回虫カエモルハブ炎エレガンスからの特定ニューロン集団の分離

過去数十年にわたり、メタゾンモデル生物のカエオルハブ炎エレガンスは、ニューロン、ニューロン回路、生理的および行動的応答におけるその役割、および老化関連神経変性の研究において、多大な財産となっています。病気。C.エレガンスのユニークな特徴は、動物が透明であり、すべての成人体細胞の系統をマッピングできるようにすること^{です 1}.C. エレガンスはまた、神経細胞の管理可能な量を収容し、神経系の形態と接続性がよく理解されている2.C.エレガンスで利用可能な不変細胞系統、短い寿命、および豊富なハイスループット遺伝的ツールは、異なる神経集団内の老化の研究のための理想的なモデル生物を作る。

ニューロンの老化と神経変性疾患は複雑であり、各疾患はそれに関連するユニークな病理学的特徴を有する。しかし、パーキンソン病やアルツハイマー病などのこれらの疾患の多くでは、一般的な特徴は、誤ったたんぱく質3、4、5の進行性負荷である。これらの疾患の両方において、タンパク質は細胞内で誤って折り畳まれ、凝集して毒性を引き起こし、最終的には細胞死4、5につながる。ニューロンの適切な老化のために、ミトコンドリアの恒常性、より具体的にはタンパク質恒常性は、摂動および嚥下障害が^神経変性6、7、8を引き起こす可能性があるとして重要である。細胞はタンパク質恒常性を維持するための様々なメカニズムを備え、1つは展開されたタンパク質応答(UPR)である-小球網膜(ER)からのシグナルが細胞内シグナルカスケードを活性化し、転写につながる古典的な経路である。応答⁹.このUPR^ERに似て、メタゾンはミトコンドリアタンパク質恒常性の喪失に対して同様の応答を示し、いわゆるミトコンドリアUPR(UPRmt)7,8である。C. エレガンスは、確認され、明確に定義されたUPR^mt経路7を持っている最も基底生物であるように見えます.

大規模なネットワーク内の特定のニューロン集団の機能/機能不全は、その本質的な接続性と複雑さ³を評価するのが難しい場合があります。しかし、細胞性タンパク質恒常性障害に関連するものなど、複雑な病理を有する細胞型特異的疾患のために、異なる神経集団を研究する必要が生じることが多い。C.エレガンスでは、特定の神経集団を遺伝的に操作し、生体内での顔の観察を可能にする。C.エレガンスの神経系は、主に神経細胞で構成され、グリア細胞の割合は小さい。成人のヘルマクロダイトワームでは、約302のニューロンがあり、100以上の異なるクラス2、10に細分化されている。コリン作動性ニューロンなどのニューロンは神経筋接会で優勢であり、ドーパミン作動性ニューロンは主に感覚10,11に関与する。運動活動と感覚能力の両方が年齢とともに低下するにつれて、これらの個々のニューロンの欠陥に関する機械的洞察を詳細に述べる必要があります^11,12.そのため、その後のex vivo研究のために目的とする無傷の細胞を単離するシンプルで堅牢な方法が必要である。

ここでは、C.エレガンスから緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現する特定の神経細胞を迅速に単離するための最適化された有効な方法について説明する。この分離方法は、幼虫、若年性または成人のワームに対して行うことができる。幼虫ワームからの細胞の分離は、以前にZhang et al. al.¹³によって発表され、ここでは議論されません。ここで重要な注意事項は、すべてのワームが異なるライフステージで動物の過剰消化や動物からの汚染を防ぐために同じライフステージにある必要があることです。線虫キューティクルの酵素および機械的破壊の両方を通じて、コラーゲンおよび他の構造タンパク質の高い外骨格は、多種多様な細胞を単離することができる13、14。細胞は、その後、フローサイトメトリーまたは抗体標識磁気ビーズを介して単離することができる。典型的には、RNAは、所望の細胞^集団15の濃縮を確実にするためにフェノールおよびグアニジンイソチオシアネート法を介して単離される。多くの注意を払って、これらの単離された細胞は、培養フラスコまたはマルチウェル皿で維持することができる。この方法は、特定のニューロンの研究におけるユニークで強力なツールを表し、さらなる培養のための生細胞および機能細胞を分離する能力を有する。