절연 및 동적 홍보 설치류 Microglia의 문화 Ramified 혈 청 자유로운 매체에 있는 외관

Summary

세부 사항에 microglial 함수를 이해 하는 노력 microglia 성숙한 vivo에서 속성 정리 microglial 문화 모델의 부족에 의해 방해 되어 있다. 이 프로토콜 정의 매체 조건 하에서 높은 없는 성숙한 쥐 microglia의 강력한 생존을 유지 하기 위해 설계 된 절연과 문화 접근을 설명 합니다.

Abstract

Microglia 모든 중앙 신경 시스템 (CNS) 세포의 5-10%를 대표 하 고는 점점 더 주목 그들의 공헌으로 인해 개발, 항상성, 및 질병. 세포 연구 세부에 십 년간, microglia의 특수 기능, CNS의 주민 조직 대 식 세포, 비록 성숙 microglial를 정리 하는 능력에서 제한 때문에 부분에서 크게 신비 남아 있다 문화에서 속성입니다. 여기, 우리는 성숙한 쥐 두뇌에서 순수한 microglia의 신속한 격리에 대 한 간단한 절차를 보여 줍니다. 우리는 또한 시간이 지남에 microglial 생존 능력의 높은 수준을 지 원하는 혈 청 무료 문화 조건을 설명 합니다. 이 정의 매체 조건 하에서 경작 Microglia 전시 정교한 없는 프로세스와 동적 감시 동작. 우리는 교양된 microglia에 혈 청 노출의 일부 효과 설명 하 고 이러한 혈 청 무료 문화 microglia 시내 vivo으로 혈 청 노출 문화 모두를 비교 하는 방법에 대해.

Introduction

CNS 실질의 대 식 세포로 microglia 신경 회로 폐해 신호 네트워크의 광대 한 배열을 상호 작용 합니다. 그들은 개발 및 시 냅 스의 가지 치기, apoptotic 세포 클리어런스 및 신경 프로세스^1,2과도 상호 작용을 통해 뇌의 항상 성에 중요 한 역할. Microglia는 선 동적인 응답을 조정 및 제한 출혈^3,4병 변 사이트에 그들의 길고, 얇은 프로세스를 확장 하는 신경 상해에 초기 응답자. Microglial 형태 및 기능에 변화는 급성 및 만성 CNS 상해에 유비 쿼터 스와 microglia 전시 변경 형태학, 지역화, 그리고 다양 한 질병 상태¹에 염증 성 중재자의 표현. 인간 유전자 연구는 신경 퇴행 성 질환에 대 한 위험을 변경 하는 돌연변이 종종 주로 또는 독점적으로 표현 microglia microglia 질병 병 인 또는 진행^{5에 대 한 중요 한 역할을 가리키는 그대로 CNS에 의해 나타냅니다.} . 상해 및 질병에 그들의 굴지를 감안할 때, 새로운 치료 접근을 개발 하기 위한 높은 우선 순위는 microglial 생물학의 이해 발전.

Microglial 생물학의 이해에 많은 중요 한 발전 기술과 문화 방법, 기능 정의 진 식 프로필, 등 다른 대 식 세포 인구의 학문에서 발견 하는 메커니즘을 바탕으로 발현 형태 / 상태. 대 식 세포 기능 CNS 풍경 내 놀라운 방법으로 자주 연주 일반화 microglia 스스로 매우 전문, 전시는 없는 형태 그리고 다른 조직 들을 차별 하는 독특한 유전자 식 서명 대 식 세포⁶. Microglia는 혈통은 다른 대부분의 다른 조직 대 식 세포; 그들은 원시 조의 초기 배아 파도 동안 CNS 식민지 하 고 자기 인생에 걸쳐, 최종 조⁷에서 기여의 독립 갱신. 성인 microglia의 완전히 성숙한 진 식 서명 하지 두 번째 출생 후 주⁸까지 이루어집니다. 주위 조직에서 환경 신호 특정 조직 대 식 세포 기능⁶, CNS에서 포함 하는 혈액-뇌 장벽⁹에 의해 부여 된 혈액 부담 요인에 제한 노출을 지시에 주요 역할을 한다.

완전히 microglial 기여 CNS 항상성 및 질병을 이해 하는 데 하나의 장애물은 업과 성숙한 microglia 본 비보에 순화 된 세포의 특수 속성의 어려움 생체 외에서. 많은 방법은 격리 하기 위해 개발 되었습니다 그리고 세포 생존을 지원 하기 위해 혈 청에 의존 하는 문화 그대로 microglia, 하지만 대부분의 방식. 우리는 본질적으로 가변 시 생리 활성 분자의 광대 한 배열을 포함 하는, 특히 문제가 microglia 작업 amoeboid 형태학 촉진 하기 때문에 증가 확산, 혈 청의 그 추가 나타났습니다 그리고 microglia 혈액-뇌 장벽 파괴 후 요소를 부담 하는 혈액에 노출 되 면 증가 먹어서⁹ vivo에서 수시로 보인다. 이 통계에 의해 혈 청 노출 셀 부상이 나 질병 상태, microglia 비슷하지만 이러한 변경 감소 때 microglia CSF-1 (또는 IL-34)를 포함 하는 정의 된 성장 매체, TGF-β, 콜레스테롤, 및 selenite 교양.

이 프로토콜 조건 하에서 혈 청 무료, 최근에 출판 된 작품⁹관련 청소년 쥐 microglia 경작에 대 한 세부 정보를 제공 합니다. 이 프로토콜에서 출생 후 하루 21-30 (P21-P30), 쥐를 간소화 하지만 수율과 전반적인 생존 종 및 동물의 나이 따라 달라 집니다 하지만 microglia 쥐 및 쥐의 모든 나이에서 분리를 적용할 수 있습니다. 최대한 하 고 최적의 생존 때 약간 미 숙 microglia를 사용 하 여 얻을 수 있다 (~ P9), 수율 및 점차적으로 성인 동물에 있는 저수준에 다소 가늘게 생존. Microglia 또한 마우스에서 격리 될 수 있습니다 하지만 우리는 쥐 세포 보여 상당히 높은 수익률, 생존, 그리고 없는 형태학의 복잡성 마우스 셀 세럼 무료 문화에 비교 될 때 나타났습니다. 동물 세 P50 보다 큰이 프로토콜 평가 되지 않았습니다. 이 immunopanning 격리 절차는 격리 하는 동안 microglial transcriptional 프로필에 변화를 최소화 하 고 셀의 다운스트림 생존 능력을 극대화 하기 위해 최적화 되었습니다. 이러한 기술과 미디어 공식 사용, 높은 생존 능력 주 문화는 주에 대 한 지속 수 있습니다. 이러한 조건 하에서 경작 Microglia 급속 한 확장 및 프로세스의 철회와 관련 된 매우 없는 형태를 전시 하 고 상대적으로 낮은 확산의 속도. 우리는 이러한 속성에 대 한 혈 청 노출의 중요성을 강조 하 고 힘과 다른 접근에 상대적으로이 방법의 약점을 토론.

Protocol

설치류와 관련 된 모든 절차 스탠포드 대학 지침, 국가 및 국가 법률 및 정책 준수에 맞 췄 나. 모든 동물 절차는 실험실 동물 관리에 스탠포드 대학의 행정 패널에 의해 승인 되었다. 참고: 모든 솔루션 및 버퍼 구성 재료의 테이블에에서 제공 됩니다. 1. CD11b Immunopanning (하루 0)에 대 한 페 트리 접시를 준비 참고: 모든 1-2 청?…

Representative Results

이 프로토콜 젊은 쥐에서 문화 고 순도 ramified microglia를 방법을 설명합니다. 비슷한 결과 얻어질 수 있다, 주 미 숙 하 고 성인 동물을 사용 하 여 아래 설명 된 대로. 셀 격리는 종종 미묘한 뉘앙스와 죽을 셀에 대 한 많은 기회를 포함, 우리는 다양 한 단계에서 성공을 확인 하는 데 품질 관리 검사점을 사용. 우리는 일반적으로 셀 정지는 hemocytometer를 사용 하 여 격리 프로?…

Discussion

Microglia CNS의 센 티 넬 면역 세포 역할을, 때문에 그들은 높은 반응 환경 변화; 따라서, 주의 그들의 고립과 문화⁸동안 셀 내에서 선 동적인 응답을 최소화 하기 위해 필요 합니다. 이것은 속도 온도 통해이 프로토콜에서 수행 됩니다. 동물 차가운 관류 버퍼 끼얹는다는 가능한 크게 저하 활성화, 모든 원심 분리 단계 4 ° C에서 열릴 때마다 얼음에 또는 4 ° C에서 세포를 유지, 그리?…

Materials

Rat: Sprague-Dawley	Charles River	Cat# 400
mouse anti-rat CD11b monoclonal (clone OX42)	Bio-Rad	Cat# MCA275R	Panning: 1:1,000; Staining: 1:500
Goat polycolonal anti-Iba1	Abcam	Cat# AB5076	Staining: 1:500
Rabbit polyclonal anti-Ki67	Abcam	Cat# AB15580	Staining: 1:500
Alexa Fluor Donkey anti-mouse 594	Invitrogen	Cat# 11055	Staining: 1:500
Alexa Fluor Donkey anti-goat 488	Invitrogen	Cat# A-21203	Staining: 1:500
Alexa Fluor Donkey anti-Rabbit 647	Invitrogen	Cat# A-31573	Staining: 1:500
Triton-X (detergent in ICC staining)	Thermo Fisher	Cat# 28313
Heparan sulfate	Galen Laboratory Supplies	Cat# GAG-HS01
Heparin	Sigma	Cat# M3149
Peptone from milk solids	Sigma	Cat# P6838
TGF-β2	Peprotech	Cat# 100-35B
Murine IL-34	R&D Systems	Cat# 5195-ML/CF
Ovine wool cholesterol	Avanti Polar Lipids	Cat# 700000P
Collagen IV	Corning	Cat# 354233
Oleic acid	Cayman Chemicals	Cat# 90260
11(Z)Eicosadienoic (Gondoic) Acid	Cayman Chemicals	Cat# 20606
Calcein AM dye	Invitrogen	Cat# C3100MP
Ethidium homodimer-1	Invitrogen	Cat# E1169
DNaseI	Worthington	Cat# DPRFS
Percoll PLUS	GE Healthcare	Cat# 17-5445-02
Trypsin	Sigma	Cat# T9935
DMEM/F12	Gibco	Cat# 21041-02
Penicillin/ Streptomycin	Gibco	Cat# 15140-122
Glutamine	Gibco	Cat# 25030-081
N-acetyl cysteine	Sigma	Cat# A9165
Insulin	Sigma	Cat# 16634
Apo-transferrin	Sigma	Cat# T1147
Sodium selenite	Sigma	Cat# S-5261
DMEM (high glucose)	Gibco	Cat# 11960-044
Dapi Fluoromount-G	Southern Biotech	Cat# 0100-20
Poly-D-Lysine	Sigma	Cat# A-003-E
Primaria Plates	VWR	Cat# 62406-456
Name	Company	Catalog Number	Comments
Stock reagents
Apo-transferrin			Reconstitution: 10 mg/mL in PBS Concentration used: 1:100 Storage: -20°C
N-acetyl cysteine			Reconstitution: 5 mg/mL in H2O Concentration used: 1:1,000 Storage: -20°C
Sodium selenite			Reconstitution: 2.5 mg/mL in H2O Concentration used: 1:25,000 Storage: -20°C
Collagen IV			Reconstitution: 200 μg/mL in PBS Concentration used: 1:100 Storage: -80°C
TGF-b2			Reconstitution: 2 mg/mL in PBS Concentration used: 1:1,000 Storage: -20°C
IL-34			Reconstitution: 200 μg/mL in PBS Concentration used: 1:1,000 Storage: -80°C
Ovine wool cholesterol			Reconstitution: 1.5 mg/mL in 100% ethanol Concentration used: 1:1,000 Storage: -20°C
Heparan sulfate			Reconstitution: 1 mg/mL in H2O Concentration used: 1:1,000 Storage: -20°C
Oleic acid/Gondoic acid			Reconstitution: Gondoic: 0.001 mg/mL; Oleic: 0.1 mg/mL in 100% ethanol Concentration used: 1:1,000 Storage: -20°C
Heparin			Reconstitution: 50 mg/mL in PBS Concentration used: 1:100 Storage: -20°C
Name	Company	Catalog Number	Comments
Solutions
Perfusion Buffer			Recipe: 50 μg/mL heparin in DPBS++ (PBS with Ca++ and Mg+ +) Comments: Use when ice-cold
Douncing Buffer			Recipe: 200 μL of 0.4% DNaseI in 50 mL of DPBS++ Comments: Use when ice-cold
Panning Buffer			Recipe: 2 mg/mL of peptone from milk solids in DPBS++
Microglia Growth Medium (MGM)			Recipe: DMEM/F12 containing 100 units/mL penicillin, 100 μg/mL streptomycin, 2 mM glutamine, 5 μg/mL N-acetyl cysteine, 5 μg/mL insulin, 100 μg/mL apo-transferrin, and 100 ng/mL sodium selenite Comments: Use ice-cold MGM to pan microglia off of immnopanning dish.
Collagen IV Coating			Recipe: MGM containing 2 μg/mL collagen IV
Myelin Seperation Buffer			Recipe: 9 mL Percoll PLUS, 1 mL 10x PBS without Ca++ and Mg++, 9 μL 1 M CaCl2, 5 μL 1 M MgCl2 Comments: Mix well after the addition of  CaCl2 and MgCl2
TGF-b2/IL-34/Cholesterol containing growth media (TIC)			Recipe: MGM containing human 2 ng/mL TGF-b2, 100 ng/mL murine IL-34, 1.5 μg/mL ovine wool cholesterol, 10 μg/mL heparan sulfate, 0.1 μg/ml oleic acid, and 0.001 μg/ml gondoic acid Comments: Make sure to add cholesterol to media warmed to 37 °C and do not add more than 1.5 μg/mL or it will precipitate out. Do not filter cholesterol-containing media. Equilibrate TIC media with 10% CO2 for 30 min- 1 hr before adding to cells to insure optimal pH.