Bu rapor, mikroglia veya kan makrofajlarından ekstrasellüler vezikül (EV) izolasyonu için kronolojik gereksinimleri vurgulamaktadır. Mikroglia kaynaklı EV’ler nötral büyümenin düzenleyicisi olarak değerlendirilirken, c6 glioma hücre invazyonunun kontrolünde in vitro tahlillerde kan makrofajlı eV’ler incelendi. Amaç, belirli mikroortamlarda bağışıklık arabulucusu olarak bu EV fonksiyonlarını daha iyi anlamaktır.
Merkezi sinir sisteminin nöroinflamatuar durumu (CNS) fizyolojik ve patolojik koşullarda önemli bir rol oynar. Mikroglia, beyinde yerleşik bağışıklık hücreleri, ve bazen sızan kemik iliği kaynaklı makrofajlar (KBM), CNS kendi mikroortamının inflamatuar profilini düzenler. Bağışıklık hücrelerinden gelen hücre dışı vezikül (EV) popülasyonlarının immün arabulucu olarak hareket ettiği kabul edilir. Bu nedenle, bunların toplanması ve izolasyonu, içeriklerini tanımlamak için önemlidir, aynı zamanda alıcı hücreler üzerindeki biyolojik etkilerini de değerlendirirler. Bu veriler, ultrasantrifüj ve boyut dışlama kromatografisi (SEC) adımları da dahil olmak üzere mikroglia hücrelerinden veya kan makrofajlarından EV izolasyonu için kronolojik gereksinimleri vurgulamaktadır. Hedeflenmemiş bir proteomik analiz, protein imzalarının EV belirteçleri olarak doğrulanmasına izin verdi ve biyolojik olarak aktif EV içeriğini karakterize etti. Mikroglia kaynaklı EVs de işlevsel nöronların birincil kültür de nötrit büyüme bağışıklık mediatörler olarak önemini değerlendirmek için kullanılmıştır. Sonuçlar, mikroglia kaynaklı EV’lerin in vitro neurite büyümesini kolaylaştırmaya katkıda olduğunu göstermiştir. Buna paralel olarak, kan makrofaj kaynaklı EVs fonksiyonel C6 glioma hücrelerinin spheroid kültürlerde bağışıklık aracı olarak kullanılmıştır, bu eVs in vitro glioma hücre invazyonu kontrol gösteren sonuçlar. Bu rapor, EV aracılı bağışıklık hücresi fonksiyonlarını değerlendirme olasılığını vurgular ken, aynı zamanda böyle bir iletişimin moleküler temellerini de anlamaktadır. Bu deşifre doğal veziküllerin kullanımını teşvik edebilir ve / veya cns patolojilerin mikroortamda bağışıklık özelliklerini taklit etmek için terapötik veziküllerin in vitro hazırlanması.
Birçok nöropatoloji giderek düşünülen karmaşık bir mekanizma dır nöro-inflamatuar devlet ile ilgilidir, ancak bağışıklık süreçleri çeşitli ve hücre ortamına bağlıdır, çünkü hala kötü anlaşılmaktadır. Gerçekten de, CNS bozuklukları sistematik olarak aynı aktivasyon sinyalleri ve bağışıklık hücre popülasyonları içermez ve bu nedenle pro-veya anti-inflamatuar yanıtları patolojilerin nedenleri veya sonuçları olarak değerlendirmek zordur. “Microglia” adı verilen beyin yerleşik makrofajlar sinir ve bağışıklık sistemleri arasındaki arayüz de gibi görünüyor1. Mikroglia bir miyeloid kökenli ve ilkel hematopoiesis sırasında beyin kolonize yumurta kesesi türetilmiştir, periferik makrofajlar periferik makrofajlar olmak için kesin hematopoezis sırasında fetal karaciğertülen türetilmiştir ise2. Mikroglia hücreleri nöronlar ve astrositler ve oligodendrocytes33 gibi nöron kaynaklı glial hücreleri ile iletişim . Birkaç yeni çalışmalar mikroglia CNS gelişimi ve yetişkin doku homeostaz sırasında nöronal plastisite dahil olduğunu göstermiştir, ve aynı zamanda nörodejeneratif hastalıklar ile ilişkili inflamatuar devlet4,5. Aksi takdirde, kan beyin bariyerinin bütünlüğü diğer CNS patolojilerinde tehlikeye olabilir. Bağışıklık yanıtları, özellikle glioblastoma multiforme kanser, kan beyin bariyeri anjiyojenik süreçler ve lenfatik damarların varlığı ile yeniden düzenlenir gibi mikroglia hücreleri tarafından desteklenmez6,7. Bu nedenle tümöre bağlı anjiyogenez mekanizmaları boyunca beyin tümöründe büyük kemik iliği kaynaklı makrofajlar (MBM) infiltrasyonu meydana gelir8. Kanser hücreleri immünsupresif özellikleri ve tümör büyümesi ne kadar opresif özellikleri ve tümör büyümesi ne kadar infiltrasyon lu KBM’ler üzerinde önemli bir etki uygular9. Böylece bağışıklık hücreleri ve beyin mikroçevre arasındaki iletişim hücre kökeni ve aktivasyon sinyalleri çeşitli olduğu gibi anlamak zordur10,11. Bu nedenle fizyolojik koşullarda bağışıklık hücresi ile ilişkili moleküler imzaların işlevlerini yakalamak ilginçtir. Bu bağlamda, bağışıklık hücreleri ve hücre mikroçevre arasındaki hücre-hücre iletişimi ekstrasellüler serbest bırakılması ile incelenebilir (EVs).
EVs sağlıklı yanı sıra patolojik koşullarda bağışıklık fonksiyonlarının düzenlenmesinde daha fazla çalışılmaktadır12,13. İki popülasyon, ekzozomlar ve mikroveziküller dikkate alınabilir. Farklı biyogenez ve boyut aralıkları sunarlar. Ekzozomlar ~30-150 nm çapında veziküllerdir ve endozomal sistemden üretilir ve plazma zarı ile multiveziküler cisimlerin (MVB) füzyonu sırasında salgılanır. Mikroveziküller çapı yaklaşık 100-1.000 nm ve hücre plazmamembran14bir dış tomurcuklanma tarafından oluşturulur. Ekzozom ve mikrovezilem ayrımcılığının boyutuna ve moleküler kalıplarına göre fark etmesi hala zor olduğundan, bu raporda sadece EVs terimini kullanacağız. Çalışmalar nematodlar, böcekler veya annelidler15,16dahil omurgasız türlerde rol lerini gösterdi beri CNS EV ilişkili iletişim atalarının bir mekanizma temsil eder. Ayrıca, EVs farklı türlerden hücrelerle iletişim kurabilir gösteren sonuçlar, ilk veziküller ve alıcı hücreler arasında yüzey molekülü tanıma dayalı ve daha sonra arabulucuların alımı na izin bir anahtar kilit sistemi olarak bu mekanizma göstermek16,17. Gerçekten de, EVs proteinler (örneğin, enzimler, sinyal transdüksiyonu, biyogenez faktörü), lipidler (örneğin, ceramid, kolesterol) veya nükleik asitler (örneğin, DNA, mRNA veya miRNA veya miRNA veya miRNA) gibi birçok molekül içeren alıcı hücre faaliyetlerinin doğrudan veya dolaylı düzenleyicileri olarak hareket14. Bu nedenle evs izole etmek ve tam olarak protein imzaları karakterize bağışıklık hücreleri üzerinde metodolojik çalışmalar yapıldı18,19.
İlk çalışmalar bir Wnt3a aşağıdaki indükedilemez bir mekanizma olarak birincil kültürlü sıçan mikroglia ekzozomların serbest olduğunu gösterdi- veya serotonine bağlı aktivasyon20,21. Fonksiyonel CNS, mikroglia türetilmiş EVs nöronlarda presinaptik terminalleri tarafından nöronal eksitilat kontrolüne katkıda bulunan sinaptik vezikül salınımını düzenleyen22,23. Mikroglia kaynaklı EVs de büyük beyin bölgelerinde sitokinler aracılı inflamatuar yanıt yaymak olabilir24,25. Daha da önemlisi, toll benzeri reseptör ailesi için çeşitli ligands microglia26EVs belirli üretimleri etkinleştirmek olabilir. Örneğin, in vitro çalışmalar LPS aktive mikroglia BV2 hücre hatları pro-inflamatuar sitokinler27dahil diferansiyel EV içeriği üretmek olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, CNS bağışıklık hücresi alt popülasyonlarının fonksiyonel çeşitliliği, mikroglia ve bmdm’ler infiltrasyon, alıcı hücreler ve EV içeriğinin belirlenmesi üzerinde EV etkisi de dahil olmak üzere kendi EV popülasyonları ile değerlendirilebilir.
Daha önce mikroglia ve BMDM kaynaklı EVs onların izolasyon16,19sonra fonksiyonel özelliklerini değerlendirmek için yöntemler açıklanmıştır. Bu raporda, mikroglia kaynaklı EV’lerin nörit büyüme üzerindeki etkisini ve makrofaj kaynaklı EV’lerin glioma hücre agregalarının kontrolü üzerindeki etkisini bağımsız olarak değerlendirmeyi öneriyoruz. Bu çalışma aynı zamanda EV izolasyon prosedürünü doğrulamak ve biyolojik olarak aktif protein imzalarını belirlemek için EV fraksiyonlarının geniş bir proteomik analizini önermektedir. Yararlı etkileri ve EV içeriğinin moleküler deşifre onların olası manipülasyon yardımcı olabilir ve beyin bozukluklarında terapötik ajanlar olarak kullanmak.
Merkezi sinir sistemi (CNS) hücre-hücre iletişimi homeostaz için gerekli normal nöronal fonksiyonları düzenleyen karmaşık birdokudur 30. EVs şimdi yaygın olarak incelenmiş ve hücre-hücre iletişimi için önemli moleküler kargolar olarak tanımlanan31. Özellikle alıcı hücrelere aracıbir kokteyl teslim ederek sağlıklı ve patolojik koşullarda işlevlerini etkileyen32. Son çalışmalar EVs CNS önemli bir rol oynadığını gös…
The authors have nothing to disclose.
Sunulan çalışma Ministère de L’Education Nationale, de L’Enseignement Supérieur et de la Recherche ve INSERM tarafından desteklendi. BiCeL-Campus Scientific City Facility’i enstrümanlara ve teknik tavsiyelere erişim için takdir ediyoruz. Jean-Pascal Gimeno, Soulaimane Aboulouard ve Isabelle Fournier’i Kitle spektrometresi yardımı için minnetle kabul ediyoruz. Tanina Arab, Christelle van Camp, Francoise le Marrec-Croq, Jacopo Vizioli ve Pierre-Eric Sautière’i bilimsel ve teknik gelişmelere olan güçlü katkılarından dolayı minnetle kabul ediyoruz.
12% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein Gels | Bio-rad | 4561045EDU | |
Acetonitrile | Fisher Chemicals | A955-1 | |
Amicon 50 kDa centrifugal filter | Merck | UFC505024 | |
Ammonium bicarbonate | Sigma-Aldrich | 9830 | |
HSP90 α/β antibody (RRID: AB_675659) | Santa-cruz | sc-13119 | |
B27 Plus supplement | Gibco | A3582801 | |
BenchMixer V2 Vortex Mixer | Benchmark Scientific | BV1003 | |
Bio-Rad Protein Assay Dye Reagent Concentrate (Bradford) | Bio-Rad | 5000006 | |
C18 ZipTips | Merck Millipore | ZTC18S096 | |
C6 rat glioma cell | ATCC | ATCC CCL-107 | |
Canonical tubes | Sarstedt | 62.554.002 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5804000010 | |
CO2 Incubator | ThermoFisher | ||
Confocal microscope LSM880 | Carl Zeiss | LSM880 | |
Cover glass | Marienfeld | 111580 | |
Culture Dish (60 mm) | Sarstedt | 82.1473 | |
Dithiothreitol | Sigma-Aldrich | 43819 | |
DMEM | Gibco | 41966029 | |
EASY-nLC 1000 Liquid Chromatograph | ThermoFisher | ||
Electron microscope JEM-2100 | JEOL | ||
Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N′,N′-tetraacetic acid | Sigma-Aldrich | 03777-10G | |
Ethylenediaminetetraacetic acid | Sigma-Aldrich | ED-100G | |
Exo-FBS | Ozyme | EXO-FBS-50A-1 | Exosome depleted FBS |
ExoCarta database (top 100 proteins of Evs) | http://www.exocarta.org/ | ||
Fetal Bovine Serum | Gibco | 16140071 | |
Fetal Horse Serum | Biowest | S0960-500 | |
Filtropur S 0.2 | Sarstedt | 83.1826.001 | |
Fisherbrand Q500 Sonicator with Probe | Fisherbrand | 12893543 | |
FlexAnalysis | Brucker | ||
Fluorescence mounting medium | Agilent | S3023 | |
Formic Acid | Sigma-Aldrich | 695076 | |
Formvar-carbon coated copper grids | Agar scientific Ltd | AGS162-3 | |
Glucose | Sigma-Aldrich | G8769 | |
Glutaraldehyde | Sigma-Aldrich | 340855 | |
Hoechst 33342 | Euromedex | 17535-AAT | |
Idoacetamide | Sigma-Aldrich | I1149 | |
InstantBlue Coomassie Protein Stain | Expedeon | ISB1L | |
Invert light microscope CKX53 | Olympus | ||
L-glutamine | Gibco | 25030-024 | |
LabTek II 8 wells | Nunc | 154534 | |
Laemmli 2X | Bio-Rad | 1610737 | |
Laminin | Corning | 354232 | |
MaxQuant software (proteins identification software) | https://maxquant.net/maxquant/ | ||
MBT Polish stell | Brucker | 8268711 | |
MEM 10X | Gibco | 21090-022 | |
Methylcellulose | Sigma-Aldrich | M6385-100G | |
MiliQ water | Merck Millipore | ||
Milk | Regilait | REGILAIT300 | |
Mini PROTEAN Vertical Electrophoresis Cell | Bio-Rad | 1658000FC | |
MonoP FPLC column | GE Healthcare | no longer available | |
Nanosight NS300 | Malvern Panalytical | NS300 | |
NanoSight NTA software v3.2 | Malvern Panalytical | ||
NanoSight syringe pump | Malvern Panalytical | ||
Neurobasal | Gibco | 21103-049 | |
Nitrocellulose membrane | GE Healthcare | 10600007 | |
Nonidet P-40 | Fluka | 56741 | |
Nunc multidish 24 wells | ThermoFisher | 82.1473 | |
Paraformaldehyde | Electro microscopy Science | 15713 | |
PC-12 cell line | ATCC | ATCC CRL-1721 | |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
Peptide calibration mix | LaserBio Labs | C101 | |
Peroxidase AffiniPure Goat Anti-Mouse IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 115-035-003 | |
Perseus software (Processing of identified proteins) | https://maxquant.net/perseus/ | ||
Phalloidin-tetramethylrhodamine conjugate | Santa-cruz | sc-362065 | |
Phenylmethanesulfonyl fluoride | Sigma-Aldrich | 78830 | |
Phosphate Buffer Saline | Invitrogen | 14190094 | no calcium, no magnesium |
pluriStrainer M/ 60 µm | pluriSelect | 43-50060 | |
Poly-D-lysine | Sigma-Aldrich | P6407 | |
Polycarbonate centrifuge tubes | Beckman Coulter | 355651 | |
Protease Inhibitor | Sigma-Aldrich | S8830-20TAB | |
PureCol | Cell Systems | 5005 | |
Q-Exactive mass spectrometer | ThermoFisher | ||
rapifleX mass spectrometer | Brucker | ||
Rat cortical neurons | Cell Applications | R882N-20 | Cell origin : Derived from cerebral cortices of day 18 embryonic Sprague Dawley rat brains |
Rat Macrophage & Microglia Culture Medium | Cell Applications | R620K-100 | Cell orgin : Normal healthy Rat bone marrow |
Rat primary macrophages | Cell Applications | R8818-10a | |
Rat primary microglia | Lonza | RG535 | |
Sepharose CL-2B | GE Healthcare | 17014001 | |
Sequencing Grade Modified Trypsin | Promega | V5111 | |
Slide | Dustsher | 100204 | |
Sodium Chloride | Scharlau | SO0227 | |
Sodium Dodecyl Sulfate | Sigma-Aldrich | L3771 | |
Sodium Fluoride | Sigma-Aldrich | S7920-100G | |
Sodium hydroxide | Scharlab | SO0420005P | |
Sodium pyrophosphate | Sigma-Aldrich | S6422-100G | |
SpeedVac Vacuum Concentrator | ThermoFisher | ||
String software (functional protein association networks) | https://string-db.org/ | ||
SuperSignal West Dura extended Duration Substrate | ThermoFisher | 34075 | |
Syringe 1.0 mL | Terumo | 8SS01H1 | |
Trans-Blot SD Semi-Dry Transfer cell | Bio-Rad | 1703940 | |
Trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | T6508 | |
Tris | Interchim | UP031657 | |
Tris-Glycine | Euromedex | EU0550 | |
Tween 20 | Sigma-Aldrich | P2287 | |
Ultracentrifuge | Beckman Coulter | A95765 | |
Ultracentrifuge Rotor 70.1 Ti | Beckman Coulter | 342184 | |
Uranyl acetate | Agar Scientific Ltd | AGR1260A | |
Whatman filter paper | Sigma-Aldrich | WHA10347510 | |
α-Cyano-4-hydroxycinnamic acid | Sigma-Aldrich | C2020-25G |