Isolation und Kultur von Maus Kortikale Astrozyten
Summary
Astrozyten wurden erkannt, vielseitige beteiligten Zellen in grundlegender biologischer Prozesse, die wichtig für die normale Entwicklung des Gehirns und Funktion, und das zentrale Nervensystem Reparatur sein. Hier präsentieren wir ein schnelles Verfahren zur reinen Maus Astrozytenkulturen erhalten, um die Biologie dieser wichtigen Klasse von zentralen Nervensystems Zellen zu untersuchen.
Abstract
Astrozyten sind eine reiche Zelltyp im Gehirn von Säugetieren, aber es bleibt noch viel über ihre molekularen und funktionellen Eigenschaften erlernt werden. In vitro Astrozyten Zellkultur-Systeme können verwendet werden, um die biologischen Funktionen dieser Gliazellen im Detail zu studieren. Dieses Video-Protokoll zeigt, wie reine Astrozyten durch Isolierung und Kultivierung von gemischten kortikalen Zellen der Maus Welpen zu erhalten. Die Methode basiert auf der Abwesenheit von lebensfähigen Neuronen und der Trennung von Astrozyten, Oligodendrozyten und Mikroglia, die drei wichtigsten glialen Zellpopulationen des zentralen Nervensystems, in Kultur. Repräsentative Bilder in den ersten Tagen der Kultur zeigen die Gegenwart einer gemischten Zellpopulation, und zeigen den Zeitpunkt, wann Astrozyten konfluent werden und sollte von Mikroglia und Oligodendrozyten getrennt werden. Darüber hinaus zeigen wir, Reinheit und astrozytären Morphologie der Astrozyten mit immunzytochemische Färbungen für gut etabliert undneu beschriebenen Astrozyten Marker. Diese Kultur kann leicht verwendet werden, um reine Maus Astrozyten und Astrozyten-konditioniertem Medium zur Untersuchung verschiedener Aspekte der Astrozyten Biologie erhalten.
Introduction
Astrozyten sind eine sehr reichliche Zelltyp im zentralen Nervensystem (ZNS). Das Verhältnis von Astrozyten mit Neuronen ist 1:3 im Cortex von Mäusen und Ratten, während es 1,4 Astrozyten pro Neuron im menschlichen Hirnrinde 1 sind. Das Interesse an Astrozytenfunktion hat sich in den letzten Jahren zugenommen. Eine wichtige Funktion der Astrozyten ist ihre Rolle bei der Bereitstellung von strukturellen und metabolischen Unterstützung Neuronen 2,3. Neu entdeckte Rollen für Astrozyten decken ein breites Spektrum von Funktionen. Dazu gehören Führen des Migration von Axonen und die Entwicklung bestimmter Neuroblasten während der Entwicklung 4-6, Bildung Funktionen im synaptischen Übertragung, Synapse Festigkeit und Informationsverarbeitung durch neuronalen Schaltkreise 7-9, Rollen in Blut-Hirn-Schranke (BBB) 10 und Integrität 11-13 und Regulierung des zerebrovaskulären Ton 14. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Astrozyten ist ihre Reaktion auf eine Verletzung. Unter pathologischen Bedingungen astrocytes reaktiv werden und ferner hochregulieren die Expression des Intermediärfilament gliales fibrilläres saures Protein (GFAP) und inhibitorische extrazellulären Matrix (ECM)-Proteine 15,16. Reaktiven Astrozyten Abgrenzung der verletzten Stelle aus gesundem Gewebe durch Bildung einer glialen Narbe, die hauptsächlich aus Astrozyten sezernierten ECM Proteine des Chondroitinsulfat-Proteoglykan (CSPG) Familie, hemmen die wichtigsten Faktoren, die axonale Regeneration nach ZNS-Verletzung 15-17.
Astrozyten stammen aus radialen Gliazellen (RG)-Zellen während der späten Embryogenese und der frühen postnatalen Leben. Nach Spezifikation Astrozyten aufgetreten ist, Astrozyten Vorstufen ihren Endpositionen zu migrieren, wo sie den Prozess der terminalen Differenzierung beginnen. In vivo erscheinen Astrozyten als drei bis vier Wochen nach der Geburt, wie durch ihre reife typische Morphologie 18,19 angedeutet. Eine Subpopulation von RG Zellen wandeln in Subventrikulärzone Astrozyten (Typ B-Zellen). Both, RG und Typ B-Zellen funktionieren wie Astrozyten-wie neurale Stammzellen (NSCs) während der Entwicklung und in der erwachsenen sind. Wie Astrozyten, RG und Typ B-Zellen exprimieren auch den Astrozyten-spezifischen Glutamat-Transporter (GLAST), Hirn Lipid-bindendes Protein (BLBP) und GFAP, was anzeigt, dass diese Marker nicht ausschließlich verwendet werden, um spezifisch zu markieren erwachsenen Astrozyten. Im Gegensatz zu erwachsenen parenchymatösen Astrozyten, die nicht im gesunden Gehirn, RG und Typ B-Zellen zeigen Stammzellpotenzial wie die Fähigkeit sich selbst zu erneuern müssen teilen. Fehlregulation von Astrozyten wurden in zahlreichen Erkrankungen in Verbindung gebracht, einschließlich Alzheimer-Krankheit 20,21, Chorea Huntington 22, Parkinson-Krankheit 23, 24 Rett-Syndrom und Alexander-Krankheit 25. Zudem reagieren Astrozyten für alle Beleidigungen des ZNS, die zu Astrozyten-Aktivierung und Astrozyten Gliazellen Narbenbildung 16,26. Die Astrozyten Glianarbe die folgenden Gehirn tr bildetauma oder Rückenmarksverletzung wird angenommen, dass die wichtigste Barriere gegen neuronale Regeneration 15 sein.
Die Entwicklung von zuverlässigen Methoden zu isolieren und zu erhalten gereinigten Populationen von Zellen war wesentlich für das Verständnis des Nervensystems. Bahnbrechende Arbeiten von McCarthy und de Vellis können Ermittler bislang fast reine Kulturen von Astrozyten aus neugeborenen Ratten Gewebes 27 vorzubereiten. Viel ist über Astrozyten Biologie mit dieser Methode, die hier in einer leicht modifizierten Form zur Isolierung Maus kortikalen Astrozyten präsentiert gelernt. Ergänzend in vivo Studien, Astrozyten als auch konditioniertem Medium unter Verwendung der in vitro-Kultur beschrieben werden, sind wertvolle Werkzeuge, um weitere Einblicke in Astrozyten Funktionen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die beschriebene Methode ist hier auf der Astrozyten Kultur Zubereitung von Nagetieren neonatalen Gehirn, die ursprünglich von McCarthy und de Vellis in 1980 27 beschrieben ist. Die modifizierte Methode der Isolierung und Kultivierung von kortikalen Astrozyten aus postnatalen P1 bis P4 Maushirn hier vorgestellten ist schnell, liefert reines primären Astrozyten und ist hoch reproduzierbar. Diese Technik kann leicht übertragen Astrozyten aus anderen Spezies, wie zB von Ratte oder Schwein und von anderen Hirn…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Unterstützt durch die Fazit-Stiftung Graduate Stipendium für SS, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF 01 EO 0803) zu KB und der Europäischen Kommission RP7 Finanzhilfevereinbarung PIRG08-GA-2010 bis 276.989, NEUREX, und der Deutschen Forschungsgemeinschaft Foundation Grant SCHA 1442 / 3-1 bis CS Die Autoren haben keine widerstreitenden finanziellen Interessen.
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% |
| Other | |||
| 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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