マイクロダイセクションによる開発小脳とは異なる細胞集団の単離
Summary
ネスチン発現前駆細胞は、発展途上小脳における神経前駆細胞の新たに同定された集団である。蛍光活性化細胞選別と組み合わせてここで示さ顕微解剖技術を用いて、この細胞集団は、他の小脳領域から汚染を含んでいない精製することができ、さらなる研究のために培養することができる。
Abstract
顕微解剖は、組織の特定の領域を分離し、隣接領域における細胞源からの汚染を排除することができる新規な技術である。この方法は、最初にネスチン発現前駆細胞（のNEP）の研究では、小脳の外部胚層（EGL）内の細胞の新たに同定された集団において利用した。蛍光活性化細胞分類（FACS）と組み合わせてマイクロダイセクションを使用して、のNEPの純粋な集団は、小脳におけるEGLにおける従来の顆粒神経細胞前駆体から及び他の汚染ネスチン発現細胞とは別に収集した。マイクロダイセクションがなければ、のNEPの機能解析は、パーコール勾配遠心分離およびレーザーキャプチャーマイクロダイセクションとして利用可能な現在の方法では不可能でした。この技術は、認識可能な領域または蛍光標識された細胞のいずれかを含むさまざまな組織との使用のために適用することができる。最も重要なことは、このmicrodissectioの主な利点n個の技術は、単離された細胞が生きていると、他に記載された方法で、現在は不可能であるさらなる実験のために培養することができるということです。
Introduction
小脳は、それぞれが異なる細胞型を含む、複数の細胞層から構成されている。開発中は、EGLは分子層とプルキンエ層はそれぞれ、バーグマングリアとプルキンエニューロンを含み、一方顆粒ニューロン前駆体（のGNP）が増殖して含まれています。小脳内のディープは、神経幹細胞（NSC）およびオリゴデンドロサイト1が含まれている白質を、ある。
ソニックヘッジホッグ（Shhが）小脳発生の調節において重要な役割を果たしており、特に、パッチが適用その受容体（PTC）、Shhの2-4シグナルの負の調節因子への結合を介してのGNPの増殖を促進する。 Shhシグナル伝達の異常な活性化は、髄芽腫（MB）、小児5,6で最も一般的な悪性脳腫瘍を生成します。
PTCミュータントMBトランスジェニックマウスモデルは、MBの研究のための強力なツールであり、人間のMB 7,8に似た腫瘍を発症。これらを使用したマウスは、それがのGNPはハリネズミ型MB 7起源の細胞であることが発見された。さらに、のGNPに加えて、私たちは最近、またMBを生じさせることができる開発する小脳のEGL内の神経前駆細胞のユニークな集団を同定した。これらの細胞は、タイプVIの中間フィラメントタンパク質、ネスチンを高レベルで発現し、9のNEPと呼ばれる。のNEPは、EGLの深部内に配置され、唯一の新生児小脳の開発中に一過的に存在している。彼らはのGNPのような顆粒細胞系譜にコミットしますが、彼 らは静止状態にしてのMath1、従来のGNP 10のためのよく確立されたマーカーを発現しないように区別されます。さらに、NEPのは彼らMBの腫瘍形成のための新規の原点になりShhのシグナル伝達経路9、起動後のMBの上昇よりも効率的にのGNPを与える。
私たちは、以前に顕微解剖技術によって生後4日目（P4）での小脳のEGLからのNEPを隔離ここで9について説明した。組織の直接顕微鏡可視化を介したマイクロダイセクションは、小脳のEGLの特定の解剖を可能にします。ネスチンはまた、分子層1,7,11,12に小脳白質中のNSCによってとバーグマングリアによって発現し、それは彼らが分析を混乱さと同じように、これらの細胞は、含まれていないことが非常に重要でしているように、これが必要です。顕微解剖組織から単離された細胞は、分子分析のために直ちに使用することができ、またはそれらは、さらなる用途のために培養することができる。
具体的にはEGLをmicrodissectingにおいて補助するために、さらなるのNEPを精製する、 のMath1-GFP（緑色蛍光タンパク質）マウスは、 ネスチン-CFP（シアン蛍光タンパク質）マウスと交配した。 Math1または特異的のGNP及びGFPの発現によって発現される転写因子は、EGL 9,13においてはっきりと見える。 ネスチン-CFPマウスはCFPの核型を発現し、容易に分子層9,14に視覚化することができる。一緒に、GFPとCFP式がEGLのマイクロダイセクションのための境界を作成します（ 図1を参照）。 CFP陽性のNEPは、その後解剖しEGLsの酵素的解離に続いて、FACSによって単離した。
現在、EGLから細胞を単離するための最もよく利用される方法は、全小脳組織15,16のパーコール勾配遠心分離である。しかし、この方法は、完全に分子層と白質のネスチン+細胞集団を除外することができないのでのNEPの研究のために使用することができない。関心のある細胞を除去するためにレーザエネルギーの転送を利用するレーザーキャプチャーマイクロダイセクションは、異種の組織17,18内の特定の細胞を単離するために使用されるが、捕捉された細胞のみがDNA、RNAおよびタンパク質の回収のために使用されないことができる別の方法である培養することができるように。
このプロトコルは、具体的には、EGLからのNEPの生きている、純粋な集団を単離する方法を提供します。この技術は、認識可能な解剖学的アーキテクチャまたは蛍光標識された細胞/領域のいずれかを有する異なる組織タイプに適用することができる。したがって、細胞単離プロトコールにこの新規顕微解剖技術を組み込むの主な利点は、細胞が隣接する組織を汚染除去するために、特定の組織領域から単離することができ、細胞は、他のアプリケーションの分析または培養のためにすぐに収集することができることである。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで説明顕微解剖法は、分子的および機能的分析において使用するための生細胞の純粋な集団を単離することができる最初の手順である。 Li ら9によって実証されるように、 この方法で得られたのNEPを培養し、各種実験に組み込むことができ、その高い純度で、マイクロアレイ分析のためにも使用することができる。
これは顕微解剖技術に習熟?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、フローサイトメトリーの支援をジェームズOesterlingに感謝したいと思います。この研究は、米国国立がん研究所（R01-CA178380、ZY）および米国国立衛生研究所博士研究訓練助成金（5T32CA009035-37、LWY）からの助成金によってサポートされていました。
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Neurobasal media | Gibco | 21103-049 | |
| PDL | Millipore | A-003-E | |
| ultra pure low melting temperature agarose | Invitrogen | 16520-050 | |
| DPBS | Gibco | 14190144 |
Riferimenti
- Lee, A., et al. Isolation of neural stem cells from the postnatal cerebellum. Nat Neurosci. 8, 723-729 (2005).
- Wechsler-Reya, R. J., Scott, M. P. Control of neuronal precursor proliferation in the cerebellum by Sonic Hedgehog. Neuron. 22, 103-114 (1999).
- Dahmane, N., Ruizi Altaba, A. Sonic hedgehog regulates the growth and patterning of the cerebellum. Development. 126, 3089-3100 (1999).
- Riobo, N. A., Manning, D. R. Pathways of signal transduction employed by vertebrate Hedgehogs. Biochem J. 403, 369-379 (2007).
- Dahmane, N., et al. The Sonic Hedgehog-Gli pathway regulates dorsal brain growth and tumorigenesis. Development. 128, 5201-5212 (2001).
- Marino, S. Medulloblastoma: developmental mechanisms out of control. Trends Mol Med. 11, 17-22 (2005).
- Yang, Z. J., et al. Medulloblastoma can be initiated by deletion of Patched in lineage-restricted progenitors or stem cells. Cancer Cell. 14, 135-145 (2008).
- Goodrich, L. V., Milenkovic, L., Higgins, K. M., Scott, M. P. Altered neural cell fates and medulloblastoma in mouse patched mutants. Science. 277, 1109-1113 (1997).
- Li, P., et al. A population of Nestin-expressing progenitors in the cerebellum exhibits increased tumorigenicity. Nat Neurosci. 16, 1737-1744 (2013).
- Ben-Arie, N., et al. Math1 is essential for genesis of cerebellar granule neurons. Nature. 390, 169-172 (1997).
- Sutter, R., et al. Cerebellar stem cells act as medulloblastoma-initiating cells in a mouse model and a neural stem cell signature characterizes a subset of human medulloblastomas. Oncogene. 29, 1845-1856 (2010).
- Sotelo, C., Alvarado-Mallart, R. M., Frain, M., Vernet, M. Molecular plasticity of adult Bergmann fibers is associated with radial migration of grafted Purkinje cells. J Neurosci. 14, 124-133 (1994).
- Lumpkin, E. A., et al. Math1-driven GFP expression in the developing nervous system of transgenic mice. Gene Expr Patterns. 3, 389-395 (2003).
- Encinas, J. M., Vaahtokari, A., Enikolopov, G. Fluoxetine targets early progenitor cells in the adult brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 103, 8233-8238 (2006).
- Hatten, M. E. Neuronal regulation of astroglial morphology and proliferation in vitro. J Cell Biol. 100, 384-396 (1985).
- Lee, H. Y., Greene, L. A., Mason, C. A., Manzini, M. C. Isolation and culture of post-natal mouse cerebellar granule neuron progenitor cells and neurons. J Vis Exp. (23), (2009).
- Emmert-Buck, M. R., et al. Laser capture microdissection. Science. 274, 998-1001 (1996).
- Espina, V., et al. Laser-capture microdissection. Nat Protoc. 1, 586-603 (2006).
