Method Article
هذه الطريقة يصف كيفية عزل خلايا بطانية وخلد الاوعية الدموية الدقيقة من مخ الفأر. وصفنا بروتوكول خطوة بخطوة بدءا من تجانس أنسجة المخ، والخطوات الهضم، والبذر وتخليد للخلايا. عادة، يستغرق حوالي خمسة أسابيع للحصول على متجانسة، خلدت الاوعية الدموية الدقيقة خط الخلية البطانية.
الخلايا الظهارية والبطانية (EC) وبناء الحواجز التي تحمي paracellular الأنسجة من البيئة الخارجية والداخلية. حاجز الدم في الدماغ (BBB)، ويتألف من EC، نجمية نهاية أقدام pericytes، والغشاء القاعدي هو المسؤول عن الحماية والتوازن للحمة الدماغ. في المختبر هي نماذج BBB الأدوات المشتركة لدراسة بنية ووظيفة BBB على المستوى الخلوي. وقد تم إنشاء عدد كبير من مختلف النماذج في المختبر BBB للبحوث في مختبرات مختلفة حتى الآن. عادة، يتم الحصول على الخلايا من الأبقار، الخنازير، الفئران أو الماوس أنسجة المخ (نوقشت بالتفصيل في الاستعراض الذي فيلهلم وآخرون. 1). عينات الأنسجة البشرية لا تتوفر إلا في عدد محدود من المختبرات أو الشركات 2،3. بينما الخلية الأولية هي الاستعدادات تستغرق وقتا طويلا ويمكن أن تختلف الثقافات EC من دفعة لدفعة، وإنشاء خلد EC لينES هو محور الاهتمام العلمي.
هنا، نقدم طريقة لإنشاء خط خلد الدماغ EC الاوعية الدموية الدقيقة من مخ الفأر حديثي الولادة. وصفنا الإجراء خطوة بخطوة قائمة الكواشف والحلول المستخدمة. وبالطريقة المحددة من قبل المختبر يسمح للعزلة ومتجانسة خلد خط الخلية البطانية في غضون أربعة إلى خمسة أسابيع. الاوعية الدموية الدقيقة في الدماغ خطوط الخلايا البطانية ووصف cEND 4 (من القشرة المخية) وcerebEND 5 (القشرة المخيخية من)، تم عزل وفقا لهذا الإجراء في المختبر فورستر واستخدمت على نحو فعال لشرح مختلف العمليات الفسيولوجية والمرضية في BBB. وباستخدام cEND cerebEND لقد أثبتنا أن هذه الخلايا تستجيب ل4،6-9-جلايكورتيكود والاستروجين علاج 10 كما كذلك لصالح infammatory سطاء، مثل TNFalpha 5،8. وعلاوة على ذلك، درسنا في علم الأمراض من SC متعددةlerosis 11 و 12،13 نقص الأكسجة على مستوى EC-. يمكن اعتبار cEND وخطوط cerebEND كأداة جيدة لدراسة بنية ووظيفة الردود وBBB الخلوية من ECS للمؤثرات مختلفة أو تفاعل مع الخلايا اللمفية أو EC الخلايا السرطانية.
1. عزل Microvessels الدماغ
ملاحظة: يمكن تحديد السحايا والأغشية، رقيقة شفافة على سطح أنسجة المخ. يمكن إزالتها بعناية مع ملقط معقم.
2. تخليد الدماغ الخلايا البطانية الاوعية الدموية الدقيقة
4. تقسيم خلايا cEND (ملاحظة: يجب أن يتم تقسيم مرة واحدة في الأسبوع، تجنب تقسيم العالي من 1:4).
5. تجميد خلايا cEND
cEND المتوسطة النمو: 450 مل DMEM، FCS 10٪، 10 مل الجلوتامين L-، 2٪ MEM-كيت، 2٪ NEAA، صوديوم 10 مل البيروفات، 50 U / مل البنسلين / الستربتوميسين
6. ممثل النتائج
وتميزت الخلايا cEND وcerebEND من immunostainings من البطانية علىالثانية BBB وضع العلامات وكذلك قياسات المقاومة الكهربائية transendothelial (طير) والنفاذية. وكان cEND cerebEND على التشكل مماثلة على الثقافات الرئيسي لECS الدماغ، مع monolayers من الخلايا معبأة بإحكام ممدود أن عرضت في تثبيط نمو التقاء. وأعرب الخلايا المستويات التي يمكن اكتشافها جيدا claudin-5 occludin، والبروتينات VE-كادهيرين التي مترجمة في تقاطعات خلية خلية، كما هو موضح من قبل المناعي (الشكل 3) 4،5. الخلايا cEND زراعة في المصل انخفاض المتوسط أدى إلى زيادة في طير (من 150 Ωcm 2 في وجود 10٪ المصل إلى 2 Ωcm 500 في وجود 2٪ مصل)، الذي potentiated بإضافة الهيدروكورتيزون (800 Ωcm 2) أو الأنسولين (1،000 Ωcm 2) 4 كان من Monolayers cEND المستزرعة في المصل انخفاض المتوسطة لمدة 21 يوما طير من 900 Ωcm 2 (الشكل 4). وقد تم قياس طير باستخدام الجمعيةتحتوي على أقطاب كهربائية الجاري فاة والجهد قياس-(أدوات دقيقة العالمي). على سبيل المقارنة، تم الإبلاغ عن الاوعية الدموية الدقيقة في الدماغ الأولية ECS لديها قيم طير من 200-600 Ωcm 2 و خلية الفأر المتاحة تجاريا خط bEnd.3 كان طير قيم 100-140 Ωcm 2 (انظر للمراجعة الأخيرة أبوت 2005 وآخرون توث آل.، 2011 17،18). وبالإضافة إلى ذلك، انخفض مرور الجزيئات، مثل المنظمات غير المشحونة FITC-dextrans من الجماهير الجزيئية 4 و 10 و 70 و كيلو دالتون 500، أو فلوريسئين (300 دا) عبر أحادي الطبقة من cEND في المتوسط 2٪ FCS التمايز أكثر من 4 ساعة مقارنة مع الخلايا السيطرة الحفاظ على النمو في وسط يحتوي على 10٪ FCS: تم تخفيض تدفق paracellular إلى 30٪ من الخلايا الرقابة على فلوريسئين، إلى 26٪ للFITC-dextrans 10 و كيلو دالتون 70، وانخفض تدفق إلى 4.5٪ من الخلايا الرقابة على FITC 500 كيلو دالتون، dextrtan. كان نفاذية مماثلة لطير القيم، على أدنى مستوى في الخلايا المستزرعة في وجود الحلاوةocorticoids (GC) 4. في دراسات أخرى، حددنا الجينات المستهدفة جلايكورتيكود، occludin، claudin 5-VE-كادهيرين والبطانة في الدماغ الوعائية 4،7،9. أدى GC العلاج إلى زيادة في التعبير عن هذه البروتينات وإلى إعادة ترتيب كادهيرين-VE إلى الهيكل الخلوي. المباشرة بوساطة GC تنظيم محكم تقاطع البروتينات occludin وclaudin 5-يظهر من خلال عناصر استجابة GC في مناطق المروج لها 4،7،19. بالإضافة إلى ذلك، claudin-5 تم تحديد كهدف رواية الاستروجين في 10 البطانة الوعائية.
وراء ضعف البطانية أمراض مختلفة كثيرة. نحن مثقف وcEND تحت الأوكسجين / الجلوكوز الحرمان (OGD) الظروف. أدى OGD إلى تعطيل وظيفة BBB، والتي يمكن اعادة بعد العلاج المشترك مع GC وproteasome بورتيزوميب المانع 12. أدت الظروف OGD إلى زيادة كبيرة في امتصاص الجلوكوز في التعبير ونقل القوارب من الجلوكوزالنسب في cerebEND، التي يمكن أن تكون مخففة من خلال إضافة MK801، مثبط غير التنافسية للمستقبلات NMDA 13.
الشكل 1. واتخذت مورفولوجية خلايا المخ البطانية الاوعية الدموية الدقيقة (cEND) بعد أسبوع واحد العزلة. صور المجهر الضوئي تحت التكبير (B) 6X (A) و15X. المستعمرات الجزيرة تتكون من الخلايا البطانية مرئية.
الشكل 2. واتخذت مورفولوجية خلايا المخ البطانية الاوعية الدموية الدقيقة (cEND) بعد شهر واحد العزلة وتخليد. صور المجهر الضوئي تحت التكبير 15X. ويمكن ملاحظة A، متجانسة متموجة أحادي الطبقة الخلايا البطانية.
الشكل 3. خلد الدماغ microvasculكانت تزرع الخلايا البطانية ع صريحة claudin-5، وoccludin VE-كادهيرين. الخلايا CEND على coverslips المغلفة IV-الكولاجين وملطخة أجسام مضادة ضد claudin-5 (A)، occludin (B) وVE-كادهيرين (C). تم نقل الصور باستخدام المجهر زايس Axioscop2 تحت التكبير 40X.
الشكل 4. كانت تزرع قياس المقاومة الكهربائية transendothelial (طير) من cEND CEND. أحادي الطبقة على مرشحات الكولاجين IV-transwell المغلفة (المسام حجم 0.4 ميكرومتر). بعد التوصل التقاء، واستمرت الخلايا في المتوسط تحتوي على FCS 2٪. وقد تم قياس طير بعد أيام 7 و 14 و 21 باستخدام أقطاب كهربائية تحتوي على الجمعية الحالية، ومرور الجهد القياس.
ويمكن استخدام الإجراء الموضح لعزل سلالات من الاوعية الدموية الدقيقة ECS الماوس المختلفة وكذلك من مختلف سلالات الفئران ضرب المغادرة لدراسة التغيرات في وظيفة محددة البطانة الوعائية. كوسيلة من وسائل تخليد استخدمنا التحول مع oncoprotein من الفيروسة التورامية الفئران، تورام المستضد T الأوسط. فإنها تحول بسرعة الخلايا البطانية غير ناضجة في الجسم الحي في المختبر و20،21،22. وسائل أخرى للتخليد ECS هو موضح في الأدب تشمل على سبيل المثال تخليد مع المستضد T SV40 كبيرة من الفيروس قردي 40 23 المفجي، منتج الجين اتش E1A 24 أو overexpression من الوحيدات الحفاز تيلوميراز الإنسان 3. تخليد مع PymT هو محددة لاظهار الدعم للالفئران غير ناضجة، والذي يسمح الحصول على ثقافة متجانسة من الفئران EC حديثي الولادة في وقت قصير. تخليد تغيير خصائص الخلايا واليجب مقارنة نتائج ه تم الحصول عليها مع خطوط الخلايا خلد سواء مع الخلايا الأولية أو مع التجارب المجراة على الفئران. وقد وصفت PymT EC خلدت للتعبير عن مستويات عالية من النشاط fibrinolytic والناتجة عن زيادة إنتاج المنشط البلازمينوجين يوروكيناز من نوع وانخفض إنتاج مثبطات منشط البلازمينوجين 25. المقارنة المباشرة لPymT خلد bEND5 خط الخلية الأولية مع ECS كشفت أن كلا من النماذج في المختبر BBB هي مناسبة تماما للدراسات التصاق الخلايا T 26.
يمكن استخدام خطوط الخلايا التي أنشئت وفقا للإجراء المبين في رقم مرور منخفضة للحفاظ على خصائص الحاجز بواسطة التعبير عالية من البروتينات وBBB EC موصلي، كما تفقد الخلايا هذه الخصائص خلال الشيخوخة. هكذا بعد فقدان خصائص الحاجز، ينبغي النظر في إعداد خط خلية جديدة. يجب أن تكون الخلية كثافة الطلاء عالية لاظهار الدعم، وهذا أمر بالغ الأهمية لانتشار الخلايا. يجب النظر في هذا الإجراء خلال العزلة وكذلك الحفاظ على ECS خلد. وينبغي اختبار كل سطر الخلية الجديدة لخصائص الجدار وللملوثات محتملة مع أنواع الخلايا الأخرى. يمكن ملطخة monolayers EC مع مستضد العضلات المضادة للغالاكتوسيريبروزيد والبروتين لييفي الحمضية المضادة للالدبقية ومكافحة سلس والأجسام المضادة الأولية لاستبعاد التلوث مع الخلايا النجمية، وoligodendrocytes قد pericytes 4،27. استبعاد التلوث الأوعية الدموية meningal، يمكن اختبار التعبير عن thrombomodulin، وهو ما يعبر عنه في كل أسرة الأوعية الدموية باستثناء الدماغ 28.
ومن المثير للاهتمام، وخلد خطوط الخلايا البطانية الاوعية الدموية الدقيقة المعزولة من مناطق الدماغ المختلفة تختلف في خصائص الجدار والتعرض للمؤثرات الموالية للالتهابات. وكمثال على ذلك، يمكن ذكر الدماغي خلية cerebEND cEND والمخيخ خطوط 4،5. وأظهرت CerebEND، مقارنةلcEND، وانخفاض مستويات التعبير عن مكونات رئيسية تقاطع ضيق claudin-1 وoccludin. ومع ذلك، كانت مستويات claudin-3 -12 وأعلى في cerebEND. عانى وظيفة الحاجز من الخلايا cerebEND أكثر من ذلك بكثير تحت العلاج مع الوسيط التهابات، TNFα من خصائص الجدار من الخلايا cEND فعلت 5. ويمكن ملاحظة ضعف أعلى المخيخ للمؤثرات التهابات، في الجسم الحي في مرضى التصلب المتعدد ولها في حيوانات التجارب الذاتية التهاب الدماغ و النخاع نموذج 29. هذه النتائج مثيرة للاهتمام تظهر ضرورة توليد وتميز الفرد نماذج في المختبر لمناطق الدماغ المختلفة، من أجل تحسين استهداف المستقبل المخدرات في الدماغ.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
وأيد هذا البحث من قبل جمعية الألمانية للبحوث DFG تحت رقم FO منحة 315/4-1 وDFG SFB 688.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم كاشف | شركة | كتالوج رقم | تعليقات |
ألبومين المصل البقري (BSA) | سيغما الدريخ | A7906 | الطهارة> 98٪ |
الكولاجين IV | سيغما الدريخ | C5533 | 50 ميكروغرام / مل في حمض الخليك 50 ملم |
كولاجيناز / Dispase | روش | 10269638001 | |
Dulbecco لتعديل النسر المتوسط (DMEM) | سيغما الدريخ | D5796 | |
ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | سيغما الدريخ | D2650 | |
الجنين مصل العجل (FCS) | PAA المختبرات | A15110-1333 | تركيز النهائي 10٪، للحرارة المعطل (30 دقيقة عند 56 ° C) |
الجلوتامين L- | Biochrom AG | K0282 | التخزين: -15 ° C ≤ |
MEM فيتامين | Biochrom AG | K0373 | التخزين: -15 ° C ≤ |
NA-البيروفات | Biochrom AG | L0473 | |
النيوميسين (G418) | PAA المختبرات | P11-012 | |
غير الأحماض الأمينية الأساسية (NEA) | Biochrom AG | K0293 | تخزين عند 4 ° C |
Penicilin / الستربتوميسين | Biochrom AG | A2212 | التخزين: -15 ° C ≤ |
الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) | Biochrom AG | L1825 | |
Polybrene (hexadimethrine الميثيل) | سيغما الدريخ | 107689 | 0.8 ملغ / مل في برنامج تلفزيوني، والتخزين في -20 ° C |
بوروميسين | سيغما الدريخ | P8833 | |
التربسين / EDTA | Biochrom AG | L1825 | 0.05٪، 0.02٪ EDTA في برنامج تلفزيوني |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved