אנו מתארים את הבידוד immunomagnetic של העכבר הראשי oligodendrocytes, המאפשרת בידוד מהיר ולא ספציפי של תאי במבחנה לתרבות.
הבידוד יעיל וחזק והתרבות של ראשי oligodendrocytes להפוך (OLs) הוא כלי בעל ערך לצורך המחקר במבחנה של הפיתוח של oligodendroglia, כמו גם הביולוגיה של אונים כגון טרשת נפוצה, Pelizaeus-Merzbacher-כמו מחלה (PMLD). כאן, אנו מציגים פשוטה, בחירה יעילה שיטת הבידוד immunomagnetic של שלב O4 3+ preoligodendrocytes תאים מן הגורים עכברים neonatal. מאז ילדותי OL מהווים יותר מ 80% של החומר הלבן מכרסם-מוח ביום כמחנכת 7 (P7) שיטה זו בידוד לא רק מבטיחה תשואה גבוהה הסלולר, אלא גם הבידוד ספציפי של OLs כבר מחויבים השושלת oligodendroglial, להקטין אפשרות לבודד תאים מזהמים כגון האסטרוציטים ותאים אחרים מהמוח העכבר. בשיטה זו הוא שינוי של טכניקות שדווחו בעבר, ומספק אוליגודנדרוציטים טוהר הכנה מעל 80% בכ-4 שעות.
Oligodendrocytes להפוך (OLs) הם תאים myelinating של מערכת העצבים המרכזית (CNS)1. הבידוד והתרבות של ראשי oligodendrocytes להפוך בסביבה בחוזקה מוסדר הוא כלי בעל ערך לצורך המחקר במבחנה של הפיתוח של oligodendroglia, כמו גם הביולוגיה של אונים כגון טרשת נפוצה2 . פעולה זו דורשת יעיל וחזק אוליגודנדרוציטים בידוד ותרבות שיטה3. במחקר זה, ניצלנו הביטוי של סמן משטח תא אוליגודנדרוציטים ייחודי ליישם טכניקה בידוד ששונה הוא מהיר ולא ספציפי.
ארבעה שלבים של התבגרות אוליגודנדרוציטים זוהו, כל אחד מאופיין על-ידי הביטוי של סמני פני שטח התא ייחודי עבור כל שלב התפתחותי (איור 1). סמנים אלה פני שטח התא ניתן לזהות על ידי נוגדנים ספציפיים4,5, והוא יכול לשמש כדי לבודד OLs בשלבים מסוימים. בשלב הראשון, אוליגודנדרוציטים קודמן תאים (OPCs) יש את היכולת להתרבות, להעביר, במיוחד לבטא פקטורי גדילה נגזר טסית קולטן (PDGF-Rα)6, ganglioside A2B5, פרוטאוגליקן NG27,8 , polysialic חומצה-עצבי תא אדהזיה מולקולה9 ושומן-חומצה-מחייב חלבון 7 (FABP7)10. OPCs יש מורפולוגיה דו קוטבי עם כמה תהליכים קצר שמקורם הפולנים מנוגדות בגוף התא, אשר מאפיינת של תאים עצביים קודמן11.
איור 1: ביטוי של סמני פני שטח התא במהלך ההתפתחות אוליגודנדרוציטים העכבר. OLs תא סמני פני שטח כגון A2B5, GalC (נתיבים1), NG2, O4 ו PDGF-Rα ניתן לבודד oligodendrocytes להפוך בשלב התפתחותי מסוים ספציפי באמצעות נוגדנים ייחודיים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
בשלב השני, OPCs להצמיח preoligodendrocytes ולבטא את קרום התא לא רק סמנים OPC, אלא גם את sulfatide (sulfated galactolipid) מזוהה על-ידי O4 נוגדן12,13, את החלבון GPR1714, להתקיים עד השלב אוליגודנדרוציטים ילדותי (OL). בשלב זה, preoligodendrocytes להרחיב תהליכים קצר multipolar. Preoligodendrocytes הם השלב OL הגדולות ביום כמחנכת 2 (P2) בחומר הלבן במוח של עכבר ועכבר עם אוכלוסיה קטנה של OLs לא בוגר15.
בשלב השלישי, OLs ילדותי להמשיך אקספרס O4, לאבד את הביטוי של סמנים A2B5 ו- NG2, להביע את galactocerebroside C16. בשלב זה, מחויבים השושלת oligodendroglial וחקירות להפוך לתאי mitotic פוסט עם סניפים זמן כחוד17,18. לא בוגר OL מהווים יותר מ- 80% של החומר הלבן מכרסמים-P7, בשלב זה התאים MBP+ הראשון הם נצפו15,19,20,21. לכן, בידוד של OLs-P7 יכול להבטיח תשואה גבוהה הסלולר.
בשלב הסופי והרביעית של פיתוח OL, בוגר OLs חלבונים myelinating אקספרס (חלבון המיאלין הבסיסי (MBP), חלבון proteolipid (פיפ), המיאלין הקשורים גליקופרוטאין (מג) ו המיאלין אוליגודנדרוציטים גליקופרוטאין (ש א)22,23 ,24,25,26. בשלב זה, בוגרת להרחיב ממברנות הזה קומפקטי טופס enwrapping מעילי פרווה סביב האקסונים וחקירות מסוגלים שעוטף. זה עולה בקנה אחד עם התצפית כי במוח החולדה, העכבר, תאים MBP+ הופכים יותר ויותר שופע P1419,20,21.
מאז הבידוד הראשון של אוליגודנדרוציטים על ידי Fewster ועמיתיו בשנת 196727, יושמו מספר שיטות עבור בידוד של OLs מ למכרסמים CNS כולל28,immunopanning29,30, תא לפעיל על-ידי קרינה פלואורסצנטית מיון (FACS) ניצול תא השטח הספציפי אנטיגנים28,31, צנטריפוגה הדרגתיות דיפרנציאלית32,33,34,35 שיטה חזק המבוסס על הדבקות דיפרנציאלית של CNS שונה עכשיו, דונלד36,37. עם זאת, קיימות שיטות יש מגבלות, במיוחד במונחים של טוהר, תשואה, הזמן הנדרש כדי לבצע את ההליכים38. לכן, שיטות בידוד יעיל יותר oligodendrocytes להפוך נדרשים.
בנייר זה, אנו מציגים פשוטה, בחירה יעילה שיטת הבידוד immunomagnetic של שלב O4 3+ preoligodendrocytes תאים מן הגורים עכברים neonatal. בשיטה זו הוא שינוי של טכניקות שדווחו על-ידי אמרי. et al. 39 ו. Dincman et al. 40 ומספק של טוהר הכנה אוליגודנדרוציטים מעל 80% בכ-4 שעות.
תקשורת זו, אנו מציגים שיטת הבידוד יעיל של תרבויות אוליגודנדרוציטים עכבר לא בוגר נקיים במיוחד. לעומת פרוטוקולים שפורסמו בעבר39,40, שיטה זו הניבה טוהר גבוהה יותר עם רמה נמוכה יותר של GFAP-חיוביות האסטרוציטים ואחוז נמוך מאוד של תאים אחרים שאינם מאופיין. חשוב לציין…
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה נתמך על ידי מענקים מן האגודה לטרשת נפוצה הלאומית (RG4591A1/2) של מכון הבריאות הלאומי (R03NS06740402). המחברים מודים ד ר איוון הרננדז ואנשי המעבדה שלו על מתן שטח, ציוד וייעוץ.
10ml serological pipets | Fisher Scientific | 13-676-10J | |
10ml syringe Luer-Loc tip | BD, Becton Dickinson | 309604 | |
15ml conical tubes | Falcon | 352097 | |
24-well tissue culture plates | Falcon | 353935 | |
40µm cell strainer | Fisher Scientific | 22368547 | |
50ml conical tubes | Falcon | 352098 | |
5ml serological pipets | Fisher Scientific | 13-676-10H | |
60mm tissue culture plates | Falcon | 353002 | |
70µm cell strainer | Fisher Scientific | 22363548 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A11001 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgM (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A21042 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgM (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A11008 | |
Alexa Fluor 594 goat anti-chicken IgG (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A11042 | |
Anti-O4 beads- Anti-O4MicroBeads | Miltenyi Biotec | 130-094-543 | |
Apo-Transferrin human | Sigma | T1147 | |
Autofil complete bottle top filter assembly, 0.22um filter, 250ml | USA Scientific | 6032-1101 | |
Autofil complete bottle top filter assembly, 0.22um filter, 250ml | USA Scientific | 6032-1102 | |
B27 Supplement | Invitrogen | 17504-044 | |
Boric acid | Sigma | B7660 | |
Bovine Growth Serum (BGS) | GE Healthcare Life Sciences | SH30541.03 | |
BSA | Fisher Scientific | BP-1600-100 | |
CNTF | Peprotech | 450-50 | |
d-Biotin | Sigma | B4639 | |
Desoxyribonuclease I (DNAse I) | Worthington | LS002007 | |
EDTA | Fisher Scientific | S311 | |
Epifluorescence microscope with an Olympus DP70 camera | Olympus | Bx51 | |
Feather disposable scalpels | Andwin Scientific | EF7281C | |
Forskolin | Sigma | F6886 | |
German glass coverslips, #1 thickness, 12mm diameter round | NeuVitro | GG-12-oz | |
GFAP antibody | Aves | GFAP | |
Glucose | Fisher Scientific | D16-1 | |
GlutaMAX | Invitrogen | 35050-61 | |
Insulin | Invitrogen | 12585-014 | |
Magnetic separator stand – MACS multistand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
Magnetic separator-MiniMACS separator | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
Millex PES 0.22µm filter unit | Millipore | SLG033RS | |
Mounting media- Prolong Gold with DAPI | Thermo Fisher | P36930 | |
N-acetyl-cysteine (NAC) | Sigma | A8199 | |
Natural mouse laminin | Invitrogen | 23017-015 | |
Neurobasal Medium A | Invitrogen | 10888-022 | |
Neurotrophin-3 (NT-3) | Peprotech | 450-03 | |
NG2 antibody | Millipore | AB5320 | |
Papain | Worthington | LS003126 | |
PBS without Ca2+ and Mg2+ | Sigma | D5652 | |
PDGF | Peprotech | 100-13A | |
Petri dishes | Falcon | 351029 | |
Poly-D-Lysine | Sigma | P6407 | |
Primocin | Invivogen | ant-pm-2 | |
Progesterone | Sigma | P8783 | |
Putrescine | Sigma | P5780 | |
Selection column-LS columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
Sodium Selenite | Sigma | S5261 | |
Trace elements B | Corning | 25-000-CI | |
Triiodothyronine (T3) | Sigma | T6397 | |
Triton-X | Sigma | T8787 | |
Trypan Blue Solution | Corning | 25-900-CI | |
Tween 20 | Sigma | P1379 | |
B27NBMA | 487.75 mL Neurobasal Medium A; 10 mL B27 Supplement; 1 mL Primocin; 1.25 mL Glutamax; Filter sterilize and store at 4 °C until use. | ||
B27NBMA + 10% BGS | 27 mL B27NBMA; 3 mL Bovine growth serum | ||
CNTF solution stock (10 µg/ml; 1000X) | Order from Peprotech (450-50). Make up at 0.1 to 1 mg/ml according to Manufacturer’s instruction (may vary from lot to lot) in buffer (e.g. DPBS + 0.2% BSA). Store at -80 °C. Working solution (10 µg/ml, 1000X) 1. Make on 0.2% BSA (Fisher scientific BP-1600-100) in DPBS solution and filter sterilize. 2. Dilute master stock aliquot to 10µg/ml in sterile, chilled 0.2% BSA/DPBS. 3. Aliquot (20µl/tube) and snap freeze in liquid nitrogen. 4. Store aliquots at -80 °C. |
||
d-Biotin stock solution (50 µg/ml; 5000X) | Resuspend d-Biotin (Sigma-B4639) in double-distilled H2O at 50 µg/ml (e.g. 2.5 mg in 50 ml of ddH2O). Resuspension might take fair amount of agitation/vortexing, or mild warming briefly at 37°C. If the d-Biotin still will not solubilize, it is fine to make up a less concentrated (e.g. 10µg/ml), and to add a higher volume to the B27NBMA (1/1000), instead of 1/5000). Store at 4°C. | ||
DNase I stock solution | 1. Dissolve at 12,500 U Deoxyribonuclease I / ml in HBSS chilled on ice. 2. Filter sterilize on ice 3. Aliquot at 200 µl and freeze overnight at -20°C. 4. Store aliquots at -20 to -30°C. |
||
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (w/o Ca2+ and Mg2+) | Dissolve pouch in 1 Liter of water to yield 1 liter of medium at 9.6 grams of powder per liter of medium. Store at 2-8 °C. | ||
Forskolin stock solution (4.2 mg/ml; 1000X) | Add 1 ml of sterile DMSO to 50 mg Forskolin in bottle (Sigma-F6886) and pipette until resuspended. Transfer to a 15 ml centrifuge tube and add 11 ml of sterile DMSO to bring to 4.2 mg/ml. Aliquot (e.g. 20 µl) and store at -20°C. | ||
Hank’s balanced salts (HBSS) (Sigma | 1. Measure 900 ml of water (temperature 15-20 °C) in a cylinder and stir gently. 2. Add the power and stir until dissolved. 3. Rinse original package with a small amount of water to remove all traces of the powder. 4. Add to the solution in step 2. 5. Add 0.35 gr of sodium bicarbonate (7.5% w/v) for each liter of final volume. 6. Keep stirring until dissolved. 7. Adjust the pH of the buffer while stirring to 0.1-0.3 units below pH= 7.4 since it may rise during filtration. The use of 1N HCl or 1N NaOH is recommended to adjust the pH. 8. Add additional water to bring the final volume to 1L. 9. Sterilize by filtration using a membrane with a porosity of 0.22 microns. 10. Store at 2-8 °C. |
||
Insulin stock solution (4000 µg/ml) | Thaw the bottle and aliquot 25 µl per microcentrifuge tube and store at -20°C. | ||
Laminin solution | Slowly thaw laminin in the cold (2°C to 8°C) to avoid gel formation. Then, aliquot into polypropylene tubes. Store at 5° C to -20° C in aliquots (e.g. 20 µl) and do not freeze/thaw repeatedly. Laminin may be stored at these temperatures for up to six months. | ||
Magnetic Cell Sorting (MCS) Buffer | Prepare the solution containing phosphate-buffered saline (PBS), pH 7.2, and 0.5% bovine serum albumin (BSA), 0.5 mM EDTA, 5µg/ml Insulin, 1 g/L Glucose. Sterilize and degas by filtration the buffer by passing it through a 0.22 µm Millex filter. Store the buffer at 4°C until use | ||
N-Acetyl-L-cysteine (NAC) stock solution (5mg/ml; 1000X) | Dissolve N-Acetyl-L-cysteine (Sigma-A8199) at 5 mg/ml in DMEM (e.g. 50 mg NAC in 10 ml B27NBMA). Filter sterilize and aliquot (e.g. 20 µl). Store at -20°C. | ||
NT3 stock solution (1 µg/ml; 1000X) | Master stock: Order from Peprotech (450-03). Make up at 0.1 to 1 mg/ml according to manufacturer’s instructions (may vary from lot to lot), in buffer (e.g. DPBS + 0.2% BSA). Store at -80°C. Working stock (1µg/ml; 1000X): 1. Make on 0.2% BSA in DPBS solution and filter sterilize. 2. Dilute master stock aliquot to 1 µg/ml in sterile, chilled 0.2% BSA/DPBS. 3. Aliquot (e.g. 20µl/tube) and snap freeze in liquid nitrogen. 4. Store aliquots at -80°C. |
||
PDGF stock solution (10 µg/ml; 1000X) | Master stock: Order from Peprotech (100-13A). Make up at 0.1 to 1 mg/ml according to manufacturer’s instructions (may vary from lot to lot) in buffer (e.g. DPBS) + 0.2% BSA). Store at -80°C. Working stock (1µg/ml; 1000X): 1. Make on 0.2% BSA in DPBS solution and filter sterilize. 2. Dilute master stock aliquot to 1µg/ml in sterile, chilled 0.2% BSA/DPBS. 3. Aliquot (e.g. 20µl/tube) and snap freeze in liquid nitrogen. 4. Store aliquots at -80°C. |
||
Poly-D-lysine (1mg/ml; 100X) | Resuspend poly-D-lysine, molecular weight 70-150 kD (Sigma P6407) at 0.5mg/ml in 0.15M boric acid pH 8.4 (e.g. 50mg in 50ml borate buffer). Filter sterilize and aliquot (e.g. 100µl/tube). Store at -20°C. Prior to use, dilute the 100X stock (1mg/ml) to 50 µg/ml in sterile water. | ||
Oligodendrocyte proliferation media | see Supplementary Table 1 | ||
Oligodendrocyte differentiation media | see Supplementary Table 1 | ||
Sato supplement (100X) | see Supplementary Table 1 | ||
References: the list of reagents and recipes were adopted from the protocols previously described by Emery et. al. 2013 (Emery, B. & Dugas, J. C. Purification of oligodendrocyte lineage cells from mouse cortices by immunopanning. Cold Spring Harb Protoc. 2013 (9), 854-868, doi:10.1101/pdb.prot073973, (2013)) and Dincman et. al. (Dincman, T. A., Beare, J. E., Ohri, S. S. & Whittemore, S. R. Isolation of cortical mouse oligodendrocyte precursor cells. J Neurosci Methods. 209 (1), 219-226, doi:10.1016/j.jneumeth.2012.06.017, (2012)) |