Summary

Aislamiento y cultivo de astrocitos corticales de ratones

Published: January 19, 2013
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Summary

Los astrocitos se han reconocido para ser versátiles células que participan en los procesos biológicos fundamentales que son esenciales para el desarrollo normal del cerebro y la función, y la reparación del sistema nervioso central. Aquí presentamos un procedimiento rápido para obtener cultivos puros de astrocitos de ratón para estudiar la biología de esta clase importante de centrales células del sistema nervioso.

Abstract

Los astrocitos son un tipo de células abundante en el cerebro de los mamíferos, pero aún queda mucho por aprender acerca de sus características moleculares y funcionales. Astrocitos in vitro de sistemas de cultivo celular se puede utilizar para estudiar las funciones biológicas de estas células gliales en detalle. Este protocolo video muestra cómo obtener los astrocitos puras mediante el aislamiento y la cultura de una mezcla de células corticales de crías de ratón. El método se basa en la ausencia de neuronas viables y la separación de los astrocitos, los oligodendrocitos y microglia, las tres poblaciones principales de células gliales del sistema nervioso central, en cultivo. Imágenes representativas durante los primeros días de cultivo demostrar la presencia de una población de células mixtas e indicar el punto de tiempo, cuando los astrocitos se hacen confluentes y debe ser separado de microglia y oligodendrocitos. Por otra parte, se demuestra la pureza y la morfología astrocytic de astrocitos en cultivo utilizando tinciones inmunocitoquímicas para bien establecidos yrecién descrito marcadores de astrocitos. Este sistema de cultivo puede ser fácilmente utilizado para obtener los astrocitos puros ratón y el medio acondicionado de astrocitos para el estudio de diversos aspectos de la biología de astrocitos.

Introduction

Los astrocitos son un tipo de célula muy abundantes en el sistema nervioso central (SNC). La relación de los astrocitos de las neuronas es de 1:3 en la corteza de ratones y ratas, mientras que hay 1,4 astrocitos por neurona en la corteza humana 1. El interés en función de los astrocitos se ha incrementado dramáticamente en los últimos años. Una función clave de los astrocitos es su papel en la prestación de apoyo estructural y metabólico de las neuronas 2,3. Papeles recién descubiertas de astrocitos cubren un amplio espectro de funciones. Estos incluyen guiar la migración de los axones en desarrollo y los neuroblastos determinadas durante el desarrollo de 4-6, funciones en la transmisión sináptica, la fuerza de sinapsis y procesamiento de la información por los circuitos neuronales 7-9, roles en la barrera hematoencefálica (BBB) ​​formación 10 y la integridad 11-13 y la regulación del tono vascular cerebral 14. Otra característica importante de los astrocitos es su respuesta a la lesión. Bajo condiciones patológicas astrocytES vuelven reactivos y más regular al alza la expresión de la proteína de filamentos intermedios ácida fibrilar glial (GFAP) y proteínas inhibidoras de la matriz extracelular (ECM) 15,16. Astrocitos reactivos demarcar el sitio de la lesión del tejido sano mediante la formación de una cicatriz glial, que consiste principalmente en astrocitos proteínas secretadas de ECM de la proteoglicano sulfato de condroitina (CSPG) de la familia, los principales factores que inhiben la regeneración axonal después de una lesión del SNC 15-17.

Los astrocitos se originan en gliales radiales (RG) de las células durante la embriogénesis tardía y la vida postnatal temprana. Después de especificación de astrocitos se ha producido, precursores de astrocitos migran a sus posiciones finales, en el que comienzan el proceso de diferenciación terminal. In vivo, los astrocitos parecen ser maduro tres a cuatro semanas después del nacimiento, como se indica por su morfología típica de 18,19. Una subpoblación de células RG convertir en astrocitos de la zona subventricular (tipo de células B). Both, RG y células de tipo B funcionar como astrocitos como células madre neurales (NSC) durante el desarrollo y en el adulto, respectivamente. Al igual que los astrocitos, RG y células de tipo B también expresan el transportador de glutamato específico de astrocitos (GLAST), cerebro lípido-proteína de unión (BLBP), y GFAP, lo que indica que estos marcadores no pueden ser exclusivamente utilizado para etiquetar específicamente astrocitos adultos. En contraste con los astrocitos adultos parenquimatosas, que no se dividen en el cerebro sano RG, y el tipo B muestra células tallo potencial de la célula tales como la capacidad de auto-renovación. La desregulación de los astrocitos se ha implicado en numerosas patologías, incluyendo la enfermedad de Alzheimer 20,21, enfermedad de Huntington 22, 23 enfermedad de Parkinson, síndrome de Rett 24 y enfermedad de Alexander 25. Por otra parte, los astrocitos reaccionar a todos los insultos del SNC, que conduce a la activación de astrocitos y la formación de cicatriz glial astrocytic 16,26. La cicatriz glial astrocytic que forma tr cerebro siguienteauma lesión o la médula espinal se piensa que es la barrera primer impedir la regeneración neuronal 15.

El desarrollo de métodos fiables para aislar y mantener las poblaciones purificadas de células ha sido esencial para nuestra comprensión del sistema nervioso. Los trabajos pioneros de McCarthy y de Vellis permite a los investigadores hasta la fecha para preparar cultivos casi puros de astrocitos de rata neonatal tejido 27. Se ha aprendido mucho sobre la biología de los astrocitos utilizando este método, que se presenta aquí en una forma ligeramente modificada para aislar los astrocitos corticales de ratón. Como complemento de los estudios in vivo, los astrocitos, así como el medio condicionado obtenido utilizando el descrito en el cultivo in vitro, son herramientas valiosas para obtener más ideas sobre las funciones de los astrocitos.

Protocol

1. El aislamiento y forro de una mezcla de células corticales Aislamiento de células mixtas para cultivos de astrocitos corticales se puede realizar utilizando P1 a P4 crías de ratón. Con el fin de conseguir una densidad de astrocito adecuado, es necesario el uso de 4 capas corticales de ratón pup por T75 matraz de cultivo de tejido. Por lo tanto, los volúmenes en el protocolo siguiente se calculan para una preparación de células usando 4 crías de ratón. Antes de iniciar…

Representative Results

Tras el aislamiento del cerebro de ratón completo (Figura 1A), el cerebelo y el bulbo olfativo tiene que ser eliminado (Figura 1B). Las cortezas se pelan del vástago de cerebro de ratón (Figura 1C) y de las meninges de la corteza individual (Figura 1D ') se retiran cuidadosamente (Figura 1E). Meninges son evidentes por el sistema de la arteria meníngea y resultados incompletos de eliminación de contaminación en el cultivo de a…

Discussion

El método descrito aquí se basa en la preparación de cultivo de astrocitos a partir de cerebros de roedores neonatos, originalmente descrito por McCarthy y de Vellis en 1980 27. El método modificado del aislamiento y el cultivo de astrocitos corticales a partir de P1 a P4 postnatal cerebro de ratón se presenta aquí es rápido, los rendimientos de los astrocitos primarios puros y es altamente reproducible. Esta técnica se puede transferir fácilmente para aislar los astrocitos a partir de otras especies…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Con el apoyo de la Fundación de Becas de Postgrado Fazit a SS, el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF 01 EO 0803) en KB y la Comisión Europea FP7 subvención PIRG08-GA-2010 a 276.989, Neurex, y la beca de la Fundación Alemana para la Investigación SCHA 1442 / 3-1 ante el CS Los autores no tienen intereses financieros en conflicto.

Materials

Name of working solution Company Catalogue number Final concentration
Astrocyte culture media
DMEM, high glucose Life Technologies 31966-021
FBS, heat-inactivated Life Technologies 10082-147 Final Concentration: 10%
Penicillin-Streptomycin Life Technologies 15140-122 Final Concentration: 1%
Solution for brain tissue digestion
HBSS Life Technologies 14170-088
2.5% Trypsin Life Technologies 15090-046 Final Concentration: 0.25%
Altro
70% (vol/vol) ethanol Roth 9065.2
Poly-D-Lysine Millipore A-003-E 50 μg/ml
Water PAA S15-012 cell culture grade
PBS PAA H15-002 cell culture grade
0.05% Trypsin-EDTA Life Technologies 25300-062
0.45 μm Sterile filter Sartorius 16555
3.5 cm petri dish BD Falcon 353001
15 ml Falcon tube BD Falcon 352096
50 ml Falcon tube BD Falcon 352070
75 cm2 Tissue culture flask BD Falcon 353136
Forceps, fine Dumont 2-1032; 2-1033 # 3c; # 5
Forceps, flat tip KLS Martin 12-120-11
13 cm surgical scissors Aesculap BC-140-R
Stereomicroscope Leica MZ7.5
Stereomicroscope + Camera Leica MZ16F; DFC320
Microscope + Camera Zeiss; Canon Primo Vert; PowerShot A650 IS
Centrifuge Eppendorf 5805000.017 Centrifuge5804R
Orbital Shaker Thermo Scientific SHKE 4450-1CE MaxQ 4450
Water bath Julabo SW20; 37 °C

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Citazione di questo articolo
Schildge, S., Bohrer, C., Beck, K., Schachtrup, C. Isolation and Culture of Mouse Cortical Astrocytes. J. Vis. Exp. (71), e50079, doi:10.3791/50079 (2013).

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