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.
Lateral ventriküllerin subventriküler bölgesinde nöral kök hücreler (NSC'lerde) (SVZ) memeli beyninde ömrü boyunca koku nöron sürdürmek. Onlar gittikçe onlar koku ampuller entegre kez nöronlar içine ayırt geçiş yükselterek hücreleri (TAC) ve neuroblasts üretir. Gelişen floresan aktive hücre (FACS) teknikleri NSC'lerde izolasyonu yanı sıra döl izin sıralama ve yetişkin nörojenik nişler gen düzenleyici ağlar ışık tutmaya başladı. Burada takip eder ve Lex / EGFR / CD24 üçlü boyama erişkin SVZ'unda yukarıda bahsedilen hücre popülasyonlarının hücre döngüsü dinamikleri ayrımını sağlayan hücre sıralama tekniği sunulmuştur. İzole hücreler daha sonra time-lapse video mikroskopi hücre döngüsü ilerlemesini detayları keşfetmek için yapışık hücreler olarak kaplanmıştır. Bu amaçla, hücreler Durin kırmızı flüoresan olan transgenik Floresan Ubikitinasyon Hücre Döngüsü Göstergesi (Fucci) fareler kullanmakg G G 1 özgü kırmızı-Cdt1 muhabiri nedeniyle 1 fazlı. Bu yöntem son zamanlarda çoğalan NSC'lerde giderek nöron bozukluğu neden yaşlanma sırasında G 1 faz uzatmak olduğunu ortaya koymuştur. Bu yöntem diğer sistemlere kolaylıkla transposable ve beyin patolojileri bağlamında beyin hücrelerinin hücre döngüsü dinamikleri çalışma için büyük ilgi olabilir.
Hareketsiz nöral kök hücreler (NSC'lerde) yetişkin nöron 1 için kaynak ve onların proliferatif haline dönüştürebilirsiniz EGFR (aNSCs) ifade biçimi 2 "aktive". Bir kere aktif hale, bunlar astrosit bir tüp içinden koku ampuller (OB) göç etme ve nihayet nöronlar 4,5 farklılaşırlar daha sonra geçiş amplifiye hücreleri (TAC) 3 ve nöro yol açmaktadır. NSC'lerde ve bunların soyu onların çoğalmasını 6 kontrol faktörlerin sayısız suçlayan, lateral ventrikül boyunca uzman "niş" mimarileri düzenlenmektedir. SVZ nörojenik hücrelerinin izolasyonu ve saflaştırılması, proliferasyonları kompleks moleküler düzenleme aydınlatmak için gerekli olan fakat özel işaretleri uyarlanmış tekniklerin olmaması için uzun bir süre için bir meydan okuma kalmıştır.
Akışını kullanarak yeni yaklaşımlar sitometri NSC'lerde ve thei izolasyonunu mümkün hale getirmiştirBir yetişkin SVZ 2,7-11 den r soyu. , Durgun ve aktif NSC'lerde, TAC: hücrelerini 2 çoğalan üzerinde EGFR etiketlemek neuroblast işaretleyici CD24 13 ve floresan EGF ile birlikte kök hücre işaretleyici Lex 12 kullanarak, son zamanlarda ana SVZ nörojenik nüfusun beş arıtılmasını sağlayan FACS strateji geliştirdi olgunlaşmamış yanı sıra göç Nöroblastlar 9. Burada, ayrıntılar bu tekniği sıralama hücreyi ve anlatan ilk kez izin Lex / EGFR / CD24 üçlü boyama sakin ve aktif NSC'lerde hem izolasyon.
Nöron yetişkinlik döneminde devam rağmen, yeni nöronların üretimi büyük ölçüde yaşlanma beynin 14 azalmıştır. Çalışmaların çoğu SGZ ve SVZ'unda 15-20 progenitör çoğalan hücrelerin sayısında bir azalma ilerici katılıyorum. SVZ'unda nöron yaşa bağlı düşüş n bir azalmaya kışkırtır olarak sonuçları zararsız değildiryaşlı beynin koku ampuller ewborn nöronlar, sonuçta yaşlı farelerde 18 koku ayrımcılık bozulma yol açar. Sinir atalarıdır hücre döngüsü kinetikleri açıklık yaşlanma sırasında yetişkin nöron gelişimini altında yatan mekanizmaları anlamak için önemli bir adımdır. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, in vitro ve in vivo 21 22 yetişkin nöral kök hücrelerinin hücre döngüsü ilerlemesini ve soy araştırdık ancak bunların hiçbiri İzole hücrelerin hücre döngüsü aşamalarını görselleştirmek için hücre sıralama teknikleriyle ve genetik olarak kodlanmış bir floresan hücre döngüsü probları yararlandı bir tek hücre düzeyinde.
Burada G 1 ve SG 2 / M fazlar 23 arasındaki ayrım sağlayan, hücreleri, hücre döngüsü sırasında floresan edildiği transjenik farelerin Fucci yararlanır bir protokol açıklar. Bu protokol, yetişkin Fucci mi dan NSC'lerde ve bunların döl nasıl prospektif izolasyonu gösterirtime-lapse video mikroskobu ile kombine ce bir tek hücre düzeyinde hücre döngüsü dinamikleri çalışma sağlar.
Burada tarif edilen hücre sıralama tekniği yetişkin beyin 9 quiescent NSC'lerde aktive NSC'lerde ve özellikleri onların döl sağlayan çalışmalar ve dinamikleri arasındaki güvenilir ayrımcılığı verir. Canlı hücrelerde 23 hücre döngüsü ilerlemesinin görselleştirme izin Fucci teknolojisi ile birleştiğinde, genç yetişkin ve yaşlı fare beyin hücrelerinden hücre döngüsü G 1 ve SG 2 / M evrelerini takip etmek hızlı ve verimli bir teknik geliştirdi.
Bu protokolde kullanılan hücre ayırma tekniği SVZ'unda 9'dan beş ana nörojenik nüfus arıtılmasını sağlayan belirteçler ilk doğrulanmış kombinasyonu oldu. Ayrıca durgun ve aktive NSC'lerde ayrım sağlayan ilk doğrulanmış tekniktir. Bu teknik, su transjenik fare modelleri için adapte gerekli olan transgenik farelerde tek başına kullanımını gerektirmez dikkat çekicidirFucci olarak ch. O zamandan beri, Codega ve ark., 10 kendi aktive edilmiş karşıtından hareketsiz NSCs ayırt etmek için bir GFAP-GFP / CD133 / EGFR üçlü etiketleme kombinasyonu kullanılmış ancak GFAP-GFP transgenik farelerin kullanımını gerektirir gibi Fucci teknolojiye uygun edilemez. Mich ve ark., 11 Bu çalışmada 9 kullanılan teknikle ortak sonuçlar paylaşan bir Glast / EGFR / CD24 üçlü etiketleme stratejisi geliştirdik. Nitekim, Lex ve Glast NSC'lerde belirteçleri arasında yüksek bir korelasyon zaten Daynac ark gözlendi. 9 çalışma. Bununla birlikte, Mich ve ark., Teknikte kullanılan Glast antikoru fıkoeritrin akuple edilir ve böylece Fucci-Kırmızı farelerin kullanımı adapte edilemez.
SVZ hücrelerin sıralamadan önce dikkat edilmesi gereken birkaç önemli teknik noktalar vardır. İlk olarak, ayrıştırma adımı beyin dokusu yapısal korurken tek hücre ayrışması için olduğu gibi çok önemlidirAntikor etiketleme stratejisi için kullanılan proteinlerin bütünlük içeri-. % 0.05 tripsin-EDTA SVZ doku 27, ancak Lex antijeni gibi hemen hemen tüm Lex-FITC immünofloresan (veriler gösterilmemiştir) yitiren oldukça hassas olduğu saptanmıştır ayırmasına çok etkili olduğu gösterilmiştir. Bu daha verimli ve beyin dokusu üzerinde, diğer proteazlardan daha az yıkıcı olarak Böylece, papain kullanılmıştır. Ayrıca, Lex ne EGFR ne CD24 ne papain tedavi etkilendi. Bu papain tedavisi 15 dakika aşıldığında Antikor etiketleme değiştirilmiş olduğu not edilmelidir. Biz mekanik ayrışma (pipet yukarı ve aşağı 20 kez) ile ilişkili bir 10 dakika papain tedavi ile en iyi sonuçları elde ettik.
Poli-D-Lisin kaplama yapışan hücrelerin kültürü ve kültür birkaç gün sonra koloniler elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Bu artık yaygın vitro deneylerde kendi sınırlamaları 28,29 ile geldiğini kabul edilmektedir. Biz sadece ilk hücre döngüsünü belirleyen tavsiyeen az bir sonraki bölümü geçiren hücreler in vivo hücre fenotipi mümkün olduğunca yakın kalmak.
Bu Geminin (yeşil floresan) ve Cdt1 (kırmızı floresan) proteinleri, daha önce farelerde 30 ve yetişkin beyin 9,25 dokular erken nöron sırasında bol sinir atalarıdır tarafından ifade edilmesi gösterildi 23 Fucci sistem tasarımı için kullanılan söz çekicidir . MKO2-hCdt1 (30/120) yapı ağırlıklı kırmızı floresan ile G1 fazı takip etmek bu çalışmada kullanılan olmasına rağmen, her iki yapıları kullanımı [mKO2-hCdt1 (30/120) ve MAG-hGem (1/110) ] hücre döngüsünün ana evrede görselleştirme (G 1 ve SG 2 / M) yanı sıra, G1 / S geçiş 23 sağlamak için tasavvur edilebilir. Iki renkli görüntüleme temel sakıncası, halen hücre etiketlenmesi için kullanılabilecek flüoresan sınırlı uyumlu ayarlar. Bir çözüm separati kullanmaktırsütunlarda. Örneğin, başarılı bir sıralama hücrenin önce ayırma kolonları kullanılarak hücrelerin CD24-pozitif kısmını tükenmiş ve canlı görüntüleme biz Fucci-Kırmızı floresan 25 ile aynı emisyon dalga boyu paylaşılan bir CD24-PE antikor kullanıldığı gibi.
Az sayıda çalışmada erişkin fare SVZ popülasyonlarının hücre döngüsü uzunluğu araştırdık. Bizim tekniği ile elde edilen toplam hücre döngüsü uzunluğu Costa et al. 21 in vitro olarak tahmin edilen bir yakın, ama biz farklı hücre döngüsü evrelerini ayırt ilk defa başardık. Bir in vivo çalışmada Ponti ve ark., 22 farklı SVZ hücre popülasyonlarının çoğalması dinamiklerini tespit etmek timidin analogları dahil edilmesine kullanılır. Ancak, hücre döngüsünün sürekli izleme gerçekleştirmek ne tek hücre düzeyinde hücreleri izlemek olabilir de. Bu, güçlü bir heterojenite zekâ var olduğunu gösterdiği gibi bir sorun olabilirBelirli bir SVZ hücre popülasyonunu 22,25 hin. Biz burada bir tek hücre düzeyinde farklı yetişkin nörojenik popülasyonlarının hücre döngüsü aşamalarında canlı görüntüleme sağlar kurmak kolay vitro tekniğinde bir alternatif, açıklar.
Nöral kök hücre ve atalarıdır hücre döngüsünün düzenlenmesini anlamak yaşlanma veya beyin patolojileri bağlamında yeni terapötik yaklaşımların geliştirilmesi için bir sorun olmaya devam etmektedir. Bizim protokol böylece geniş bir uygulama yelpazesi var olabilir. Yaşlanma bağlamında, bu teknik de NSC'lerde farklılaşma yaşlanma etkilerini anlamak için yararlı olabilecek. Gerçekten de, bu da kırmızı floresan yoğunluğu 26 belirgin bir şekilde yüksektir olarak farklılaşma giren nöral kök / progenitör hücreleri tanımlamak mümkündür. Son olarak, aynı zamanda soy pro sorumlu hücre içsel ve dışsal süreçleri incelemek için bir tek hücre düzeyinde sürekli canlı görüntüleme yararlanmaya ilgi olabilirYetişkin NSC'lerde regresyon.
The authors have nothing to disclose.
Biz C Joubert, V Neuville, V Barroca, J Tilliet ve hayvan tesislerinin tüm personeline borçlu olan; hücre sıralama J Baijer ve N Dechamps için; Onun idari yardım için teknik yardım için O. Etienne, ve A. GOURET. Flow sitometri ve hücre sıralama DIM-Kök-kutuplu, INSERM, Fondation ARC ve CEA gelen ekipman hibeleri ile kurulan, IRCM Sitometrisi Paylaşılan Kaynak de gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma Electricité de France (EDF) hibe ile desteklenmiştir. MD Région Ile-de-France (DIM Biothérapies) La Ligue Contre le Cancer ve LM gelen burslu vardır. Marc-André Mouthon ve hisse ortak kıdemli yazarlık François D. 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 |