Isolation und Kultur von Nagetier Microglia zur Förderung einer dynamisches verzweigt Morphologie in serumfreien Medium

Als Makrophagen CNS Parenchym Mikroglia interagieren mit einer Vielzahl von neuronalen Schaltkreise und Glia Signalisierung Netzwerke. Sie spielen eine entscheidende Rolle in der Entwicklung und Homöostase des Gehirns durch synaptische Rebschnitt, apoptotische Zelle Abfertigung und transiente Interaktionen mit neuronalen Prozessen^1,2. Mikroglia sind frühe Responder zu neurologischen Verletzungen, erweitern ihre langen, dünnen Prozesse Läsionsorte zu Entzündungsreaktionen zu koordinieren und Blutungen^3,4zu begrenzen. Veränderungen in der Mikroglia Morphologie und Funktion sind allgegenwärtig in akuten und chronischen Verletzungen der CNS und Mikroglia Ausstellung verändert, Morphologie, Lokalisierung und Ausdruck von Entzündungsmediatoren in einem breiten Spektrum von Krankheit Staaten¹. Menschliche genetische Studien zeigen, dass Mutationen, die Gefahr für Neurodegenerative Erkrankungen verändern oft überwiegend oder ausschließlich von Mikroglia im intakten ZNS, Hinweis auf eine entscheidende Rolle für die Mikroglia in der Pathogenese der Krankheit oder das Fortschreiten^{5 ausgedrückt werden} . Da ihre Prominenz bei Verletzungen und Krankheit, ist fördern das Verständnis der Mikroglia Biologie einen hohen Stellenwert für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze.

Viele wichtige Fortschritte für das Verständnis der Mikroglia Biologie entstanden durch Extrapolation Techniken und Mechanismen, die in Studien von anderen Makrophagen Populationen einschließlich Kulturmethoden, gen Expressionsprofile und Definition der funktionalen entdeckt / morphologischen Staaten. Obwohl generalisiert Makrophagen Funktionen oft auf überraschende Weise in der CNS-Landschaft spielen, Mikroglia selbst sind hochspezialisiert, ausstellenden eine verzweigte Morphologie und eine einzigartige gen Ausdruck Signatur, die sie von anderem Gewebe unterscheidet Makrophagen-⁶. Mikroglia haben eine Linie, die sich von den meisten anderen Gewebe Makrophagen unterscheidet; Sie besiedeln die CNS während einer frühen embryonalen Welle der primitiven Hämatopoese und selbst im gesamten Leben, unabhängig von der definitiven Hämatopoese⁷Beiträge zu erneuern. Die vollreifen gen Ausdruck Unterschrift des Erwachsenen Mikroglia wird nicht bis die zweite postnatalen Woche⁸erreicht. Ökologische Hinweise aus dem umliegenden Gewebe Rolle diktieren gewebespezifischen Makrophagen Funktionen⁶, die im ZNS beschränkt Belastung durch Blut übertragbare Faktoren gewährt durch die Blut – Hirn-Schranke⁹beinhaltet eine wichtige.

Ein Hindernis für die Mikroglia Beiträge zu CNS-Homöostase und Krankheit vollständig zu verstehen ist die Schwierigkeit, die speziellen Eigenschaften der Reifen Mikroglia gesehen in Vivo mit gereinigten Zellen Rekapitulation in-vitro-. Viele Methoden wurden entwickelt, um zu isolieren und Kultur intakt Mikroglia, aber die meisten Ansätze setzen auf Serum, Überleben der Zellen zu unterstützen. Wir haben gezeigt, dass die Zugabe von Serum, das ist ein von Natur aus Variable Reagenz enthält eine breite Palette von bioaktiven Moleküle, ist besonders problematisch, wenn arbeiten mit Mikroglia weil es eine amöboiden Morphologie fördert Verbreitung erhöht, und erhöhte Phagozytose⁹ oft gesehen in Vivo bei Mikroglia blutübertragbaren Faktoren nach der Unterbrechung der Blut – Hirn-Schranke ausgesetzt sind. Durch diese Metrik Serum-exponierten Zellen Microglia Verletzungen oder Krankheiten ähneln, aber derartige Veränderungen reduziert wenn Mikroglia in definierten Wachstumsmedium mit CSF-1 (oder IL-34), TGF-β, Cholesterin und Selenit kultiviert werden.

Dieses Protokoll enthält Details zur Kultivierung juvenile Ratte Mikroglia unter serumfreien Bedingungen im Zusammenhang mit kürzlich veröffentlichtes Werk⁹. Dieses Protokoll wurde für Ratten von postnatale Tag 21-30 (P21 – P30) gestrafft, aber an Microglia von Ratten und Mäusen jeden Alters isolieren angepasst werden kann, obwohl der Ertrag und die gesamte Tragfähigkeit abhängig von der Art und dem Alter des Tieres variiert. Maximale Erträge und optimale Rentabilität ist erreicht, wenn etwas unreif Mikroglia verwenden (~ P9), mit Erträgen und Lebensfähigkeit allmählich verjüngt sich zu etwas niedrigere Ebenen bei erwachsenen Tieren. Mikroglia kann auch von Mäusen isoliert sein, aber wir haben festgestellt, dass die Rattenzellen deutlich höhere Erträge, Rentabilität und Komplexität der verzweigten Morphologien, zeigen im Vergleich zu Mauszellen in serumfreien Kulturen. Tiere im Alter von mehr als P50 mit diesem Protokoll nicht ausgewertet wurden. Dieses Immunopanning-Isolierung-Verfahren wurde optimiert, um Veränderungen der Mikroglia transcriptional Profile bei Isolierung zu minimieren und nachgelagerten Lebensfähigkeit der Zellen zu maximieren. Mit diesen Techniken und Medien Formulierungen, können hohe Rentabilität Primärkulturen wochenlang aufrecht erhalten werden. Unter diesen Bedingungen kultiviert Mikroglia weisen eine stark verzweigte Morphologie mit schnellen ein- und Ausfahren der Prozesse und relativ niedrige Rate der Verbreitung. Wir unterstreichen die Bedeutung der Serum-Exposition auf diese Eigenschaften und stärken und Schwächen dieser Methode im Vergleich zu anderen Ansätzen zu diskutieren.