Isolierung von reinen Astrozyten und Mikroglia aus dem Rückenmark adulter Mäuse für In-vitro-Assays und Transkriptomstudien

Astrozyten und Mikroglia sind vielseitige Gliazellen, die eine wichtige Rolle im zentralen Nervensystem (ZNS) spielen und Aufgaben wie die Regulierung der neuronalen Funktion, den Beitrag zur Entwicklung des ZNS, die Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke und die Beteiligung an anderen kritischen Prozessen übernehmen 1,2,3,4 . Neben ihrer Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase spielen diese Gliazellen auch eine zentrale Rolle bei Verletzungs- und Reparaturmechanismen. Mikroglia sind bekannt für ihre phagozytären, entzündlichen und migrierenden Fähigkeiten nach Beleidigungen oder Verletzungen ^5,6,7. Die Reaktionen von Astrozyten auf Krankheiten sind ebenso vielfältig und umfassen Beiträge zu Entzündungen, zur Bildung von Glianarben und zur Beeinträchtigung der Blut-Hirn-Schranke ^8,9. Obwohl unser Verständnis der schädlichen und reparierenden Rolle von Mikroglia und Astrozyten im ZNS gewachsen ist, erfordert die inhärente Heterogenität sowohl in ihrer Struktur als auch in ihrer Funktion robuste Werkzeuge, um sie in verschiedenen Kontexten zu untersuchen.

Um weitere Einblicke in die Rolle von Mikroglia und Astrozyten in Gesundheit und Krankheit zu gewinnen, ist ein kombinierter Ansatz von In-vivo – und In-vitro-Untersuchungen erforderlich. In-vivo-Techniken nutzen die komplizierte Kommunikation zwischen Gliazellen und Neuronen innerhalb des ZNS, während sich In-vitro-Methoden als wertvoll erweisen, wenn es darum geht, Einzelzellfunktionen oder -reaktionen unter bestimmten Stimuli zu beurteilen. Jede Methode bietet einzigartige Vorteile; In-vitro-Studien sind unerlässlich, um die spezifischen Rollen dieser Zelltypen ohne direkten oder indirekten Input von benachbarten Zellen zu verstehen. Darüber hinaus bieten In-vitro-Assays mit unsterblichen Zelllinien bestimmte Vorteile, darunter die Fähigkeit, sich unbegrenzt zu vermehren, Kosteneffizienz und einfache Wartung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Primärzellen im Vergleich zu Zelllinien normale physiologische Reaktionen besser nachahmen. Diese physiologische Relevanz ist bei funktionellen Assays und transkriptomischen Analysen von entscheidender Bedeutung.

Eine der Herausforderungen bei der Gewinnung von Primärzellen, insbesondere aus dem Rückenmark adulter Mäuse, liegt in der Menge und Lebensfähigkeit der Proben. Das Rückenmark von Erwachsenen ist kleiner als das Gehirn und enthält eine beträchtliche Menge an Myelin und stellt einzigartige Schwierigkeiten dar. Es gibt zwar mehrere veröffentlichte Protokolle, die die Isolierung reiner, lebensfähiger Gliazellen aus neugeborenen Tieren oder dem erwachsenen Mäusegehirn beschreiben 10,11,12,13, aber diese Methoden sind möglicherweise nicht für die Untersuchung von Erkrankungen und Verletzungen geeignet, die spezifisch für das Rückenmark sind. In diesem Protokoll bieten wir ein umfassendes Verfahren zur effizienten Isolierung reiner, lebensfähiger Mikroglia und Astrozyten aus dem Rückenmark der adulten Maus an, was nachgelagerte Anwendungen in Zellkulturen und transkriptomischen Analysen erleichtert. Dieses Protokoll wurde erfolgreich eingesetzt, um diese Zellen aus erwachsenen Mäusen im Alter von 10 Wochen bis 5 Monaten zu isolieren, was seine Nützlichkeit in verschiedenen Kontexten unter Beweis stellte, einschließlich Studien mit konditionalen Knockout-Mäusen, Arzneimittelreaktionen, Entwicklungsforschung und altersbezogenen Modellen.