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Method Article
Oligodendrocytes are the myelinating cells of the central nervous system. This protocol describes a method for the isolation and culture of their precursors, oligodendrocyte progenitor cells, from rat cortices, as well as a fast and reliable quantitative method to evaluate oligodendrogenesis in vitro in response to experimental factors.
Efficient oligodendrogenesis is the therapeutic goal of a number of areas of research including spinal cord injury, neonatal hypoxia, and demyelinating diseases such as multiple sclerosis and transverse myelitis. Myelination is required to not only facilitate rapid impulse propagation within the central nervous system, but also to provide trophic support to underlying axons. Oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) can be studied in vitro to help identify factors that may promote or inhibit oligodendrocyte differentiation. To date, many of the methods available to evaluate this process have either required large numbers of cells, thus limiting the number of conditions that can be investigated at any one time, or labor-intensive methods of quantification. Herein, we describe a protocol for the isolation of large numbers of highly pure OPCs together with a fast and reliable method to determine oligodendrogenesis from multiple conditions simultaneously. OPCs are isolated from P5-P7 neonatal rat cortices and grown in vitro for three days prior to differentiation. Four days after differentiation, oligodendrogenesis is evaluated using a dual-infrared fluorescence-scanning assay to determine expression of the myelin protein.
在哺乳动物中枢神经系统(CNS)高效神经传导需要通过少突胶质细胞轴突的髓鞘。在开发过程中,少突胶质细胞从被认为来自发展中国家前脑和神经管1的心室区迁移少突胶质细胞祖细胞(OPCs的)池出现。迁移后的OPCs分化为成熟的,少突胶质细胞髓鞘不仅方便高效的冲动传播,而且还提供与轴突营养支持2。成人CNS认为,分散在包括所有的细胞3约5-8%的灰质和白质的OPC充裕的人口。以下脱髓鞘损伤,OPCs的迁移到损伤部位,增殖和分化,以取代在暴露轴突丢失或损坏的髓鞘。然而,在一些疾病/损伤设置,这一过程被发现是低效率的,或者可以完全失败4。而慢性脱髓鞘被认为是增加性疾病,高效oligodendrogenesis和髓鞘再生的负担可能减轻症状5。因此它一直感兴趣的研究的OPCs 体外测定对oligodendrogenesis实验因素的影响。
洞察少突胶质细胞分化的不同阶段已经由阶段细胞特异性标记物的鉴定成为可能。自我更新的早期祖细胞可以通过(PDGFRα)血小板衍生的生长因子受体α的表达式定义,神经/神经胶质细胞抗原2(NG2)和A2B5 6 - 8。作为OPCs的启动其分化程序,并从细胞周期的撤回,它们下调这些标记物的表达,并开始表达指示premyelinating少突胶质细胞,包括环核苷酸3'-磷酸二酯酶(CNPase)和O4的蛋白质。最后,它们分化成更成熟oligodendrocytes特征是髓鞘相关蛋白,包括髓鞘相关糖蛋白(MAG),蛋白脂质蛋白(PLP)和髓鞘碱性蛋白(MBP)的表达。 MBP是细胞内周膜蛋白和髓鞘的主要组成部分。缺乏MBP小鼠发展严重的表型在中枢神经系统髓鞘是显著下降导致震颤,抽搐和过早死亡9,10。在髓鞘形成的MBP这个重要作用,导致其作为在体外和体内 11少突胶质细胞分化的标记物使用。
可以使用多种不同的方法来实现的MBP的定量。 RT-PCR和Western blot分析允许在不同的治疗方案MBP水平的定量。免疫细胞化学是一种常见的定性方法,当使用基于相机的显微镜方法也可以是定量的。虽然这些系统是可靠的,根本少突胶质细胞分化的研究中,他们每个人都有自己的缺点限制了它在药物筛选使用。首先,所需的RT-PCR和Western印迹分析的主要的OPCs量减少,能同时被检查变量数。而进行免疫细胞化学电池的要求低得多,如果量化是目标相当长的时间,必须专门用于每次实验。众多的图像必须被捕获,然后量化,以方便实验分析。这些警告成为考虑需要高吞吐量评估研究的重要障碍。在这里,我们描述了利用来自免疫细胞化学和髓鞘定量Western印迹方法都基本方面的方法,而显著减少所需的细胞的数量和时间来完成定量分析。
涉及受试动物的程序已通过机构动物护理和使用委员会(IACUC)和医学的约翰霍普金斯学院。
1.检测板,股票解决方案,和OPC基本媒体的制备
注:此处描述的大鼠OPC基地(佐藤)媒体已经从先前公布的研究得出12,13。替代媒体制剂也可以是与此过程相兼容。
2.大鼠脑解剖
注:P5-P7幼鼠在本协议所使用。各大鼠小狗皮质产生约1.5-2.0×10 6 A2B5阳性细胞。
3.酶和机械组织解离
注意:对于这个步骤,建议使用基于木瓜蛋白酶解离的神经套件。使用氖乌拉尔解离试剂盒(P)时,这是最适合的OPC隔离特殊步骤进行说明。
4.抗A2B5珠应用,柱纯化,以及电镀
5.诱导分化OPC和固定用4%多聚甲醛
注:当测试小分子对oligodendrogenesis的影响,我们经常dissolvÈ药物的二甲亚砜(DMSO)中,制备1000倍的股票,然后可以保存在-80℃,并直接稀释到佐藤媒体,以获得0.1%的DMSO的最终浓度。我们观察到在任一OPC增殖或分化用DMSO中该浓度没有改变(数据未显示)。
6.免疫组化和定量髓鞘碱性蛋白
注意:在24孔板进行液体处理程序时,推荐的工作速度快,以避免干燥的细胞。这里,建议使用多通道真空吸气器和多通道吸管的。
A2B5阳性的OPC使用磁性柱分离系统通过积极的小区选择隔离。在此之前的分离步骤,整个大脑从幼鼠是P5和P7之间除去。一旦整个大脑成功从头骨分离,嗅球和小脑使用精细外科镊子(图1A)中除去。为了分离大脑皮质组织下丘脑,丘脑和中脑被小心剥离(图1B)切除。接下来,海马和纹状体使用弯钳手术( - D图 1C)<...
这里介绍的协议描述了分离的大鼠的OPCs并响应实验因素体外 oligodendrogenesis定量了快速和可靠的方法。用积极的选择,可行的和纯粹的OPC的高收益直接用于实验目的。此方法简化了隔离,培养和分化的步骤到1周的时间帧,并固定细胞可以方便地储存在4℃下数周而不在测定灵敏度的任何损失。
与基于扫描器荧光测定法的一个主要优点是,数据采集和分析被大大加快与传?...
作者什么都没有透露。
授予赞助商:美国国立卫生研究院;授权号:R37 NS041435。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dissection Materials | |||
PBS without Ca2+ and Mg2+ | Mediatech | 21-040-CV | 1x |
10 cm Polystyrene Petri Dishes | Fisherbrand | 0857512 | |
Light Dissection Microscope | Motic | SM2-168 | |
Dissociation Materials | |||
Tube Rotator | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | Dissociation Tube Rotator |
Neural Tissue Dissociation Kit (P) | Miltenyi Biotec | 130-092-628 | Enzymatic Dissociation Kit |
PBS with Ca2+ and Mg2+ | Corning | 20-030-CV | 1x |
40 μm Cell Strainer | Corning | 352340 | |
A2B5 Column Purification | |||
Anti-A2B5 Microbeads | Miltenyi Biotec | 130-097-864 | Bead Bound A2B5 Antibody |
LS Columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | Magnetic Selection Columns |
EDTA | Corning | 46-034-Cl | 2 mM |
PBS with Ca2+ and Mg2+ | Corning | 20-030-CV | 1x |
Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A9647 | 0.50% |
Culture Materials | |||
PDGF-AA | PeproTech Inc | 100-13A | 20 ng/ml |
Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D2650 | Hybri-Max 100 ml |
Triiodothyronine | Sigma-Aldrich | T6397 | 45 nM |
Clemastine fumarate salt | Sigma-Aldrich | SML0445-100MG | 1 μM |
Quetiapine hemifumarate salt | Sigma-Aldrich | Q3638-10MG | 1 μM |
N-acetyl cysteine | Sigma-Aldrich | A9165 | 5 μg/ml |
Progesterone | Sigma-Aldrich | P8783 | 60 ng/ml |
Poly-L-lysine | Sigma-Aldrich | P1524 | 10 μg/ml |
Putrecine | Sigma-Aldrich | P7505 | 16 μg/ml |
Sodium Selenite | Sigma-Aldrich | S5261 | 40 ng/ml |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H0135 | 50 ng/ml |
d-Biotin | Sigma-Aldrich | B4639 | 10 ng/ml |
Insulin | Sigma-Aldrich | I6634 | 5 μg/ml |
Apo-Transferrin | Sigma-Aldrich | T1147 | 100 μg/ml |
Bovine Serum Albumin | Sigma-Aldrich | A4161 | 100 μg/ml |
Trace Elements B | Corning | 25-022-Cl | 1x |
B-27 Supplement | Life Technologies | 17504044 | 1x |
Penicillin/Streptomycin | Life Technologies | 15140122 | 1x |
DMEM | Life Technologies | 11995-065 | 1x |
24-well Black Visiplate with lid | Perkin Elmer | 1450-605 | Tissue culture grade |
Immunocytochemistry and Quantification | |||
PFA | Sigma-Aldrich | 100-13A | 4% |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 78787 | 0.10% |
Normal Goat Serum | Jackson Immuno Research | 005-000-121 | 5% |
mouse monoclonal anti-MBP | Biolegend | SMI-99P | 1:1,000 Dilution |
rabbit polyclonal anti-Actin | Santa Cruz Biotecnology | SC-7210 | 1:200 Dilution |
rabbit polyclonal anti-Olig2 | Millipore | AB9610 | 1:1,000 Dilution |
goat anti-mouse 680RD | Licor | 926-68070 | 1:500 Dilution |
goat anti-rabbit 800CW | Licor | 926-32211 | 1:500 Dilution |
Alexa Fluor 594 goat anti-mouse | Life Technologies | A11032 | 1:1,000 dilution |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit | Life Technologies | A11008 | 1:1,000 dilution |
Prolong Gold antifade with DAPI | Life Technologies | P36931 | |
DPBS with Ca2+ and Mg2+ | Corning | 21-030-CV | |
Licor Odyssey Clx Infared Imaging System | Licor |
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