ルシファー黄イオン球形成を用いてアストロサイト形態を可視化

アストロサイトは、中枢神経系(CNS)で最も豊富なグリア細胞です。彼らはイオン恒常性、血流調節、シナプス形成だけでなく、排除、および神経伝達物質の取り込^み1で役割を果たしています。アストロサイト機能の広い範囲は、その複雑な形態^構造2、3に反映されます。アストロサイトには、シナプス、デンドライト、軸、血管、および他のグリア細胞と直接相互作用する何千もの細かい枝とリーフレットに分かれたいくつかの一次および二次枝が含まれています。アストロサイトの形態は、異なる脳領域によって異なり、神経回路4でその機能を差別的に実行する能力を示唆する可能性^がある。さらに、アストロサイトは、発達中、生理的状態の間、および複数の疾患状態3、5、6において形態を変化させる知られている。

アストロサイト形態の複雑さを正確に解決するには、一貫性のある再現性の高い方法が必要です。伝統的に、免疫組織化学は、アストロサイト特異的またはアストロサイト濃縮タンパク質マーカーを使用して星細胞を視覚化するために使用されてきました。しかし、これらの方法は、アストロサイトの構造ではなくタンパク質発現のパターンを明らかにする。グリア線維性酸性タンパク質(GFAP)およびS100カルシウム結合タンパク質β(S100β)のような一般的に使用されるマーカーは、細胞体積全体で発現しないため、完全な^形態7を解決しない。アストロサイト(ウイルス注射またはトランスジェニックマウスレポーターライン)で蛍光タンパク質をユビキタスに発現する遺伝的アプローチは、より細かい枝および全体的な領域を同定することができる。しかしながら、個々の星状細胞を区別することは困難であり、分析は特定の^{プロモーター8}によって標的となる星状細胞集団によって偏りが生じよい。シリアルセクション電子顕微鏡は、シナプスとの星状細胞プロセスの相互作用の詳細な画像を明らかにするために使用されています。シナプスに接触する何千ものアストロサイトプロセスのため、現在、この^技術9で細胞全体を再構築することは不可能ですが、これはデータ分析のための機械学習アプローチの使用によって変化することが期待されます。

本報告では、CA1層ラジエータムを例にルシファー黄色(LY)色素を用いて細胞内イオントフォレシスを用いてマウスアストロサイトを特徴付ける手順に焦点を当てる。この方法は、エリック・ブソンとマーク・エリス^{マン10、11}による先駆的な過去の作品に基づいています。軽く固定された脳のスライスからのアストロサイトは、その独特のソマ形状によって識別され、LYで満たされます。細胞は、その後、共焦点顕微鏡で画像化されます。LYイオントフォレシスを用いて個々の星状細胞を再構築し、そのプロセスと領域の詳細な形態学的解析を行う方法を示す。また、この方法は、免疫組織化学と組み合わせて、アストロサイトとニューロン、他のグリア細胞、脳血管系との空間的関係と相互作用を同定するために適用することができる。LYイオントフォレシスは、健康または^{疾患状態7、12、13}の異なる脳領域およびマウスモデルの形態を分析するのに非常に適したツールであると考える。