA stærkt udtrykt i RPC’er, med lave ekspressionsniveauer i MG eller retinale neuroner. For at overudtrykke miR-25 efterligner murine miR-25, dvs. kunstige miRNA-molekyler. Som kontrol vælges efterligninger af et miRNA fra Caenorhabditis elegans, der ikke har nogen funktion i pattedyrceller. Visualisering af konverteringen af MG til RPC’er blev udført via RPC-reportermusen (Ascl1CreERT: tdTomatoSTOPfl / fl), en mus med blandet baggrund (C57BL / 6, S129 og ICR-stammer). Denne dyrkning kan dog udføres med alle musestammer, herunder vildstammer. I de sidste par år er den oprindelige protokol blevet ændret for at reducere vækstfasevarigheden og den samlede kulturperiode og sikre en mere robust gliacellestatus og minimere graden af cellulær degeneration, som forekommer i længere dyrkningsperioder. Det almindelige transfektionstidsvindue blev også forlænget fra 3 timer til 2 dage. Som tidligere nævnt, selvom den nuværende protokol beskriver MG-kulturer som et værktøj til regenereringsundersøgelser, er metoden ikke kun nyttig til test af omprogrammeringsfaktorer, men kan også tilpasses til andre applikationer, herunder undersøgelser om MG-migrerende eller proliferativ adfærd, skade / celleskaderelaterede paradigmer og / eller identifikation af underliggende mekanismer og veje.

Protocol

Procedurer, der involverer forsøgspersoner, er blevet godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved SUNY College of Optometry. BEMÆRK: Denne kulturprotokol består af tre faser: vækst, transfektion og konverteringsfase. Et resumé af den samlede protokol med tidslinjen er angivet i figur 1. 1. Fremstilling af medier og alle nødvendige reagenser BEMÆRK: Alle trin skal …

Representative Results

Denne protokol beskriver, hvordan man dyrker MG fra P12-musens nethinder, og hvordan man omprogrammerer disse celler med miR-25 til retinale neuroner ved hjælp af Ascl1CreERT: tdTomatoSTOPfl / fl RPC reportermus. Denne metode blev anvendt i tidligere arbejde, der detaljeret rapporterede andre egnede miRNA’er (efterligninger eller hæmmere, som enkeltmolekyler eller i kombination) til at omprogrammere MG til RPC, der derefter vedtager neuronale celleegenskaber27. Den…

Discussion

Denne protokol beskriver, hvordan man dyrker MG fra dissocierede musehinden til omprogrammering af undersøgelser ved hjælp af miRNA’er. Som vist og bekræftet i en række tidligere undersøgelser er langt størstedelen (80%-90%) af cellerne, der findes i disse kulturer, MG 20,23,24. Denne metode er en meget robust og pålidelig teknik, og resultaterne kan let gengives, hvis protokollen følges korrekt21,27</s…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne takker Dr. Ann Beaton og alle laboratoriemedlemmer for deres input til manuskriptet. Særlig tak går til Dr. Tom Reh, Julia Pollak og Russ Taylor for at introducere MG primære kulturer som et screeningsværktøj til S.G.W. under postdoktoruddannelse ved University of Washington i Seattle. Undersøgelsen blev finansieret af Empire Innovation Program (EIP) Grant til S.G.W. og opstartsmidler fra SUNY Optometry til S.G.W. samt R01EY032532-prisen fra National Eye Institute (NEI) til S.G.W.

Materials

Animals
Ascl1-CreERT mouse Ascl1tm1.1(Cre/ERT2)Jejo/J Jax laboratories #012882 Ascl1-CreERT mice were crossed with tdTomato mice
tdTomato-STOPfl/fl mouse  B6.Cg-Gt(ROSA)26Sortm14(CAG-tdTomato)Hze/J Jax laboratories #007914 Genotyping is requried to identify Ascl1CreER positive mice
Reagents
(Z)-4-Hydroxytamoxifen, ≥98% Z isomer Sigma-Aldrich H7904-5MG reconstituted in ethanol, frozen aliquots
16 % Paraformaldehyde (PFA) aqueous solution VWR 100504-782 2% PFA made with Phosphate-buffered saline (PBS), frozen aliquots
Alexa Fluor 488 – AffiniPure F(ab')2 Fragment Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L) Jackson ImmunoResearch Laboratories 711-546-152 dilution 1:500
Alexa Fluor 647 – AffiniPure F(ab')2 Fragment Donkey Anti-Goat IgG (H+L) Jackson ImmunoResearch Laboratories 705-606-147 dilution 1:500
Anti-human Otx2 Antibody, R&D Systems Fisher Scientific AF1979 dilution 1:500
Anti-rabbit MAP2 antibody Sigma-Aldrich M9942-200UL dilution 1:250
Anti-Red Fluorescent Protein (RFP) antibody Antibodies-Online ABIN334653 dilution 1:500
Ascorbic Acid STEMCELL Technologies 72132 reconstituted in PBS, frozen aliquots
B-27 Supplement Fisher Scientific 17-504-044 frozen aliquots
Brain Phys Neuronal Medium STEMCELL Technologies 05790 used as neuronal medium in section 1.2, store at 4 °C (https://cdn.stemcell.com/media/files/pis/10000000225-PIS_02.pdf?_ga=2.153046205.562651831.
1643231638-1407032920.163831
5521&_gac=1.124727416.1643
231640.Cj0KCQiA_8OPBhDtAR
IsAKQu0gbfxhGZMTOU9mHFY
dHNsuLirnQzunvMEuS9wA08uY
-26yfSbGvNhHEaArodEALw_wcB)
Click-iT EdU Alexa Fluor 647 Imaging Kit Fisher Scientific C10340 reconstitute following manual, 4°C
Dibutyryl-cAMP STEMCELL Technologies 73886 reconstituted in Dimethyl sulfoxide (DMSO), frozen aliquots
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Fisher Scientific MT-25950CQC
Fetal Bovine Serum (FBS) Fisher Scientific MT35010CV frozen aliquots
Gibco Opti-MEM Reduced Serum Medium, GlutaMAX Supplement Fisher Scientific 51-985-034 store at 4 °C
Gibco TrypLE Express Enzyme (1X), phenol red Fisher Scientific 12-605-028 used as solution containing trypsin, store at 4 °C
HBSS Fisher Scientific 14-025-134 store at 4 °C
Laminin mouse protein, natural Fisher Scientific 23-017-015

frozen aliquots, (https://cdn.stemcell.com/media/files/pis/10000000225-PIS_02.pdf?_ga=2.153046205.562651831.
1643231638-1407032920.163831
5521&_gac=1.124727416.164323
1640.Cj0KCQiA_8OPBhDtARIsA
KQu0gbfxhGZMTOU9mHFYdHN
suLirnQzunvMEuS9wA08uY-
26yfSbGvNhHEaArodEALw_wcB)

L-Glutamine Fisher Scientific 25-030-081 frozen aliquots
miRIDIAN microRNA Mimic Negative Control Horizon CN-001000-01-50 reconstituted in RNase free water (200 µM), frozen aliquots
miRIDIAN microRNA Mouse mmu-miR-25-3p mimic Horizon C-310564-05-0050 reconstituted in RNase free water (200 µM), frozen aliquots
N-2 Supplement Fisher Scientific 17-502-048 frozen aliquots
Neurobasal Medium Fisher Scientific 21-103-049 used for growth medium in section 1.1, store at 4 °C
Papain Dissociation System Worthington Biochemical LK003153 reconstituted in Earle's Balanced Salt Solution, frozen aliquots
Penicillin Streptomycin Fisher Scientific 15-140-122 frozen aliquots
Phosphate-buffered saline (PBS) Fisher Scientific 20-012-043
Poly-L-ornithine hydrobromide Sigma-Aldrich P4538-50MG reconstituted in steriled water, frozen aliquots
Recombinant Human BDNF Protein R&D Systems 248-BDB-050/CF reconstituted in steriled PBS and FBS, frozen aliquots
Recombinant Mouse EGF Protein Fisher Scientific 2028EG200 reconstituted in steriled PBS, frozen aliquots
Recombinant Rat GDNF Protein Fisher Scientific 512GF010 reconstituted in steriled PBS, frozen aliquots
Rhodamine Red 570 – AffiniPure F(ab')2 Fragment Donkey Anti-Rat IgG (H+L) Jackson ImmunoResearch Laboratories 712-296-150 dilution 1:1,000
Slide Mounting Medium Fisher Scientific OB100-01
Transfection Reagent (Lipofectamine 3000) Fisher Scientific L3000015 store at 4 °C
plasticware/supplies
0.6 mL microcentrifuge tube Fisher Scientific 50-408-120
1.5 mL microcentrifuge tube Fisher Scientific 50-408-129
10 µL TIP  sterile filter  Pipette Tips Fisher Scientific 02-707-439
100 µL TIP  sterile filter Pipette Tips Fisher Scientific 02-707-431
1000 µL TIP sterile filter Pipette Tips Fisher Scientific 02-707-404
2.0 mL microcentrifuge tube Fisher Scientific 50-408-138
20 µL TIP  sterile filter Pipette Tips Fisher Scientific 02-707-432
Adjustable-Volume Pipettes (2.5, 10, 20, 100, 200, & 1000 µL) Eppendorf 2231300008
Disposable Transfer Pipets Fisher Scientific 13-669-12
Multiwell Flat-Bottom Plates with Lids, No. of Wells=12 Fisher Scientific 08-772-29
Multiwell Flat-Bottom Plates with Lids, No. of Wells=24 Fisher Scientific 08-772-1
PIPET  sterile filter 10ML Disposable Serological Pipets Fisher Scientific 13-676-10J
PIPET  sterile filter 50ML Disposable Serological Pipets Fisher Scientific 13-676-10Q
PIPET  sterile filter 5ML Disposable Serological Pipets Fisher Scientific 13-676-10H
Powder-Free Nitrile Exam Gloves Fisher Scientific 19-130-1597B
Round coverslips (12 mm diameter, 0.17 – 0.25 mm thickness) Fisher Scientific 22293232
Vacuum Filter, Pore Size=0.22 µm Fisher Scientific 09-761-106
equipment
1300 B2 Biosafety cabinet Thermo Scientific 1310
All-in-one Fluorescence Microscope Keyence BZ-X 810 Keyence 9011800000
Binocular Zoom Stereo Microscope Vision Scientific VS-1EZ-IFR07
Disposable Petri Dishes (100 mm diameter) VWR 25384-088
Dumont #5 Forceps – Biologie/Titanium Fine Science Tools 11252-40
Dumont #55 Forceps – Biologie/Inox Fine Science Tools 11255-20
Dumont #7 curved Forceps – Biologie/Titanium Fine Science Tools 11272-40
Eppendorf Centrifuge 5430 R Eppendorf 2231000508
Fine Scissors-sharp Fine Science Tools 14058-11
McPherson-Vannas Scissors, 8 cm World Precision Instruments 14124
Metal bead bath Lab Armor 74309-714
Nutating Mixer, Electrical=115V, 60Hz, Speed=24 rpm VWR 82007-202
Silicone coated dissection Petri Dish (90 mm diameter) Living Systems Instrumentation DD-ECON-90-BLK-5PK
Tweezers, economy #5 World Precision Instruments 501979
Water Jacketed CO2 Incubator VWR 10810-744

References

  1. Jadhav, A. P., Roesch, K., Cepko, C. L. Development and neurogenic potential of Müller glial cells in the vertebrate retina. Progress in Retinal and Eye Research. 28 (4), 249-262 (2009).
  2. Roesch, K., et al. The transcriptome of retinal Müller glial cells. The Journal of Comparative Neurology. 509 (2), 225-238 (2008).
  3. Goldman, D. Müller glial cell reprogramming and retina regeneration. Nature Reviews. Neuroscience. 15 (7), 431-442 (2014).
  4. Konar, G. J., Ferguson, C., Flickinger, Z., Kent, M. R., Patton, J. G. miRNAs and Muller Glia Reprogramming During Retina Regeneration. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 8, 632632 (2020).
  5. Karl, M. O., Reh, T. A. Regenerative medicine for retinal diseases: activating endogenous repair mechanisms. Trends in Molecular Medicine. 16 (4), 193-202 (2010).
  6. Wilken, M. S., Reh, T. A. Retinal regeneration in birds and mice. Current Opinion in Genetics and Development. 40, 57-64 (2016).
  7. Fausett, B. V., Gumerson, J. D., Goldman, D. The proneural basic helix-loop-helix gene ascl1a is required for retina regeneration. The Journal of Neuroscience. 28 (5), 1109-1117 (2008).
  8. Ramachandran, R., Fausett, B. V., Goldman, D. Ascl1a regulates Müller glia dedifferentiation and retinal regeneration through a Lin-28-dependent, let-7 microRNA signalling pathway. Nature Cell Biology. 12 (11), 1101-1107 (2010).
  9. Brzezinski, J. A. t., Kim, E. J., Johnson, J. E., Reh, T. A. Ascl1 expression defines a subpopulation of lineage-restricted progenitors in the mammalian retina. Development. 138 (16), 3519-3531 (2011).
  10. Jeon, C. J., Strettoi, E., Masland, R. H. The major cell populations of the mouse retina. The Journal of Neuroscience. 18 (21), 8936-8946 (1998).
  11. Del Rio, P., et al. GDNF-induced osteopontin from Muller glial cells promotes photoreceptor survival in the Pde6brd1 mouse model of retinal degeneration. Glia. 59 (5), 821-832 (2011).
  12. Pena, J., et al. Controlled microenvironments to evaluate chemotactic properties of cultured Muller glia. Experimental Eye Research. 173, 129-137 (2018).
  13. Pena, J. S., Vazquez, M. VEGF Upregulates EGFR expression to stimulate chemotactic behaviors in the rMC-1 model of Muller glia. Brain Sciences. 10 (6), 330 (2020).
  14. Ueki, Y., Reh, T. A. EGF stimulates Müller glial proliferation via a BMP-dependent mechanism. Glia. 61 (5), 778-789 (2013).
  15. Zhang, X., Feng, Z., Li, C., Zheng, Y. Morphological and migratory alterations in retinal Muller cells during early stages of hypoxia and oxidative stress. Neural Regeneration Research. 7 (1), 31-35 (2012).
  16. Sheline, C. T., Zhou, Y., Bai, S. Light-induced photoreceptor and RPE degeneration involve zinc toxicity and are attenuated by pyruvate, nicotinamide, or cyclic light. Molecular Vision. 16, 2639-2652 (2010).
  17. Wang, M., Ma, W., Zhao, L., Fariss, R. N., Wong, W. T. Adaptive Muller cell responses to microglial activation mediate neuroprotection and coordinate inflammation in the retina. Journal of Neuroinflammation. 8, 173 (2011).
  18. Pereiro, X., Miltner, A. M., La Torre, A., Vecino, E. Effects of adult muller cells and their conditioned media on the survival of stem cell-derived retinal ganglion cells. Cells. 9 (8), 1759 (2020).
  19. Xia, X., Teotia, P., Patel, H., Van Hook, M. J., Ahmad, I. Chemical induction of neurogenic properties in mammalian Muller glia. Stem Cells. 39 (8), 1081-1090 (2021).
  20. Pollak, J., et al. ASCL1 reprograms mouse Müller glia into neurogenic retinal progenitors. Development. 140 (12), 2619-2631 (2013).
  21. Wohl, S. G., Reh, T. A. miR-124-9-9* potentiates Ascl1-induced reprogramming of cultured Muller glia. Glia. 64 (5), 743-762 (2016).
  22. Ueki, Y., et al. Transgenic expression of the proneural transcription factor Ascl1 in Müller glia stimulates retinal regeneration in young mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (44), 13717-13722 (2015).
  23. Ueki, Y., et al. P53 is required for the developmental restriction in Müller glial proliferation in mouse retina. Glia. 60 (10), 1579-1589 (2012).
  24. Wohl, S. G., Reh, T. A. The microRNA expression profile of mouse Muller glia in vivo and in vitro. Scientific Reports. 6, 35423 (2016).
  25. Zuzic, M., Rojo Arias, J. E., Wohl, S. G., Busskamp, V. Retinal miRNA functions in health and disease. Genes (Basel). 10 (5), 377 (2019).
  26. Jorstad, N. L., et al. Stimulation of functional neuronal regeneration from Muller glia in adult mice. Nature. 548 (7665), 103-107 (2017).
  27. Wohl, S. G., Hooper, M. J., Reh, T. A. MicroRNAs miR-25, let-7 and miR-124 regulate the neurogenic potential of Muller glia in mice. Development. 146 (17), 179556 (2019).
  28. Hauck, S. M., Suppmann, S., Ueffing, M. Proteomic profiling of primary retinal Muller glia cells reveals a shift in expression patterns upon adaptation to in vitro conditions. Glia. 44 (3), 251-263 (2003).
  29. Merl, J., Ueffing, M., Hauck, S. M., von Toerne, C. Direct comparison of MS-based label-free and SILAC quantitative proteome profiling strategies in primary retinal Muller cells. Proteomics. 12 (12), 1902-1911 (2012).
  30. Buchsbaum, I. Y., et al. ECE2 regulates neurogenesis and neuronal migration during human cortical development. EMBO Reports. 21 (5), 48204 (2020).
  31. Eliscovich, C., Shenoy, S. M., Singer, R. H. Imaging mRNA and protein interactions within neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (10), 1875-1884 (2017).
  32. Wohl, S. G., Jorstad, N. L., Levine, E. M., Reh, T. A. Muller glial microRNAs are required for the maintenance of glial homeostasis and retinal architecture. Nature Communications. 8 (1), 1603 (2017).
  33. Yamamoto, H., Kon, T., Omori, Y., Furukawa, T. Functional and evolutionary diversification of Otx2 and Crx in vertebrate retinal photoreceptor and bipolar cell development. Cell Reports. 30 (3), 658-671 (2020).
  34. Kaufman, M. L., et al. Initiation of Otx2 expression in the developing mouse retina requires a unique enhancer and either Ascl1 or Neurog2 activity. Development. 148 (12), (2021).
  35. Emerson, M. M., Cepko, C. L. Identification of a retina-specific Otx2 enhancer element active in immature developing photoreceptors. Biologie du développement. 360 (1), 241-255 (2011).
  36. Ghinia Tegla, M. G., et al. OTX2 represses sister cell fate choices in the developing retina to promote photoreceptor specification. eLife. 9, 54279 (2020).
  37. Brzezinski, J. A. t., Lamba, D. A., Reh, T. A. Blimp1 controls photoreceptor versus bipolar cell fate choice during retinal development. Development. 137 (4), 619-629 (2010).
  38. Brzezinski, J. A. t., Uoon Park, K., Reh, T. A. Blimp1 (Prdm1) prevents re-specification of photoreceptors into retinal bipolar cells by restricting competence. Biologie du développement. 384 (2), 194-204 (2013).
  39. Kim, H. T., et al. Mitochondrial protection by exogenous Otx2 in mouse retinal neurons. Cell Reports. 13 (5), 990-1002 (2015).
  40. Nishida, A., et al. Otx2 homeobox gene controls retinal photoreceptor cell fate and pineal gland development. Nature Neuroscience. 6 (12), 1255-1263 (2003).
  41. Nelson, B. R., et al. Genome-wide analysis of Muller glial differentiation reveals a requirement for Notch signaling in postmitotic cells to maintain the glial fate. PLoS One. 6 (8), 22817 (2011).
  42. VandenBosch, L. S., et al. Developmental changes in the accessible chromatin, transcriptome and Ascl1-binding correlate with the loss in Muller Glial regenerative potential. Scientific Reports. 10 (1), 13615 (2020).
  43. Clark, B. S., et al. Single-cell RNA-seq analysis of retinal development identifies NFI factors as regulating mitotic exit and late-born cell specification. Neuron. 102 (6), 1111-1126 (2019).
  44. Lewis, G. P., Fisher, S. K. Up-regulation of glial fibrillary acidic protein in response to retinal injury: its potential role in glial remodeling and a comparison to vimentin expression. International Review of Cytology. 230, 263-290 (2003).
  45. Luna, G., Lewis, G. P., Banna, C. D., Skalli, O., Fisher, S. K. Expression profiles of nestin and synemin in reactive astrocytes and Muller cells following retinal injury: a comparison with glial fibrillar acidic protein and vimentin. Molecular Vision. 16, 2511-2523 (2010).
  46. Pogue, A. I., et al. Micro RNA-125b (miRNA-125b) function in astrogliosis and glial cell proliferation. Neuroscience Letters. 476 (1), 18-22 (2010).
  47. Wohl, S. G., Schmeer, C. W., Friese, T., Witte, O. W., Isenmann, S. In situ dividing and phagocytosing retinal microglia express nestin, vimentin, and NG2 in vivo. PLoS One. 6 (8), 22408 (2011).
  48. Takamori, Y., et al. Nestin-positive microglia in adult rat cerebral cortex. Brain Research. 1270, 10-18 (2009).
  49. Alliot, F., Rutin, J., Leenen, P. J., Pessac, B. Pericytes and periendothelial cells of brain parenchyma vessels co-express aminopeptidase N, aminopeptidase A, and nestin. Journal of Neuroscience Research. 58 (3), 367-378 (1999).
  50. Dore-Duffy, P., Katychev, A., Wang, X., Van Buren, E. CNS microvascular pericytes exhibit multipotential stem cell activity. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 26 (5), 613-624 (2006).
  51. Mokry, J., et al. Expression of intermediate filament nestin in blood vessels of neural and non-neural tissues. Acta Medica (Hradec Kralove). 51 (3), 173-179 (2008).
  52. Suzuki, S., Namiki, J., Shibata, S., Mastuzaki, Y., Okano, H. The neural stem/progenitor cell marker nestin is expressed in proliferative endothelial cells, but not in mature vasculature. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 58 (8), 721-730 (2010).
  53. Wohl, S. G., Schmeer, C. W., Isenmann, S. Neurogenic potential of stem/progenitor-like cells in the adult mammalian eye. Progress in Retinal and Eye Research. 31 (3), 213-242 (2012).
  54. Eberhardt, C., Amann, B., Stangassinger, M., Hauck, S. M., Deeg, C. A. Isolation, characterization and establishment of an equine retinal glial cell line: a prerequisite to investigate the physiological function of Muller cells in the retina. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition (Berlin). 96 (2), 260-269 (2012).
  55. Löffler, K., Schäfer, P., Völkner, M., Holdt, T., Karl, M. O. Age-dependent Müller glia neurogenic competence in the mouse retina). Glia. 63 (10), 1809-1824 (2015).
  56. Schafer, P., Karl, M. O. Prospective purification and characterization of Muller glia in the mouse retina regeneration assay. Glia. 65 (5), 828-847 (2017).
check_url/fr/63651?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Kang, S., Wohl, S. Primary Cell Cultures to Study the Regeneration Potential of Murine Müller Glia after MicroRNA Treatment. J. Vis. Exp. (181), e63651, doi:10.3791/63651 (2022).

View Video