成体マウスの脊髄組織からの初代混合グリア培養の調製
Summary
神経因性疼痛の発症は、脊髄グリア細胞の病理学的変化を伴います。成人脊髄組織に由来し、 インビトロでこれらの細胞を研究するために設計された信頼性のあるグリア培養システムが欠如しています。したがって、我々は、成体マウスの脊髄組織からの初代混合グリア培養を確立する方法をここに示します。
Abstract
脊髄グリア応答が神経因性疼痛の発展に大きく寄与することが広く受け入れられてきました。細胞および分子レベルでのグリア活性に関する膨大な情報は、インビトロ細胞培養系を介して得られています。利用インビトロ系は、主に新生児の脳皮質組織に由来する初代グリアを含む、細胞株を不死化。しかしながら、これらのシステムは、 インビボで脊髄グリア細胞の特性を反映しないかもしれません。さらに優れたin vivoでの条件を反映した培養系を用いて、末梢神経損傷誘発性神経障害性疼痛の発達における脊髄グリア細胞の役割を調べるために、我々の研究室から、一次脊髄混合膠細胞培養を確立するための方法を開発しました成体マウス。簡単に言えば、脊髄を成体マウスから収集し、洞穴とミエリン除去しパパイン消化を介して処理されています性勾配の媒体。単一細胞懸濁液は、35.9℃でO 2-メルカプトエタノール（2-ME）を補充した完全ダルベッコ改変イーグル培地（CDMEM）で培養しますこれらの培養条件は、混合グリア細胞の増殖のために特別に最適化しました。これらの条件下では、細胞は12間の実験のために使用される準備ができている – 14日間の培養の確立（D 0）の後に（細胞は、この時間中対数期に通常ある）、およびD 21までの培養条件で維持することができます。この培養系は、様々な物質および薬剤による刺激の際に脊髄グリア細胞の応答を研究するために使用することができます。神経因性疼痛に加えて、このシステムは、脊髄グリア細胞の病理学的変化を伴う他の疾患におけるグリア細胞の応答を研究するために使用することができます。
Introduction
慢性疼痛は、最高$ 635 10億の推定年間コストで、米国では、約100万人の成人に影響を与える深刻な健康問題です。証拠は、神経因性疼痛、慢性疼痛2の最も破壊的な種類の一つの開発における脊髄グリア細胞の有意な寄与を示しています。適切なインビトロ培養系は、さらに、細胞および分子レベルでのグリア細胞の役割を調査中で有意に役立つだろう。
現在、研究者によって利用されるインビトログリア培養系は、新生仔マウスまたはラットの脳の皮質組織に由来する主としてグリア細胞を含み、新生仔マウスまたはラット初代グリア細胞由来のグリア細胞株を不死化。新生児の細胞は、このように提供し、さらに（主にアストロサイトとミクログリア）グリア細胞に分化させることができる未分化細胞のかなりの数が含まれています実験的な使用方法3 bundant細胞。しかし、我々の以前の研究では、新生児の脳グリア細胞は、リポポリサッカライド（LPS）刺激により、成人の脊髄グリア細胞から大幅に異なって応答することが示されています。例えば、インターロイキン（IL）は-4新生児の脳のグリア4に比べて成体ラットの脊髄グリアにおけるLPS誘導性一酸化窒素（NO）産生に対する強化された阻害効果を示しました。さらに、遺伝子関連ペプチド（CGRP）カルシトニン神経ペプチドによる刺激時のケモカイン産生のプロファイルは、（5。参考文献に記載される方法）新生児マウスの脳グリア間でunarguably異なって、成体マウス脊髄グリア（ 図1）。確立された細胞株を使用して、保守が容易であり、短時間で多数の細胞を提供することができます。一般的に、細胞株を生成いずれかの6,7または下記目（例えば、広く使用されているミクログリア細胞株BV2ように）ウイルス媒介性不死化システムを使用して不死化自発的な転換の電子識別（例えば、アストロサイト細胞株C8-D1Aとミクログリア細胞株C8-B4など）8、9細胞株を個別にアストロサイトとミクログリアの分子特性を研究する上で優れています。しかし、細胞株から得られた結果は、常にプライマリ細胞またはin vivoの条件にさらなる検証が必要です。また、齧歯類脊髄グリア由来するグリア細胞株の報告がなされていないことに留意すべきです。
神経因性疼痛の発達における脊髄グリア細胞の役割を調査するために、成体マウスの脊髄に由来する培養系は成体ラット混合膠細胞培養物4を生成するために使用される以前に報告された方法を適合させることにより開発された、5マウス脊髄グリア細胞の培養物は、さらに、最近10を精製し、この記事に詳細に記載されています。大人脊髄混合膠細胞培養C特定の研究の必要性に合うよう選択された株からのマウスで確立され、そして細胞は、培養の最大21 Dの開始後、培養物中に維持することができます。この方法は、ならびに – 関連筋萎縮性側索硬化症（ALS）、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）の感覚神経障害、および複数のような脊髄内の病理学的変化を伴う様々な神経学的疾患の研究において、神経因性疼痛の研究に使用することができます硬化症（MS）。
Protocol
Representative Results
Discussion
全ての工程、を含む、実験間の再現性のある結果を得るためにスケジュールで一貫した方法を変更するメディアを行うことが重要です。次の手順では、優れた品質の大人混合グリアを得る上で特に重要です。
酵素消化は、このプロトコルの重要な側面です。組織片は、単一細胞懸濁液を得るために十分に消化されることが重要です。しかし、過剰消化が有意に少ない細?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Adult spinal cord mixed cultures were first developed using rats with grant support from an NIH/NIDA R01 award (PI De Leo) and an NIH T32 training grant (PI Green). These methods were further adapted for mouse spinal cords with support from the following grants: NIH/NIDA 5K01DA023503 (PI Cao), NIH/NINDS 5R21NS066130 (PI Cao), and NIH/NIGMS P20GM103643 (PI Meng). The authors would also like to thank Dr. Alejandro M. S. Mayer, Department of Pharmacology, Chicago College of Osteopathic Medicine, for his technical help in obtaining microglia-rich mixed glial cells.
Materials
| Dulbecco’s modification of Eagle’s media (DMEM) with 4.5g/L glucose | Lonza | 12-709F | The cDMEM media is a standard, widely used culture media. Individual researcher can decide where to purchase the DMEM and all other component used to make cDMEM media. |
| L-Glutamine (100x) | Lonza | 17-605E | The L-glutamine is a standard, widely used component for various culture media. Individual researcher can decide where to purchase L-glutamine. |
| Antibiotic-Antimycotic Solution (100x) | Corning-Mediatech | 30-004-CI | This is a combination of penicillin, streptomycin and Amphotericin formulated to contain 10,000 units/ml penicillin G, 10 mg/ml streptomycin sulfate and 25 µg/ml amphotericin B. Individual researcher can decide where to purchase individual component. |
| 2-mercaptoethanol (2-ME) | Sigma-Aldrich | M3148 | A BioReagent, suitable for cell culture, molecular biology and electrophoresis. |
| Papain dissociation system | Worthington Biochemical Corporation | LK003150 | Individual components of this kit can be purchased separately. |
| Percoll | GE Health Care | 17-0891-01 | Percoll is sold as sterile solution. Undiluted Percoll can be re-autoclaved if needed. |
| Lab-line incubator/shaker | Barstead/Lab-line | MaxQ4000 | This is the incubator/shaker we have currently. Other types of shakers can be used instead. |
| Lipopolysaccharides, Salmonella Minnesota Re595 | Sigma-Aldrich | L-9764 | Other strains of LPS can also induce glial responses. The magnitude of the responses may vary. |
| Mouse IL-6 DuoSet ELISA | R&D Systems | DY406 | Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers. |
| Mouse TNF-alpha DuoSet ELISA | R&D Systems | DY410 | Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers. |
| Mouse IP-10 (CXCL10) DuoSet ELISA | R&D Systems | DY466 | Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers. |
| Mouse MCP-1 (CCL2) ELISA Opteia set | BD Biosciences | 555260 | Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers. |
| Mouse chemokine Q-Plex | Quansys Biosciences | 120251MS | This product was available for in-house assay at the time. Instead, we sent out samples to the manufacturer for analysis. |
| APC-anti-mouse-CD45 (clone 30-F11) | eBioscience | 17-0451 | Antibody of the same clone but from other vendors can be used. |
| FITC-anti-mouse-CD11b (clone M1/70) | eBioscience | 11-0112 | Antibody of the same clone but from other vendors can be used. |
| Accuri C6 flow cytometer | BD Biosciences | BD Accuri C6 | Each individual Researcher can use any flow cytometer he or she prefers. |
| FlowJo software | Tree Star, Inc. | FlowJo7.6.5 | Each individual Researcher can use any analysis software he or she prefers. |
References
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