Summary

Характеристика и изоляция первичной микроглии мыши по плотности градиентного центрифугирования

Published: February 16, 2018
doi:

Summary

Протокол для изоляции первичных микроглии из мышиных мозги представлены. Этот метод помогает в углублении нынешнего понимания Неврологические заболевания. Плотность градиентного центрифугирования и магнитной сепарации объединяются для получения достаточного урожая высоки чисто образца. Кроме того мы наметим шаги для характеризации микроглии.

Abstract

Микроглии, резидентов иммунные клетки в головном мозге, являются первыми реагируют воспаление или травмы в центральной нервной системе. Недавние исследования показали микроглии быть динамичной, способны взять на себя про воспалительных и противовоспалительным фенотипов. (Про воспалительных) М1 и м2 (pro репаративной) фенотипов играть важную роль в neuroinflammatory условиях, таких как перинатальной черепно-мозговой травмы и выставка различные функции в ответ на определенные экологические стимулы. Модуляция микроглии активации было отмечено придать нейропротекции, таким образом предлагая микроглии может иметь терапевтический потенциал в черепно-мозговой травмы. Однако дополнительные исследования необходимо лучше понять роль микроглии в болезни, и этот протокол облегчает что. Протокол описанных ниже сочетает плотность градиентного центрифугирования процесс уменьшения сотовой мусора, с магнитной сепарации, производить очень чистый образец первичных Микроглии клеток, которые могут использоваться для экспериментов в пробирке , без потребность в 2-3 недели культивирования. Кроме того характеристика шаги дают надежные функциональные данные о микроглии, пособничество исследования для улучшения нашего понимания поляризации и грунтовки этих клеток, которая имеет серьезные последствия в области регенеративной медицины.

Introduction

Ущерб, приобретенные в перинатальный период от воспаления, гипоксическая ишемия и кровотечение может иметь массив долгосрочных осложнений. Привлечь воспаления и ишемии с последовавшей смерти нейронов и аксональной1предположил комплекс патофизиологии перинатальной черепно-мозговой травмы. Врожденный иммунный ответ играет важную роль в каскад событий, приведших к травмы2.

Микроглии, резидентов иммунные клетки в пределах центральной нервной системы (ЦНС), являются первыми реагируют на травмы3. Микроглии являются типы пластиковых клеток с способность быть защитные или токсичными, зависит от окружающей среды4. Они участвуют в хемотаксис, фагоцитоз, презентации антигена и производство цитокинов и реактивнооксигенных видов4,5. Стареющей микроглии постоянно обследования окружающей среды и активируются присутствие иностранных или вредные вещества,4. Активация приводит к про воспалительной реакции, критические в ЦНС защиты4. Эти М1 «про воспалительных» фенотип микроглии главным образом участвуют в презентации антигена и гибель патогенов4. Несмотря на решающую роль воспалительной реакции в нейропротекции неконтролируемое или длительное воспаление может быть вредным и привести к повреждения нейронов4. Однако при воздействии определенных экологических раздражителей, микроглии могут exhibit противовоспалительные фенотип. Эти про репаративной микроглии м2 имеют решающую роль в заживление ран и ремонт6, освобождение ряда цитокинов и других растворимых медиаторов, что помощью воспаления, усиливают фагоцитоз и поощрять ремонт4, 7. роли микроглии разнообразны и включают вождения Олигодендроциты дифференциация во время ре миелинизации8, защищая нейроны во время истощения кислорода и глюкозы в ход модели9 и поощрение neurite нарост в травмы спинного мозга моделей10.

Изучение этих глиальных клеток представляет собой важный аспект в понимании и манипулирования ответ на neuroinflammation. Описывается протокол позволяет для дальнейшего расследования терапевтический потенциал микроглии модуляции в neuroinflammatory расстройств.

Модуляция микроглии активации к роли нейропротекторной наблюдается в диапазоне условий11,12,13. Таким образом улучшение нынешнего понимания и дальнейшего изучения модуляции микроглии активации является критическим, требующих использования различных моделей, включая в пробирке и в естественных условиях. В vitro исследования представляют собой важный инструмент из-за их большей эффективности, Нижняя стоимость и возможность исследовать популяции изолированных клеток.

Существует целый ряд протоколов, описанные в литературе для изоляции микроглии из мышиных мозги, вызов эффективно производить высокий урожай образца с хорошей жизнеспособность и высокой чистоты. Часто используемые методы изоляции первичных Микроглии являются магнитной сепарации и длительной тряски смешанные глиальных культур. Через личный опыт было установлено, что существует высокая степень сотовой мусора, который препятствовали столбце магнитные. Таким образом был использован следующий протокол, который включает в себя шаг градиентного центрифугирования Начальная плотность, следуют CD11b магнитной сепарации. Производить очень чистый образец в достаточном количестве был оптимизирован протокол, описанные ниже. Это выгодно из-за его высокой чистоты и короткий период времени — одно можно выполнения анализов в течение 2 дней без культуры для 2-3 недели. Этот протокол потенциально может быть адаптирована для изоляции первичных мышиных астроциты.

Protocol

Следующие процедуры были одобрены Комитет этики животных университета Монаш. C57Bl6/J P3-6 здорового без лечения новорожденных мышей были использованы для создания представительных результатов. 1. ферментативный пищеварения Примечание: Важно рассмотреть стер?…

Representative Results

Используя методы, описанные здесь, чисто популяций микроглии могут быть изолированы и могут быть готовы для характеристик, используя in vitro и анализ СУИМ. С самого начала до 18 животных может использоваться за калл, с ожидаемой доходности примерно 450 000-600 000 Микроглии…

Discussion

Микроглии имеют способность быть про – и противовоспалительными, изменено на стимулы окружающей среды. Предыдущие исследования показали, что модуляции микроглии активации может придать нейропротекции. Их способность обеспечивать защиту нейронов и ремонт повреждений требует дополни?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Materials

DMEM, low glucose, pyruvate Gibco 11885084
Antibiotic-Antimycotic (100X) Gibco 15240062
DNaseI grade II from bovine pancreas Sigma-Aldrich 10104159001
Papain from papaya latex, buffered aqeuous solution Sigma-Aldrich P3125-100mg
Fetal Bovine Serum, qualified, heat inactivated Gibco 16140071
Percoll GE Healthcare 17-0891-01
Hank's Balanced Salt Solution (1X) Gibco 14175-103
Hank's Balanced Salt Solution (10X) Gibco 14185052
EasySep Mouse CD11b Positive Selection Kit StemCell Technologies 18770 EasySep magnet variant
EasySep magnet StemCell Technologies 18000
EasySep Buffer StemCell Technologies 20144
Dulbecco's Phosphate buffered saline Gibco 14040182
Trypsin (2.5%) (10X) Gibco 15090-046
Purified Rat Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block™) BD Biosciences 553141
Falcon 5mL Round Bottom High Clarity PP Test Tube, with Snap Cap, Sterile Corning 352063
175cm² Angled Neck Cell Culture Flask with Vent Cap Corning 431080
Lipopolysaccharides from Escherichia coli O127:B8 Sigma-Aldrich L5024
96 Well TC-Treated Microplates size 96 wells, clear, polystyrene, round bottom Corning CLS3799
Paraformaldehyde (powder, 95%) Sigma-Aldrich 158127
Triton-X Sigma-Aldrich X100
Rabbit Anti-Iba1 Wako 01919741 
Goat Anti-Rabbit IgG H&L (Alexa Fluor 488) Abcam ab150077
FACS Antibodies Company Catalog Number
V450,Rat,Anti-Mouse,CD45,30-F11,RUO BD Biosciences 560501
PerCP-Cy5.5 CD11b  eBiosciences 45-0112-82
ZombieNIR Biolegend 423105
pHrodo Red E. coli BioParticles Conjugate Thermo Fisher Scientific P35361
Annexin.V_FITC Miltenyi Biotech 130-093-060
Propodium Iodide solution Miltenyi Biotech 130-093-233

References

  1. Volpe, J. J. Brain injury in premature infants: a complex amalgam of destructive and developmental disturbances (Report). Lancet Neurology. 8 (1), 110 (2009).
  2. Saliba, E., Henrot, A. Inflammatory Mediators and Neonatal Brain Damage. Biology of the Neonate. 79 (3-4), 224-227 (2001).
  3. Uwe-Karsten, H., Helmut, K. Microglia: active sensor and versatile effector cells in the normal and pathologic brain. Nature Neuroscience. 10 (11), 1387 (2007).
  4. Cherry, J. D., Olschowka, J. A., O’Banion, M. K. Neuroinflammation and M2 microglia: the good, the bad, and the inflamed. Journal of neuroinflammation. 11, 98 (2014).
  5. Michell-Robinson, M. A., et al. Roles of microglia in brain development, tissue maintenance and repair. Brain. 138 (5), 1138-1159 (2015).
  6. Guohua, W., et al. Microglia/macrophage polarization dynamics in white matter after traumatic brain injury. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 33 (12), 1864 (2013).
  7. Neumann, H., Kotter, M. R., Franklin, R. J. M. Debris clearance by microglia: an essential link between degeneration and regeneration. Brain. 132 (2), 288-295 (2009).
  8. Veronique, E. M., et al. M2 microglia and macrophages drive oligodendrocyte differentiation during CNS remyelination. Nature Neuroscience. 16 (9), 1211 (2013).
  9. Hu, X., et al. Microglia/macrophage polarization dynamics reveal novel mechanism of injury expansion after focal cerebral ischemia. Stroke. 43 (11), 3063 (2012).
  10. Kigerl, K. A., et al. Identification of two distinct macrophage subsets with divergent effects causing either neurotoxicity or regeneration in the injured mouse spinal cord. The Journal of Neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 29 (43), 13435 (2009).
  11. Suzuki, T. Microglial α7 nicotinic acetylcholine receptors drive a phospholipase C/IP3 pathway and modulate the cell activation toward a neuroprotective role. Journal of neuroscience research. 83, (2006).
  12. Bedi, S. S. Intravenous multipotent adult progenitor cell therapy attenuates activated microglial/macrophage response and improves spatial learning after traumatic brain injury. Stem cells translational medicine. 2, (2013).
  13. Tran, T. A., McCoy, M. K., Sporn, M. B., Tansey, M. G. The synthetic triterpenoid CDDO-methyl ester modulates microglial activities, inhibits TNF production, and provides dopaminergic neuroprotection. Journal of neuroinflammation. 5, 14 (2008).
  14. Grützkau, A., Radbruch, A. Small but mighty: How the MACS®-technology based on nanosized superparamagnetic particles has helped to analyze the immune system within the last 20 years. Cytometry Part A. 77A (7), 643-647 (2010).
  15. Nikodemova, M., Watters, J. J. Efficient isolation of live microglia with preserved phenotypes from adult mouse brain. Journal of Neuroinflammation. 9, 147-147 (2012).
  16. Holt, L. M., Olsen, M. L. Novel Applications of Magnetic Cell Sorting to Analyze Cell-Type Specific Gene and Protein Expression in the Central Nervous System. PLOS ONE. 11 (2), e0150290 (2016).
  17. Leaw, B., et al. Human amnion epithelial cells rescue cell death via immunomodulation of microglia in a mouse model of perinatal brain injury. Stem cell research & therapy. 8 (1), 46 (2017).
  18. Moujalled, D., et al. TDP-43 mutations causing amyotrophic lateral sclerosis are associated with altered expression of RNA-binding protein hnRNP K and affect the Nrf2 antioxidant pathway. Human Molecular Genetics. 26 (9), 1732-1746 (2017).

Play Video

Cite This Article
Stark, J. C., Wallace, E., Lim, R., Leaw, B. Characterization and Isolation of Mouse Primary Microglia by Density Gradient Centrifugation. J. Vis. Exp. (132), e57065, doi:10.3791/57065 (2018).

View Video