Method Article
本文介绍的方法,从中获得丰富的人口在原代培养的小鼠少突胶质前体细胞(OPCS),它分化为成熟的少突胶质细胞(OLS)。此外,本报告介绍的技术生产小鼠myelinating播种到小鼠背根神经节(DRGNs)突起床鼠标OPCs的合作文化。
确定基本的OL发展的分子机制,推动我们的OL生物学知识不仅是关键,但也有了解脱髓鞘疾病,如多发性硬化症(MS)的发病机制的影响。细胞发育通常与原代细胞培养模型研究。原代细胞培养有利于对一个给定的细胞类型的评价提供了一个受控环境中,体内多余的变量。虽然从大鼠的职等文化提供入职等生物大量的洞察力,类似的努力,建立从小鼠OL的文化遭到了主要障碍。发展文化小鼠的主要OLS方法是必须以利用现有的转基因小鼠线的优势。
已被描述为啮齿类动物组织中提取OPCs的多种方法,从神经球的推导,差速贴壁纯化和immunopurification 1-3范围。虽然许多方法提供了成功,最需要丰富的文化时间和/或昂贵的设备/试剂。为了解决这个问题,净化适应最初是由麦卡锡和DE Vellis 2描述的方法,从小鼠组织的OPCs的首选。此方法涉及物理分离OPCs的来自新生儿灭鼠皮质的神经胶质混合文化。结果是可以分化成OL丰富文化的纯化OPC人口。这种做法是有吸引力,因为其文化相对短的时间和不必要的生长因子或immunopanning抗体要求。
虽然在纯化文化探索的OL发展的机制是知识性的,它不提供有关生理环境评估髓鞘的形成。与神经元共培养OLS将给予调节OL介导的神经轴突髓鞘的分子基础的洞察力。对于很多OL /神经元共培养研究,背根神经节(DRGNs)已被证明是神经类型的选择。他们是由于其易于提取,少量污染的细胞,并形成致密突起的病床与OLS的合作文化的理想选择。 4-6,虽然研究使用鼠/鼠标myelinating xenocultures已经发表,这样的推导方法OL / DRGN myelinating产后小鼠组织中的合作文化并没有被描述。在这里,我们目前对如何有效地产生这样的文化,以及预期结果的例子详细的方法。这些方法有助于解决OL开发/ myelinating功能的相关问题,并在神经科学领域的有用工具。
伦理声明
根据加拿大动物保健理事会(廉政公署)的指导方针,在这项工作中所使用的小鼠照料。获得批准的,从渥太华动物保健委员会根据协议号OGH - 119大学进行实验的伦理。
1。夹层 - 为OPC提取新生小鼠皮层
2。解离新生儿皮质和胶质混合文化的维护
注意:应避免在以下所有步骤的气泡成细胞悬液。
注:根据trituration将导致贫困的组织分解,而过trituration将产生不利影响细胞活力。重要的是不引入到解决方案中的泡沫,因为这将严重影响细胞活力。
3。 DRGN隔离
注意:要产生OL / DRGNs联合培养,DRGNs应建立后,胶质混合文化生成一天。这两种文化类型的种植独立,合并后9-10天。
注:许多污染细胞会强烈坚持的培养皿中,从而丰富DRGNs细胞悬液。
4。 OL丰富的文化或OL / DRGN合作文化的建立混合胶质细胞培养纯化的OPCs
5。处理免疫荧光显微镜文化
6。全细胞蛋白提取OL丰富的文化
7。 SDS - PAGE分析在丰富的OL文化蛋白质
8。代表性的成果:
在这个协议中,OPCs的是扩大单层星形胶质细胞内胶质混合文化。这是来自P0 - P2的新生小鼠皮层神经胶质混合文化。每日1 次,在体外(DIV1),胶质混合文化包含不同形态的细胞相衬显微镜(图2a)。在DIV3,星形胶质细胞的单层烧瓶的基础上开始形成,并在DIV8时,OPCs可以清楚地观察单层表面上。在DIV9,增殖的OPCs的已达到足够的密度,一夜之间高速轨道晃动纯化。一旦纯化过程已经完成,其结果是一个OPC丰富的细胞群。 DIV1后净化时,OPCs有简单的形态,延长几道工序(图2b)。在DIV3后纯化,细胞有延长一个复杂的过程小梁,让人联想到不成熟的OLS。在DIV6后的净化,纯化的OLS已夷为平地,预计单张般的膜结构。这种形态的发展是典型的体外成熟OLS 。
OL系(图3a)表明纯化的细胞免疫荧光显微镜。种子OPCs的最初表达的硫酸软骨素蛋白多糖(NG2),并发展成髓鞘相关糖蛋白(MAG)积极不成熟OLS后三天内播种(图3B)。在DIV6,很多OLS表达髓鞘碱性蛋白(MBP),并具有典型的成熟OL形态。 %的OL系的细胞在不同时间点进行了量化,以确定纯度的OL丰富的文化(图3C)。在DIV1后的净化,文化为50 ± 14%NG2 +已经OPCs的,没有MAG + ve或MBP +已经OLS 。这表明OL系细胞的纯化是有区别的OLS可以忽略不计的数字,在播种时在易制毒化学阶段。在DIV3,许多OLS分化成MAG +已经细胞(24 ± 5.9%),而一些保留的易制毒化学表型,并保持NG2 +(13 ± 8.0%) 。在DIV3,MAG +已经细胞(3.2 1.2%)的比例很小,也表达的MBP。在DIV6,20 ± 5.9%OLS MAG +已经 12 ± 7.3%,而坚持NG2 +已经 OPCs的。此外,21 ± 9.3%的细胞内的文化是MBP + VE在这个时间点OLS 。 SDS - PAGE分析显示分级2'3' -环核苷酸的3' -磷酸二酯酶(CNP)在6天的文化时期的MBP表达,进一步体现了文化OPCs的的能力末期分化成成熟的OLS(图3D )。总的来说,这些数据建立了这种方法生产OL丰富文化系统适合从OPCs的OL成熟的研究手段。
该协议还介绍了建立OL / DRGN联合培养,使用只鼠的组织来源的方法。然而,以产生共同的文化,DRGNs必须先单独培养,以产生足够的突起网络。这些产后小鼠神经元的文化是生长在低血清媒体9天与10μM的FUDR补充,以防止污染成纤维细胞增殖和GL胶质细胞。在9天的体外过程中,孤立的DRGNs产生一个致密突起的床(图4a )。这突起的床是免疫阳性神经元的标志物神经丝蛋白200(NF)和Tuj1(图4b)。此时,纯化OPCs的可能是添加的突起病床,和一个额外的6天生产myelinating联合培养培养。
在DIV6 OL / DRGN合作文化,很多的MBP +已经 OLS可以观察之间的NF +已经 DRGN突起(图5a)。经仔细检查,OLS证明,使众多DRGN突起的联系,经常鞘的MBP +已经膜(图5B,C) 。
图1。特别是新生小鼠皮层和背根神经节隔离方面的解剖显微镜图像。 (一)背视图新鲜提取的新生小鼠大脑。虚线表示切口必须作出便于去除脑膜层的面积。(二 )脑腹面观,虚线表示皮层符合腹间脑的地方。深的切口,必须沿虚线援助隔离的皮质(C - C')的可视化描述如何撬从脑的其余部分的皮质(D)一个新鲜分离的P5 - P10鼠标脊柱之前修剪走多余的肌肉和骨骼(D)(E)在脊柱病种付费的位置。(F)(G)应该从一个鼠标隔离病种付费的大致数量。一个背根神经节,需要很长的根修剪前酶消化。虚线应修剪根部的区域。(G'),DRG的后根修剪。
图2。 OPCs的是扩大内部胶质混合文化,纯化,并随后作为OL丰富的文化区别 。 (一)第一阶段混合胶质文化对比度的图像,在不同的发展阶段。在DIV1,细胞出现几个扁平细胞轮。胶质混合文化的分层开始DIV3,星形胶质细胞形成一个统一的容量瓶中,赖以OPCs的增殖基地单层。许多OPCs的DIV8坚持的星形胶质细胞单层的表面(箭头),(b)一旦混合胶质文化纯化,DIV1 OPCs的扩展只有几道工序。在DIV3,细胞延长了许多过程,让人联想到中间阶段OLS。在DIV6,夷为平地的OLS(星号)显示有张膜(虚线)。比例尺,50微米。
图3。 OL丰富的文化表征。 (一)的共聚焦显微镜图像的隔离OLS在不同的发展阶段。 NG2 +已经 OPCs的简单形态,而MAG +已经 OLS拥有多种乔木进程。 MBP +已经 OLS延长膜的髓鞘像张。 (二)比例尺,50微米。纯净的OL系细胞的来源称作OPCs,并分化成MAG + VE,MBP +已经OLS超过6格。在DIV1,所有OPCs的NG2 正极 ,而没有MAG + ve或MBP + VE。在DIV3,MAG + ve和少数的MBP +已经 OLS现在很明显的。 OLS的大部分DIV6,MAG和MBP +已经在所剩不多的NG2 +已经 OPCs的。 (三)比例尺,100微米。平均%OL细胞系在不同的发展阶段,超过6格值± SD 。在DIV1,所有的OL系细胞NG2 + VE,占50 ± 14%的总细胞内的文化。 DIV3和DIV6,OL系细胞分别占36 ± 6.8%和32 ± 8.4%的细胞总数,包括不同比例的NG2 +已经 MAG + ve和MBP的+已经 OLS。(D)SDS - PAGE电泳进行从丰富文化展示超过6 DIV文化时期分级OL标记CNP和MBP表达OL源性蛋白。
图4。表征DRGN文化预OPC播种。 (a)第一阶段在9 DIV文化时期前OPC播种DRGNs对比度的图像。 DRGNs起源体型大细胞与几道工序,并产生一个日益复杂的突起网络。比例尺,100微米(二)固定在DIV9(预OPC播种)和神经元特异性标记Tuj1和NF200染色DRGN文化的共聚焦图像。 DRGNs已经产生了突起网络赖以OPCs可能是种子生产OL / DRGN myelinating联合培养。比例尺,50微米。
这份报告介绍了隔离分化中的OL,丰富的文化或OL / DRGN联合培养的小鼠OPCs的一个方法。单独培养时,OPCs的分化成的MBP +已经 OLS,生产髓鞘膜张。 DRGN突起病床时,OLS enwrap与MBP的DRGN突起+已经膜。这种模式的好处OL介导的神经轴突ensheathment复杂的基础调查。
虽然建立这样的文化具有极大的价值,在技术上是具有挑战性的。特别是,要求方面,包括高效的组织消化/解离,维持平衡文化传媒pH值,并DRGN媒体的变化。重要的是要考虑消化的长度,组织量被消化和trituration金额影响疗效和最终结果的组织分解。这不是不寻常经验的研究人员获得从分离的神经系统组织细胞的产量低。此外,小鼠OPCs的倾向,特别是在碱性条件下,培养基的pH值的变化要敏感。文化维持在8.5%的CO 2,目的是为了防止这种情况,因为OPCs的出现,以更好地容忍超过基本微酸性条件。喂养DRGNs方面,媒体的变化,必须迅速执行,不会变干的神经元,但是,一定要轻柔,以不破坏发展中国家突起床。突然媒体的变化可能撞出从基板突起的床,并有可能导致在其完整的解离盖玻片。
这个模型系统的潜在好处极大地掩盖其技术要求的性质。这种系统的优点之一是产后小鼠细胞培养推导的使用,规避需要牺牲养殖女性收获胚胎组织。另一个优点是生长因子的缺乏扩大的OPCs(GFS)的要求。混合胶质文化提供了一个环境,支持OPCs的,大概是由于星形胶质细胞源性营养因子的存在传播。其他方法,如通过神经球7,8推导,依靠政府飞行服务队的有丝分裂的属性,如碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),表皮生长因子(EGF)和血小板衍生生长因子(PDGF)为OPC扩张。同样,产后(P5 - 10)DRGNs的小鼠,避免与神经生长因子(NGF),神经营养因子在体外胚胎DRGNs 9,10生存所需补充的文化传媒的要求。它的利益,以避免使用神经生长因子,因为它产生负面影响的OLS myelinating能力培养DRGNs 4时。避免使用GF -为辅的媒体也有经济利益,作为在大规模使用时,这些试剂成为昂贵的。
或许,这种文化模式最重要的好处是它从鼠标的唯一组织的推导,从而提供机会来自各种各样的转基因小鼠线OPCs的和DRGNs。这允许DRGN和/或OPC特定的属性,执政髓鞘的研究。这将是重要的,特别是阐明受体/配体的相互作用,调节OL介导的神经轴突髓鞘。总之,这是由于神经科学的研究及其应用朝着理解的基础髓鞘的分子线索方面很有价值的技术。
没有利益冲突的声明。
该项目被授予一个从加拿大多发性硬化症协会RKRWO的资助,是一个从加拿大多发性硬化症协会的助学金的获得者。特别提款权是一种多发性硬化症协会从加拿大和加拿大卫生研究院的博士后奖学金获得者。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
产品名称 | 公司 | 产品编号 | |
贝科改良Eagle培养基(DMEM) | 多节 | 319 - 005 - CL | |
汉克的平衡盐溶液(HBSS) | Invitrogen公司 | 14170-112 | |
最小的重要媒体(MEM) | GIBCO公司 | 12360-038 | |
胎牛血清(FBS) | GIBCO公司 | 10091-148 | |
青霉素,链霉素(PEN /链球菌) | GIBCO公司 | 15140-122 | |
GlutaMAX | Invitrogen公司 | 35050-061 | |
聚- L -赖氨酸 | Sigma - Aldrich公司 | P2636 | |
牛血清白蛋白(BSA) | Sigma - Aldrich公司 | A4503 | |
人力merosin纯化蛋白(液氮) | Millipore公司 | CC085 | |
重组大鼠睫状神经营养因子(CNTF) | PeproTech | 450-50 | |
L -甲状腺素 | Biochemika | 89430 | |
全息转 | Sigma - Aldrich公司 | T0665 | |
B27的补充 | GIBCO公司 | 0080085 - SA | |
牛胰岛素 | Sigma - Aldrich公司 | I6634 | |
3,3',5 -三碘- L -甲状腺素 | Sigma - Aldrich公司 | I6634 | |
孕酮 | Sigma - Aldrich公司 | P8783 | |
腐胺 | Sigma - Aldrich公司 | P7505 | |
亚硒酸钠 | Sigma - Aldrich公司 | S5261 | |
5 - 氟-2' - 脱氧尿苷(FUDR) | Sigma - Aldrich公司 | F0503 | |
木瓜蛋白酶溶液 | 沃辛顿 | LS003126 | |
DNaseI | 罗氏 | 1010159001 | |
L -半胱氨酸 | Sigma - Aldrich公司 | C7352 | |
24孔组织培养皿 | 蜂星 | 662-160 | |
组织培养瓶发泄第T25 - | 康宁 | 430639 | |
10厘米的组织培养皿 | 康宁 | 430167 | |
10厘米的培养皿 | Fisher Scientific则 | 0875713 | |
胶原酶一个 | 罗氏 | 103578 | |
CellTrics 50微米过滤器(可选) | PARTEC | 04-004-2327 | |
髓鞘碱性蛋白(MBP)抗体 | ABD Serotec | MCA409S | |
NG2抗体 | Millipore公司 | AB5320 | |
髓鞘相关糖蛋白(MAG)抗体 | Millipore公司 | MAB1567 | |
2',3' -环核苷酸的3' -磷酸二酯酶(CNP)的抗体 | Covance公司 | SMI - 91R - 100 | |
肌动蛋白泛AB - 5抗体 | 杰拉德 | 10R - A106AX | |
神经丝- 200(NF)抗体 | Sigma - Aldrich公司 | N4142 | |
微管蛋白β- 3链(Tuj1)抗体 | Millipore公司 | MAB5544 | |
的Alexa Fluor 488山羊抗兔IgG(H + L)二级抗体 | Invitrogen公司 | A11008 | |
的Alexa Fluor 555山羊抗小鼠IgG(H + L)二级抗体 | Invitrogen公司 | A21422 | |
的Alexa Fluor 647山羊抗大鼠(IgG抗体)(H + L)二级抗体 | Invitrogen公司 | A21247 | |
羊抗鼠IgG(H + L)HRP标记二抗 | BioRad公司 | 170-6516 | |
羊抗鼠IgG(H + L)HRP标记二抗 | 圣克鲁斯生物技术 | SC - 2065 | |
4',6 - diamidino 2 -苯基吲哚(DAPI) | Sigma - Aldrich公司 | D9542 |
媒体食谱
100X的OL -补编
成分 | 添加的金额 |
DMEM培养液 | 100毫升 |
牛血清白蛋白 | 1.02摹 |
孕酮 | 0.6毫克 |
腐胺 | 161毫克 |
亚硒酸钠 | 0.05毫克 |
3,3',5 -三碘- L -甲状腺素 | 4毫克 |
*贮存于-80 ° C在250μL,分装
T“> OL媒体成分 | 添加的金额 |
DMEM培养液 | 23.75毫升 |
100X的OL补充 | 250μL |
牛胰岛素(1毫克/毫升的股票) | 125微升 |
GlutaMAX | 250μL |
全息转(从33毫克/毫升的股票) | 37.5微升 |
B27的补充 | 500μL, |
胎牛血清 | 125微升 |
睫状神经营养因子(从50毫微克/μL股票) | 25μL |
混合胶质文化传媒(在DMEM)
成分 | 终浓度 |
胎牛血清 | 10% |
PEN /链球菌,从股票(0.33%) | 33单位/ ml青霉素和33μg/ mL链霉素 |
GlutaMAX | 1% |
DRGN媒体(在DMEM)
成分 | 终浓度 |
胎牛血清 | 10% |
PEN /链球菌(从1%的股份) | 100单位/ ml青霉素和100μg/ mL链霉素 |
消解液配方:
OPC木瓜蛋白酶溶液(在MEM)
成分 | 终浓度 |
木瓜蛋白酶溶液 | 1.54毫克/毫升 |
L -半胱氨酸 | 360微克/毫升 |
DNaseI | 60微克/毫升 |
DRG的木瓜蛋白酶溶液(在HBSS中)
成分 | 终浓度 |
木瓜蛋白酶 | 1.54毫克/毫升 |
L -半胱氨酸 | 360微克/毫升 |
DRG的胶原酶A溶液(HBSS在)
成分 | 终浓度 |
胶原酶一个 | 4毫克/毫升。 |
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。