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La microglía se macrófagos residentes que proporcionan la primera línea de defensa y de vigilancia inmune del sistema nervioso central. Los microARN son moléculas reguladoras que juegan un papel importante en muchos procesos fisiológicos, incluida la activación y diferenciación de los macrófagos. En este artículo se describe el método para la medición de los microRNAs en la microglía.
Microglia son las células del linaje mieloide que residen en el sistema nervioso central (SNC) 1. Estas células juegan un papel importante en patologías de muchas enfermedades asociadas con neuroinflamación tales como la esclerosis múltiple (MS) 2. Microglia en un SNC normales expresan los macrófagos CD11b marcador y exhiben un fenotipo de descanso por los bajos niveles de expresión de marcadores de activación como CD45. Durante los eventos patológicos en el SNC, la microglia se activan según lo determinado por la regulación positiva de CD45 y otros marcadores 3. Los factores que afectan el fenotipo microglia y funciones en el SNC no se ha estudiado bien. Los microARN (miRNA) son una familia creciente de moléculas conservadas (~ 22 nucleótidos de largo) que están involucradas en muchos procesos fisiológicos normales, como el crecimiento y la diferenciación celular 4 y patologías como la inflamación 5. MiRNAs downregulate la expresión de ciertos genes diana por unión secuencias complementarias de laARNm de ir a jugar un papel importante en la activación de las células inmunes, incluyendo los macrófagos y microglia 6 7. Con el fin de investigar las mediadas por miRNA-las vías que definen el fenotipo microglial función biológica, y para distinguir la microglía de otros tipos de macrófagos, es importante para evaluar cuantitativamente la expresión de microARN en particular en distintos subconjuntos de SNC-residente microglia. Los métodos comunes para medir la expresión de miRNAs en el SNC incluyen la PCR cuantitativa a partir de tejido neuronal conjunto y la hibridación in situ. Sin embargo, la PCR cuantitativa a partir de homogeneizado todo el tejido no permite la evaluación de la expresión de miRNA en la microglía, que representan sólo el 15.5% de las células del tejido neuronal. La hibridación in situ permite la evaluación de la expresión de microARN en tipos celulares específicos en las secciones de tejido, pero este método no es completamente cuantitativo. En este informe se describe un análisis cuantitativo y sensitive método para la detección de miRNA por PCR en tiempo real en la microglía aislada de SNC normales o durante la neuroinflamación con encefalomielitis autoinmune experimental (EAE), un modelo de ratón para la EM. El método descrito será útil para medir el nivel de expresión de microRNAs en la microglía en el SNC normal o durante la neuroinflamación asociada a diversas patologías como esclerosis múltiple, derrame cerebral, lesión traumática, la enfermedad de Alzheimer y tumores cerebrales.
1. El aislamiento de la microglia del SNC normales
Aislamiento de microglía se realiza como se ha descrito anteriormente con modificaciones 3.
2. Control de la pureza de la microglía por citometría de flujo
La tinción con anticuerpos se realiza como se ha descrito anteriormente con modificaciones 7,8.
3. El aislamiento de la microglía y los macrófagos periféricos del sistema nervioso central inflamadas en modelo de ratón de la neuroinflamación
Encefalitis autoinmune experimental (EAE) se induce como se describió anteriormenteen nuestro artículo 7; FACS clasificación se realiza de manera similar a protocolo publicado 8.
4. Aislamiento de ARN
ARN se aisló utilizando el kit mirVana de acuerdo con las instrucciones del fabricante con modificaciones.
5. La detección de miRNA en macrófagos y microglia
Para el análisis de la expresión de miRNA, cuantitativa en tiempo real PCR transcriptasa inversa (QRT-PCR), los análisis se lleva a cabo utilizando los ensayos TaqMan con cebadores y sondas fluorescentes para microARN particular de interés y uno de los RNAs expresó doquier cortos (por ejemplo snoRNA-55, snoRNA -135 o U6) para la normalización. Los cebadores y sondas fluorescentes para conjuntos de miARN humanos o de ratón se pueden comprar de Life Technologies Inc. Aquí vamos a utilizar el miR-124 como un ejemplo de miRNA de interés y snoRNA 55-como un ejemplo para la normalización.
Artículo | Volumen (l) por muestra |
5x Primer RT | 1,00 |
ARN de la muestra | 1,67 |
RT enzima Mix | |
25 mM de cada dNTPs (100 mm total) | 0,050 |
MultiScribe la transcriptasa inversa) | 0,333 |
10X tampón de RT | 0,500 |
AB Inhibidor de la RNasa | 0,063 |
Agua libre de nucleasa | 1,388 |
Total | 5,00 |
Diluir ARN muestras de concentración de 3 ng / l. Prepare la mezcla de la enzima RT y poner a los tubos de 3,33 l de PCR y añadir 1,67 l de muestra de RNA. Incubar en la PCR Instrumento (BioRad) a 16 ° Cdurante 30 min, 42 ° C durante 30 min, 85 ° C durante 5 min, y establece a 4 ° C en espera.
Artículo | Volumen (l) por muestra |
RT producto | 1.0 |
2X TaqMan Master Mix | 5.0 |
Sonda de 5X | 2.0 |
Agua libre de nucleasa | 2.0 |
Total | 10,0 |
Use un plato óptico de reacción de 384 bien claro (Life Technologies) para cada reacción y la PCR en tiempo real instrumento de AB 7900 HT. Ciclismo condiciones: 95 ° C durante 10 min, [95 ° C durante 5 segundos, 60 ° C durante 60 seg] x 40 ciclos.
6. Normalización y Análisis de Datos
Los niveles relativos de expresión de miRNA de interés (MIR-124) se calculan utilizando el método ΔΔCT como se describió anteriormente con 7,9 snoRNA-55 para la normalización de la cantidad inicial de ARN.
7. Los resultados representativos
Curvas típicas para PCR en tiempo real y valores CT para MIR-124 (microARN de interés) y snoRNA 55-(normalización), así como los niveles relativos de expresión de miR-124 se muestran en la figura. 4 y la Tabla I. En nuestros experimentos hemos utilizado snoRNA-55 como un control para la normalización. Como hemos mencionado anteriormente, otros ARNs ubicuas también se puede utilizar para la normalización como snoRNA-135 y U6.
Los ejemplos de la expresión de miR-124 en adultos microglía vs médula ósea macrófagos derivados (BMDMs) se muestran en la figura. 5a (BMDMs se cultivaron en la presence de M-CSF como se describe 7). En la fig. 5b, se comparó la expresión de miR-124 en las poblaciones clasificadas de baja CD45 microglia vs CD45 macrófagos hi. En ambos de estos experimentos hemos demostrado que la microglía son diferentes de otros macrófagos expresando niveles más altos de MIR-124. Experimentos similares se pueden realizar en el futuro para la cinética de activación microglia en vivo o in vitro.
La expresión de miR-124 en la microglía aislada de SNC de ratones C57BL / 6 en las diferentes etapas de desarrollo se muestra en la figura. 5c. Estos datos demuestran que la microglia en las primeras etapas de desarrollo expresan niveles más bajos de miR-124, que se correlaciona con su fenotipo activado 7. Un análisis similar puede realizarse para estudiar las funciones de la microglía en el SNC normales tales como la comparación de la expresión de miRNAs en particular en la microglia aisladas de diferentes áreas del sistema nervioso central: el cerebelo, scable de Pinal, etc hipocampo
Figura 1. Los ejemplos de preparaciones de buenos y malos de la microglía según lo determinado por citometría de flujo. En el caso de "bueno" el aislamiento de la microglia del SNC normales, el 95-98% de las células CD45 + CD11b representan microgla bajo con 5.2% de CD11b + CD45 hi perivasculares macrófagos. Menos del 1% de CD11b - CD45 linfocitos hi o CD11b - CD45-células astrogliales o oligodendroglial o fragmentos de células deben estar presentes (uno). El caso de "mala" la preparación se muestra aquí (b) cuando el 18% de la contaminación de CD11b - CD45 - las células está presente (b, en el cuadrante inferior izquierdo) lo que sugiere una separación insuficiente gradiente de Percoll. En el caso de una buena preparación, 95-98% de las células debe representar CD11b + CD45bajo microglía (una, cuadrante superior izquierdo), 2-5% de todas las células deben representar CD11b + CD45 macrófagos perivasculares (un hi, cuadrante superior derecho), y menos del 1% de todas las células deben representar CD11b células negativas contaminantes (a, cuadrante inferior izquierdo). En el caso de "mala preparación", una contaminación significativa de CD11b - CD45 - células o fragmentos de células (astroglía, las partículas de la mielina, etc) están presentes (b, en el cuadrante inferior izquierdo), lo que hace que la preparación de las células no aptos para el aislamiento de ARN y más análisis. Además, CD11b - hi células CD45 podría ser también presente en el caso de "mala preparación" (b, en el cuadrante inferior derecho) que indica la contaminación por los linfocitos de la sangre debido a una perfusión insuficiente.
Figura 2. Citometría de flujo analysis y la clasificación de las poblaciones de la microglía y los macrófagos periféricos del sistema nervioso central enfermos (a) Durante la neuroinflamación tres poblaciones de células están presentes en el SNC: CD11b + CD45 baja (microglia), CD11b + CD45 hi (macrófagos), y CD11b - CD45. hi (linfocitos), como se muestra en la parte superior derecha izquierda, superior e inferior cuadrantes derecho, respectivamente. Gates para ordenar las poblaciones de CD11b + microglía CD45 baja y CD11b + CD45 macrófagos hi se muestra en (b) y las purezas de las poblaciones reanalizaron ordenados se muestran en (c, d). Gating preliminar sobre células viables sobre la base de FSC / SSC parámetros se llevó a cabo.
Figura 3. Ejemplos de qualit "bueno" y "malo"IES de ARN aislado de microglía y se analizaron por electroforesis en gel. En el caso de buena calidad, escalera de ARN y el ARN ribosomal es evidente (a). En el caso de mala calidad, muestra, y los productos de bajo peso molecular de degradación son evidentes (b).
Figura 4. En tiempo real QRT-PCR marcado con fluorescencia para las curvas de miR-124 y snoRNA-55 productos de la PCR. Curvas de snoRNA-55 (a) y miR-124 (b) se muestran de la microglía y los macrófagos de la médula ósea derivados (BMDMs). El experimento se realizó por duplicado. Los valores de Ct se determina por la intersección de la línea de base con la parte inferior del rango lineal de QRT-PCR se curva como se muestra en (b). Haga clic aquí para ver más grande la figura .
snoRNA-55 | MIR-124 | DCT = Ct (Exp.)-Ct (Norma) | DDCT = DCT-DCT (Ref) | Nivel relativo de expresión = 2-DDCT | |
Ct (Norma) | Ct (Exp.) | DCT | DDCT | MIR-124 Expresión | |
La microglía del SNC normales | 24.082 | 24.572 | 0,49 (Ref) | 0 | 1.0 |
23.766 | 24.291 | 0,525 | 0,035 | 1,02 | |
De médula ósea (macrófagos derivados BMDMs) | 26.879 | 320.231 | 5,352 | 5,317 | 0,025 |
26.526 | 32.078 | 5,552 | 5,517 | 0,022 |
Tabla I. Cálculo de los niveles relativos de expresión de miR-124 en la microglía frente a los macrófagos derivados de médula ósea con base de los valores de C t para el miR-124 (micro ARN de interés) y snoRNA 55 (de control para la normalización).
Figura 5. Análisis de miR-124 expresión en macrófagos y microglia. La comparación de la expresión de miR-124 en la microglía del SNC normales frente a los macrófagos derivados de médula ósea (BMDMs) se muestra en (a). Comparación de MIR-124 en la microglía vs macrófagos periféricos aisladas de SNC de en ratones con neuroinflamación se muestra en (b). Los cambios en elnivel de expresión de miR-124 en la microglía durante el desarrollo en ratones de 1, 2 y 4 semanas de edad, en comparación con ratones adultos (a las 8 semanas de edad) se muestra en (c). En (a, b) el experimento se realizó por triplicado con una media ± DE de tres reacciones PCR separadas se muestran. En (c) experimento se realizó en los duplicados como se indica.
Recientemente un gran interés fue dado a la microglía y la participación de estas células en muchas patologías asociadas a la neuroinflamación y la neurodegeneración. Además, el papel de los microRNAs en la diferenciación de las células del sistema inmune y el cáncer ha crecido dramáticamente durante los últimos varios años 5,10. Hemos informado anteriormente el papel de miR-124 en el mantenimiento del fenotipo no activado o en reposo de la microglía en el SNC normal 7, pero el papel...
No hay conflictos de interés declarado.
El trabajo fue apoyado por el NIH R01-01A1 NS071039 beca de investigación.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
1X PBS | GIBCO | 14190 | Puede ser preparado a partir de componentes secos en el laboratorio, pH: 7.2-7.4 |
PBS 10 veces | Thermo Scientific | SH30258.02 | Puede ser preparado a partir de componentes secos en el laboratorio, pH: 7.2-7.4 |
DMEM; FBS | GBCO | 11965, 10438 | |
Mirvana kit | Invitrogen | AM1561 | |
Percoll | Sigma | P4937-500 ml | 100 ml de 100% de Percoll se prepara mezclando 10 ml de 10X PBS y 90 ml de Percoll de Sigma. 50 ml de 70% de Percoll espreparado por mezcla de 35 ml de 100% de Percoll y 15 ml de DMEM 50 ml de 40% de Percoll se prepara mezclando 20 ml de 100% de Percoll y 30 ml de 1X PBS |
MOG 35-55 péptido | AnaSpec Inc | 60130-5 | |
Comité de Libertad Sindical | DIFCO | 263810 | |
Toxina pertussis | Sigma | P7208 | |
FcR anticuerpos bloqueantes | BD Biosciences | 553142 | Clon 2.4G2 |
Anti-CD11b - PE MAB | BD Biosciences | 553311 | Puede ser utilizado con diferentes fluoróforos (por ejemplo, AF488) |
Anti-CD45-APC-Cy7 mAbs | BioLegend | 103116 | Puede ser utilizado con diferentes fluoróforos (por ejemplo APC) |
Paraformalformaldehído (16%) | EMS Inc. | 15710 | Diluir 1:15 en PBS 1X |
15% de TBE-gel de urea | Life Technologies Inc. | EC68855BOX | |
Micro RNA TaqMan transcripción inversa Kit | Life Technologies Inc | 4366596 | |
TaqMan Universal PCR Master Mix | Life Technologies Inc | 4304437 | |
Los ensayos TaqMan mmu microARN miR-124a- | Life Technologies Inc | 4427975 ID 001182 | |
Los ensayos TaqMan microARN snoRNA-55 | Life Technologies Inc | 4427975 ID 001228 | |
Agua libre de nucleasa | Life Technologies Inc | AM9937 | Agua libre de nucleasa |
384 y placa de reacción clara óptica | Life Technologies Inc. | 4309849 | Puede ser sustituido con otras placas (por ejemplo, placa de 96 pocillos) en diferentes instrumentos en tiempo real de PCR |
Homogeneizador Dounce (15 ml) | Wheaton Science Products. | 358044 | Teflón / vidrio |
40 μ de células colador de nylon | Halcón | 352340 | |
Centrífuga grande | Sorval | RT 6000B | Diámetro del rotor 18,5 cm |
Centrífuga pequeña | Eppendorf | 5415 R | Diámetro del rotor 6,5 cm |
PCR en tiempo real del instrumento | Life Technologies Inc. | AB 7900 HT | Puede ser sustituido con otros instrumentos |
Citómetro de flujo | BD Biosciencess | LSR II | Puede ser sustituido con otros instrumentos |
FACS | BD Biosciences | FACSAria | Puede ser sustituido con otros instrumentos |
Espectrofotómetro Nanodrop | Thermo Scientific | Nanodrop 1000 |
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