We report a Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS)-based method to isolate neural stem cells (NSCs) and their progeny from the subventricular zone (SVZ) of the adult mouse brain. Applied to Fluorescence Ubiquitination Cell Cycle Indicator (FUCCI) transgenic mice, it allows the study of cell cycle progression by live imaging.
측면 심실의 뇌실 영역에서 신경 줄기 세포 (NSCs을)은 (SVZ)는 포유류의 뇌에서의 생활을 통해 후각 신경을 유지. 그들은 연속적으로 그들이 후각 전구를 통합하면 신경 세포로 분화 교통 증폭 세포 (TACS)와 neuroblasts를 생성합니다. 신흥 형광 활성 셀 (FACS) 기술은 NSCs을의 분리뿐만 아니라 자손을 허용 한 정렬 및 성인 신경 인성 틈새 시장에서의 유전자 조절 네트워크에 광명을 비춰하기 시작했다. 우리는 여기에 따르고 렉스 / EGFR / CD24 트리플 염색 성인 SVZ에서 상술 한 세포 집단의 세포주기 역학을 구별 할 수 있도록 세포 분류 기술을보고한다. 분리 된 세포는 시간 경과 비디오 현미경으로 자신의 세포주기 진행의 자세한 사항에서 탐구 부착 세포로 도금되어있다. 이를 위해, 우리는 세포가 두린 빨간색 형광되는 형질 전환 형광 유비퀴틴 세포주기 표시기 (FUCCI) 마우스를 사용G G G (1) 특정 붉은 Cdt1 기자에 의한 1 단계. 이 방법은 최근 확산 NSCs을 점진적으로 신경의 손상으로 이어지는, 노화 동안 자신의 G (1) 단계를 길게 것을 밝혔다. 이 방법은 다른 시스템에 쉽게 transposable이고 뇌 병변의 맥락에서 뇌 세포의 세포주기의 역학 연구에 큰 관심이 될 수있다.
대기 신경 줄기 세포 (NSCs을)이 성인 신경 1의 원천과 증식로 변환 할 수 있습니다 EGFR (aNSCs)를 표현 양식을 2 "활성화". 활성화되면, 그들은 성상 세포의 튜브를 통해 후각 전구 (OB)로 마이그레이션 마지막으로 신경 세포 4,5로 분화 후 교통 증폭 세포 (TACS) 3 neuroblasts을 일으키다. NSCs을 그들의 자손들은 확산 (6)을 제어하는 요인의 수많은 연루, 측면 심실 따라 전문 "틈새"아키텍처로 구성됩니다. SVZ 신경성 세포의 분리 및 정제는 증식 조절의 분자 착체를 조명 할 필요가 있지만 인해 특정 마커 및 적응 기술의 부족으로 인해 오랫동안 도전으로 남아있다.
흐름을 사용하여 새로운 접근 방법은 세포 계측법 NSCs을하고 파묻혀의 분리를 가능 렌더링 한성인 SVZ 2,7-11에서 R 자손. 무부하 활성화 NSCs의, TACS : 셀 2 증식에 EGFR에 라벨 neuroblast 마커 CD24 (13) 및 형광 EGF와 함께 줄기 세포 마커 렉스 (12)를 사용하여, 우리는 최근 주요 SVZ 신경성 인구 다섯 정화를 허용 FACS 전략을 개발 미성숙뿐만 아니라 마이그레이션 neuroblasts 9. 여기, 우리는 세부 사항이 기술을 정렬 세포와 방법을 설명 처음으로 허용 렉스 / EGFR / CD24 트리플 염색 대기 및 활성화 NSCs을 모두 분리.
신경 성인기 동안 지속되지만, 새로운 뉴런의 생성이 크게 뇌 노화 (14)에서 감소된다. 대부분의 연구는 SVZ SGZ 및 15-20에서 전구 세포 증식의 수가 프로그레시브 환원에 동의한다. SVZ에서 신경의 연령과 관련된 하락 N의 감소를 유발로 결과는 무해한 없습니다세 뇌의 후각 전구에 ewborn 뉴런은 궁극적으로 세 쥐 18 후각 차별에 손상을 선도. 신경 전구 세포의 세포주기를 밝히는데 동력학은 노화시 성인의 신경 발달을 기본 메커니즘을 이해하는 중요한 단계이다. 최근 연구 시험 관내 21 및 생체 22 성인 신경 줄기 세포의 세포주기 및 계통 진행을 조사했지만 이들 중 어느 것도 분리 된 세포의 세포주기 단계를 시각화하는 세포 분류 기법과 유 전적으로 인코딩 된 형광 세포주기의 프로브를 이용했다하지 단일 세포 수준에서.
여기서 우리는 G 1 및 SG 2 / M (23) 상 사이의 구별을 가능 세포가 세포주기 동안 형광등되는 FUCCI 트랜스 제닉 마우스를 활용하는 프로토콜을 기술한다. 이 프로토콜은 성인 FUCCI 마일에서 NSCs을 그들의 자손의 방법 미래의 절연을 보여줍니다시간 경과 비디오 현미경과 결합 CE는 단일 세포 수준에서 세포주기의 역학 연구를 허용한다.
여기에 설명 된 셀 정렬 기술은 성인 뇌 9 대기 NSCs을 활성화 NSCs의 해당 속성의 그들의 자손 수 있도록 연구와 역학 사이에 신뢰할 수있는 차별을 할 수 있습니다. 살아있는 세포를 23 세포주기 진행의 시각화를 허용 FUCCI 기술과 함께, 우리는 젊은 성인 및 노인 마우스 뇌 세포에서 세포주기의 G 1 및 SG 2 / M 단계를 수행하기 위해 신속하고 효율적인 기술을 개발 하였다.
이 프로토콜에서 사용되는 세포 분류 기법 SVZ 9에서 다섯 가지 주요 신경성 개체군의 정화를 허용 마커 제 검증 조합이었다. 또한, 정지 및 작동 NSCs의 구별을 가능하게 제 검증 기술이었다. 또한이 기술은 SU 트랜스 제닉 마우스 모델에 적용 할 때 필요한 트랜스 제닉 마우스 자체의 사용을 요구하지 않는다는 것을 주목해야FUCCI으로 채널. 이후 CODEGA 외. (10)는 활성화 된 상대방으로부터 무부하 NSCs의 구별 GFAP-GFP / CD133 / EGFR 트리플 표지 조합을 사용하고 있지만 GFAP-GFP 형질 전환 마우스의 사용을 필요로는 FUCCI 기술에 적용 할 수 없다. 미시간 외. 11 (9) 본 연구에서 사용 된 기술에 공통 결과를 주 GLAST / EGFR / CD24 트리플 표지 전략을 개발했다. 사실, 렉스와 GLAST NSCs의 마커 사이의 높은 상관 관계는 이미 Daynac 등의 알에서 관찰되었다. (9)을 연구한다. 그러나 MICH에 외. 기법에서 사용 GLAST 항체 피코 에리 트린에 연결되고 따라서 FUCCI 빨강 마우스를 이용하여 구성 될 수 없다.
SVZ 세포를 분류하기 전에주의를 요하는 몇 가지 중요한 기술적 인 사항이 있습니다. 먼저 해리 단계는 뇌 조직의 구조를 유지하면서 하나의 세포로 해리하는 바와 같이 매우 중요항체 표지 전략에 사용되는 단백질의 tegrity. 0.05 % 트립신 EDTA는 SVZ 조직 27하지만 렉스 항원은 거의 모든 렉스-FITC의 면역은 (데이터는 미도시) 잃은 민감한 것으로 밝혀졌다 해리에 매우 효과적인 것으로 밝혀졌다. 더 효율적이고 뇌 조직에 다른 프로테아제 미만 파괴적이었던 것에 따라서, 파파인 사용 하였다. 또한, 렉스도 EGFR도 CD24도는 파파인 처리에 의해 영향을 받았다. 그것은 파파인 처리가 15 분을 초과하는 경우, 항체가 표지 변경되었음을 주목해야한다. 우리는 기계 해리 (피펫 위아래로 20 회)과 관련된 10 분 파파인 처리로 최적의 결과를 얻었다.
폴리 – D – 라이신 코팅 부착 세포의 문화와 문화에 몇 일 후 식민지의 형성을 할 수 있습니다. 그것은 널리 체외 분석에서 자신의 한계 (28, 29)와 함께 제공하는 것이 허용됩니다. 우리 만 제 세포주기를 결정하는 것을 권장적어도 하나의 후속 분열을 겪고있는 세포가 생체 내 세포 표현형에 최대한 가깝게 유지한다.
그것은 Geminin (녹색 형광) 및 Cdt1 (적색 형광) 단백질 이전 마우스 (30)에 성인 뇌 9,25를 조직에서 초기 신경 중에 다량의 신경 전구 세포에서 발현되는 것으로 나타났다 (23) FUCCI 시스템을 설계하는 데 사용되는 것으로 언급 주목할 . mKO2-hCdt1 (1백20분의 30) 구조는 주로 빨간색 형광으로 G1 단계를 따라 본 연구에 사용되었지만, 두 구조의 사용 [mKO2-hCdt1 (1백20분의 30)와 MAG-hGem (110분의 1) 상기 세포주기의 주요 단계의 시각화 (G 1 및 SG 2 / M)뿐만 아니라, 1 G / S 전이 (23)를 허용하도록 구상 될 수있다. 이중 칼라 영상의 주요 단점은 여전히 셀 라벨에 사용할 수있는 형광 호환 제한된 세트이다. 한 가지 해결책은 separati을 사용하는 것입니다열에. 예를 들어, 우리는 성공적으로 정렬 셀 전에 분리 컬럼을 사용하여 세포에서 CD24 양성 분획을 고갈 및 라이브 이미지를 우리가 FUCCI – 적색 형광 (25)보다 동일한 발광 파장을 공유 CD24-PE 항체에 사용되는 바와 같이.
몇몇 연구는 성인 마우스 SVZ 집단의 세포주기의 길이를 조사했다. 우리의 기술로 얻어진 총 세포주기 길이 코스타 외. (21)에 의해 시험 관내에서 추정 한 가깝지만 우리는 상이한 세포주기 단계를 구분하기 위해 처음으로 할 수 있었다. 생체 내 연구에서, 폰티 외. 22 SVZ 다른 세포 집단의 증식 역학을 결정 티미 딘 유사체의 결합을 사용 하였다. 그러나, 이들은 세포주기의 연속적인 모니터링을 수행하지 않고, 단일 세포 수준에서 세포를 추적 할 수있는 둘. 이것은 강한 이질성이 재치있는 것으로 나타났다으로 문제가 될 수주어진 SVZ 세포 인구 22, 25을 힌. 우리는 여기서 단일 세포 수준에서 다른 성인 인구의 신경성 세포주기 단계의 라이브 영상을 허용 쉽게 설정할 관내 기법에 대한 대안을, 설명한다.
신경 줄기 세포 및 전구 세포의 세포주기의 조절을 이해하는 것은 노화 또는 뇌 병변의 컨텍스트에서 새로운 치료 방법의 개발이 과제로 남아. 우리의 프로토콜에 따라서 다양한 애플리케이션을 가질 수있다. 노화의 맥락에서, 본 기술은 또한 NSCs의 분화에 노화의 효과를 이해하는 것이 유용 할 수있다. 실제로, 이들 적색의 형광 강도가 26 명쾌 높을수록 입력 분화 신경 줄기 / 선조 세포를 식별 할 수있다. 마지막으로, 또한 리니지 프로 담당 세포 극한과 외인성 공정을 연구하는 하나의 셀 레벨에서 연속 라이브 영상을 악용 관심이 될 수있는성인 NSCs을의 gression.
The authors have nothing to disclose.
우리는 C 버트, V 노이 빌레, V Barroca, J Tilliet 동물 시설의 모든 직원에게 빚된다 정렬 셀 J Baijer 및 N Dechamps에; 그녀의 관리 지원을위한 기술 지원 O. 에티엔 느, 그리고 A. Gouret. 유동 세포 계측법 셀 정렬은 DIM-줄기 극, INSERM, Fondation ARC 및 CEA에서 장비 보조금에 의해 설립, IRCM 유동 세포 계측법 공유 리소스에서 수행되었다. 이 작품은 프랑스 전력 (EDF)의 보조금에 의해 지원되었다. 메릴랜드 지역 일 드 프랑스 (DIM Biothérapies)에서 라 리그 Contre 르 암과 LM에서 교제가 있습니다. 마크 – 앙드레 Mouthon 공유 공동 수석 저자 프랑수아 디 Boussin.
96-well uncoated glass bottom culture plates | MatTek Corp. | P96G-1.5-5-F | |
µ-Plates 96-well | Ibidi | 89626 | |
Poly-D-Lysine | Millipore | A003E | |
NeuroCult NSC Basal Medium | STEMCELL Technologies | 5700 | |
NeuroCult NSC Proliferation Supplement | STEMCELL Technologies | 5701 | |
Heparin | STEMCELL Technologies | 7980 | |
EGF | Millipore | GF144 | |
FGF-2 | Millipore | GF003 | |
Papain | Worthington | LS003119 | |
EBSS | Invitrogen | 24010-043 | |
L-cysteine | Sigma | C-7352 | |
0.5M EDTA, pH 8.0 | Promega | V4231 | |
DNase I | Sigma | D5025-15KU | |
Trypsin inhibitor type II | Sigma | T9128 | Ovomucoid |
DMEM:F12 medium | Life Technologies | 31330-038 | |
20 µm filter | BD Medimachine Filcon | 340622 | |
Eppendorf microtubes 3810X | Sigma | Z606340-1000EA | |
BSA | Sigma | A1595 | Bovine serum albumin solution |
CD24 phycoerythrin-cyanine7 conjugate [PC7] | Life Technologies | A14776 | Mouse IgM; clone MMA. 1:50 |
CD15/LeX fluorescein isothiocyanate [FITC] – conjugated | BD Biosciences | 332778 | Rat IgG2b; clone M1/69. 1:50 |
Mouse anti-human LeX antibody | BD Pharmingen | 559045 | Mouse IgM; clone MAM. 1:50 |
Alexa647 – conjugated EGF ligand | Life Technologies | E35351 | 1:200; Ax647-conjugated EGF ligand in the text |
CompBeads | BD Biosciences | 644204 | |
MACS LS separation columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | separation columns (in the manuscript) |
Anti-mouse IgM microbeads | Miltenyi Biotec | 130-047-301 | |
Hoechst 33258 | Sigma | 861405 | HO (in the manuscript) |
INFLUX cell sorter | BD Biosciences | FACS sorter (in the text) | |
Nikon A1R confocal laser scanning microscope system attached to an inverted ECLIPSE Ti | Nikon Corp. | confocal laser scanning microscope (in the manuscript) | |
NIS-Elements AR.4.13.01 64-bit software | Nikon Corp. | NIS-Elements software (in the manuscript) | |
Plan Apo VC 20x DIC objective (NA: 0.75) | Nikon Corp. | ||
ECLIPSE Ti thermostated chamber | Nikon Corp. | thermostated chamber (in the manuscript) | |
ImageJ | RBS | ||
FlowJo | Tree Star, Ashland, OR | ||
FUCCI mice | RIKEN BioResource Center, JAPAN | Sakaue-Sawano et al. 2008 |