עבודה זו נתמכה על ידי המרכז הבינתחומי למחקר (IZKF) מינסטר הקליני (SEED 12/03, SB), על ידי Forschungsgemeinschaft דויטשה (DFG), תאים-בתנועה האשכול של אקסלנס (1003 EXC - CIM), אוניברסיטת מינסטר (לSB וSGM) ועל ידי קרונה-Fresenius-Stiftung השאר (2012_A88 לSB וSGM). אנו מודים ליקה בלום לאיורים מעולים.

כל הניסויים בבעלי החיים אושרו על ידי הרשויות המקומיות (&quot;LandesamtfürNatur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW; Fachbereich 87, Tiergesundheit, Tierschutz; רקלינגהאוזן, גרמניה&quot;) ומתנהלים על-פי החוק הגרמני של הגנה על בעלי חיים. 1. הערות כלליות לניסויים בעכבר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את כל הניסויים באמצעות עכברים בהתאם להנחיות הוועדה מוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור על העכברים בתנאי הפתוגן ללא ותאפשר להם גישה כלרצונך מזון ומים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בעכברים לגיל והתאמת מין בקבוצות ניסוי בגלל מאפיינים ביולוגיים יכולים להשתנות עם גיל ומין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ככל שניתן לנסות ולצמצם, לחדד או להחליף ניסויים בבעלי חיים. </li></ol> 2. הכנת שיפוע Percoll <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לערבב 19 מיליליטר של 1x PBS עם 1 מיליליטר 10x PBS, 1 FCS מיליליטר ו -10 מיליליטר Percoll. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע STEלהרגיז סינון בצינור זכוכית (קוטר נקבוביות מסנן: 0.2 מיקרומטר). לאחר מכן לאחסן את הפתרון על 4 מעלות צלזיוס. </li></ol> 3. הכנת תא האנדותל בינוני והציפוי של צלחות תרבית תאים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בינוני תא האנדותל: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת 500 מיליליטר בינוני: (. כ -20%) מערבבים 400 מיליליטר DMEM בינוני (. כ 80%) עם 100 PDS מיליליטר, 0.25 ml bFGF (. 20 מיקרוגרם / מיליליטר; כ 0.05%), 0.5 מיליליטר הפרין (100 μl / מיליליטר;. כ 0.1%) ו -0.5 מיליליטר pyrumycin (4 מ&quot;ג / מיליליטר;. כ 0.1%). להוסיף pyrumycin רק למדיום תרבות תא בשימוש ב2 הימים הראשונים של התרבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע סינון סטרילי בתוך שפופרת זכוכית (קוטר נקבוביות מסנן: 0.2 מיקרומטר). לאחר מכן לאחסן את הפתרון על 4 מעלות צלזיוס. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציפוי של צלחות תרבית תאים: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ל1 מיליליטר של תמיסת ציפוי, להכין פתרון של DDH 500 μl 2 O, 400 IV μl קולגן (0.4 מ&quot;ג / מיליליטר) ו -100 μl פיברונקטין (0.1 מ&quot;ג / מיליליטר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכסה את פני השטח של EAC כלגם שעות של צלחת תרבית תאים עם פתרון הציפוי. אחסן את הצלחת על 4 מעלות צלזיוס למשך לילה. </li></ol></li></ol> 4. בידוד של תאי האנדותל Murine מוח כלי הדם (MBMEC) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריב 10 עכברים בוגרים (8-12 שבועות, C57BL / 6) נקע בצוואר רחם. לאחר מכן לבודד את העכבר-המוח וחנות ב 5 מיליליטר של PBS (אזהרה:! עבודה סטרילית). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר מוח נובע, cerebella וthalami עם מלקחיים. לנתק את קרומי המוח על ידי גלגול בזהירות את מוחם על נייר סופג סטרילית. לאסוף forebrains קרומי המוח-חופשיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את המוח לצינור 50 מיליליטר פלקון המלא 13.5 מיליליטר של DMEM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכך את הרקמה, ראשון עם טפטפת 25 מיליליטר, ולאחר מכן עם פיפטה 10 מיליליטר עד התקשורת הופכת להיות חלבית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אז לעכל את הרקמה בתערובת של 0.6 collagenase CLS2 מיליליטר (10 מ&quot;ג / מיליליטר בDMEM) ו0.2 מיליליטר DNAse (1 מ&quot;ג / מיליליטר PBS) בDulbecco של הנשר בינוני (DMEM) השתנה עבור שעה 1 ב 37 ° C על מסלול לנערr ב 180 סל&quot;ד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 10 מיליליטר של DMEM מתווסף ההשעיה ו צנטריפוגות רקמת התאים XG ב 1000 עבור 10 דקות ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> supernatant בטל (אזהרה:! הגלולה היא קלה לאבד) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר את המיאלין, resuspend את הכדור עם טפטפת 25 מיליליטר ב -25 מיליליטר של BSA-DMEM (20% w / v) (כ. 25 פעמים), ו צנטריפוגות XG ב 1000 עבור 20 דקות ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחק את השכבה העליונה המיאלין (החלבית) עם פיפטה פסטר זכוכית שבורה בקוטר גדול יותר, ולאחר מכן למחוק את שכבת BSA עם פיפטה פסטר נורמלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend גלולה ב9 מיליליטר DMEM ולהוסיף 1 מיליליטר collagenase / dispase (ריכוז סופי הוא 1 מ&quot;ג / מיליליטר) ו -0.1 מיליליטר DNAse. לעכל את הפתרון עבור שעה 1 ב 37 ° C על שייקר מסלולית ב 180 סל&quot;ד (אזהרה: לא להשתמש בפיפטה resuspend - יכולים ללכת לאיבוד תאים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך העיכול, צנטריפוגה פתרון Percoll להקים שיפוע הצפיפות באמצעות ultracentrifuge ב3,000 XG עבור שעה 1 ב 4 מעלות צלזיוס, עם ההאצה, wiבלם thout. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 10 מיליליטר של DMEM להשעית התא מתעכלת. צנטריפוגה ההשעיה XG ב 1000 עבור 10 דקות ב 4 ° C. ואז להשליך את supernatant ו resuspend גלולה ב 2 מיליליטר של DMEM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף את תאי resuspended בזהירות על גבי שיפוע Percoll ו צנטריפוגות ב XG 700 במשך 10 דקות ב 4 ° C, ללא האצה ובלימה. הערה: התאים גלויים כענן בשלבי הביניים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח כ. 12 מיליליטר של שלבי ביניים עם תאים בעזרת מחט סטרילית ארוכה ולמקם אותו ב-50 מיליליטר פלקון חדש עם 5 מיליליטר של DMEM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה התאים שוב XG ב 1000 עבור 10 דקות ב 4 ° C. לאחר מכן resuspend גלולה במדיום תא האנדותל (השתמש כ. 0.2 מיליליטר של מדיום לסנטימטר 1 2 פני השטח של צלחת תרבית תאים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר פתרון ציפוי מצלחות תרבית תאים מצופים (ראה שלב 3.2) ולשטוף היטב כל עם PBS סטרילי בשני שלבי שטיפה ברציפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על תרביות תאי אנדותל במדיום סלולארי על 37 מעלות צלזיוס, 5% CO 2 באינקובטור סטרילי. לשנות את המדיום כל יומיים עד שלושה ימים. פיצול תאים בנקודת מפגש של 90%. </li></ol>

<ol>
	<li>Neuwelt, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engaging+neuroscience+to+advance+translational+research+in+brain+barrier+biology.">Engaging neuroscience to advance translational research in brain barrier biology.</a> Nature reviews. Neuroscience. 12, 169-182 (2011).</li><li>Ohtsuki, S., Terasaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+carrier-mediated+transport+systems+to+the+blood-brain+barrier+as+a+supporting+and+protecting+interface+for+the+brain;+importance+for+CNS+drug+discovery+and+development.">Contribution of carrier-mediated transport systems to the blood-brain barrier as a supporting and protecting interface for the brain; importance for CNS drug discovery and development.</a> Pharmaceutical Research. 24, 1745-1758 (2007).</li><li>Bittner, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+TWIK-related+potassium+channel-1+(TREK1)+regulates+immune-cell+trafficking+into+the+CNS.">Endothelial TWIK-related potassium channel-1 (TREK1) regulates immune-cell trafficking into the CNS.</a> Nature Medicine. 19, 1161-1165 (2013).</li><li>Zlokovic, B. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood-brain+barrier+in+health+and+chronic+neurodegenerative+disorders.Neuron.">The blood-brain barrier in health and chronic neurodegenerative disorders.Neuron.</a> 57, 178-201 (2008).</li><li>Stoll, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+widespread+blood-brain+barrier+alterations+after+cerebral+photothrombosis+as+revealed+by+gadofluorine+M-enhanced+magnetic+resonance+imaging.">Transient widespread blood-brain barrier alterations after cerebral photothrombosis as revealed by gadofluorine M-enhanced magnetic resonance imaging.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 29, 331-341 (2009).</li><li>Kleinschnitz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucocorticoid+insensitivity+at+the+hypoxic+blood-brain+barrier+can+be+reversed+by+inhibition+of+the+proteasome.">Glucocorticoid insensitivity at the hypoxic blood-brain barrier can be reversed by inhibition of the proteasome.</a> Stroke. 42, 1081-1089 (2011).</li><li>Hawkins, B. T., Davis, T. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood-brain+barrier/neurovascular+unit+in+health+and+disease.">The blood-brain barrier/neurovascular unit in health and disease.</a> Pharmacological reviews. 57, 173-185 (2005).</li><li>Bazzoni, G., Dejana, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+cell-to-cell+junctions:+molecular+organization+and+role+in+vascular+homeostasis.">Endothelial cell-to-cell junctions: molecular organization and role in vascular homeostasis.</a> Physiological reviews. 84, 869-901 (2004).</li><li>Pardridge, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier+delivery.">Blood-brain barrier delivery.</a> Drug Discovery Today. 12, 54-61 (2007).</li><li>Persidsky, Y., Ramirez, S. H., Haorah, J., Kanmogne, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood-brain+barrier:+structural+components+and+function+under+physiologic+and+pathologic+conditions.">Blood-brain barrier: structural components and function under physiologic and pathologic conditions.</a> Journal of neuroimmunepharmacology : the official journal of the Society on NeuroImmune Pharmacology. 1, 223-236 (2006).</li><li>Pardridge, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+biology+of+the+blood-brain+barrier.">Molecular biology of the blood-brain barrier.</a> Molecular Biotechnology. 30, 57-70 (2005).</li><li>Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+to+the+site+of+inflammation:+the+leukocyte+adhesion+cascade+updated.">Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated.</a> Nature Reviews Immunology. 7, 678-689 (2007).</li><li>Wilson, E. H., Weninger, W., Hunter, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trafficking+of+immune+cells+in+the+central+nervous+system.">Trafficking of immune cells in the central nervous system.</a> Journal of Clinical Investigation. 120, 1368-1379 (2010).</li><li>Engelhardt, B., Capture Ransohoff, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=crawl,+cross:+the+T+cell+code+to+breach+the+blood-brain+barriers.">crawl, cross: the T cell code to breach the blood-brain barriers.</a> Trends in Immunology. 33, 579-589 (2012).</li><li>Zonta, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuron-to-astrocyte+signaling+is+central+to+the+dynamic+control+of+brain+microcirculation.">Neuron-to-astrocyte signaling is central to the dynamic control of brain microcirculation.</a> Nature Neuroscience. 6, 43-50 (20003).</li><li>Daneman, R., Zhou, L., Kebede, A. A., Barres, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pericytes+are+required+for+blood-brain+barrier+integrity+during+embryogenesis.">Pericytes are required for blood-brain barrier integrity during embryogenesis.</a> Nature. 468, 562-566 (2010).</li><li>Gerhardt, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VEGF+guides+angiogenic+sprouting+utilizing+endothelial+tip+cell+filopodia.">VEGF guides angiogenic sprouting utilizing endothelial tip cell filopodia.</a> Journal of Cell Biology. 161, 1163-1177 (2003).</li><li>Engelhardt, B., Sorokin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood-brain+and+the+blood-cerebrospinal+fluid+barriers:+function+and+dysfunction.">The blood-brain and the blood-cerebrospinal fluid barriers: function and dysfunction.</a> Seminars in immunopathology. 31, 497-511 (2009).</li><li>Perriere, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Puromycin-based+purification+of+rat+brain+capillary+endothelial+cell+cultures.+Effect+on+the+expression+of+blood-brain+barrier-specific+properties.">Puromycin-based purification of rat brain capillary endothelial cell cultures. Effect on the expression of blood-brain barrier-specific properties.</a> J. Neurochem. 93, 279-289 (2005).</li><li>Ruck, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CD4+NKG2D++T+cells+exhibit+enhanced+migratory+and+encephalitogenic+properties+in+neuroinflammation.">CD4+NKG2D+ T cells exhibit enhanced migratory and encephalitogenic properties in neuroinflammation.</a> PLoS One. 8, 81455 (2013).</li><li>Weidenfeller, C., Schrot, S., Zozulya, A., Galla, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+brain+capillary+endothelial+cells+exhibit+improved+barrier+properties+under+the+influence+of+hydrocortisone.">Murine brain capillary endothelial cells exhibit improved barrier properties under the influence of hydrocortisone.</a> Brain Res. 1053, 162-174 (2005).</li><li>Gumbleton, M., Audus, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+and+limitations+in+the+use+of+in+vitro+cell+cultures+to+serve+as+a+permeability+screen+for+the+blood-brain+barrier.">Progress and limitations in the use of in vitro cell cultures to serve as a permeability screen for the blood-brain barrier.</a> J. Pharmaceutal Sci. 90, 1681-1698 (2001).</li><li>Watanabe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paracellular+barrier+and+tight+junction+protein+expression+in+the+immortalized+brain+endothelial+cell+lines+bEND.3,+bEND.5+and+mouse+brain+endothelial+cell+4.">Paracellular barrier and tight junction protein expression in the immortalized brain endothelial cell lines bEND.3, bEND.5 and mouse brain endothelial cell 4.</a> Biological &amp; Pharmaceutical Bulletin. 36, 492-495 (2013).</li><li>Omidi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+immortalised+mouse+brain+capillary+endothelial+cell+line,+b.End3,+as+an+in+vitro+blood-brain+barrier+model+for+drug+uptake+and+transport+studies.">Evaluation of the immortalised mouse brain capillary endothelial cell line, b.End3, as an in vitro blood-brain barrier model for drug uptake and transport studies.</a> Brain Research. 990, 95-112 (2003).</li><li>Sacharidou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+lumen+signaling+complexes+control+3D+matrix-specific+tubulogenesis+through+interdependent+Cdc42-+and+MT1-MMP-mediated+events.">Endothelial lumen signaling complexes control 3D matrix-specific tubulogenesis through interdependent Cdc42- and MT1-MMP-mediated events.</a> Blood. 115, 5259-5269 (2010).</li><li>Urich, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multicellular+self-assembled+spheroidal+model+of+the+blood+brain+barrier.">Multicellular self-assembled spheroidal model of the blood brain barrier.</a> Scientific reports. 3, (2013).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

תפקוד לקוי של דם למוח-מכשול הוא סימן היכר של מחלות של מערכת העצבים המרכזית מזיקות שונות, למשל פירוט של BBB בטרשת נפוצה באופן נרחב מאפשר הפלישה של מערכת העצבים המרכזית על ידי תאי מערכת חיסון אוטוריאקטיבים ומאפשר מפגש והרס של oligodendrocytes. בשבץ איסכמי שיבוש BBB והיווצרות הבאה של בצקת במוח הם גורמים קריטיים המשפיעים על צמיחת אוטם משנית וההישרדות הכוללת של חולים 6. יתר על כן, על ידי שינויים של BBB באזורים מרוחקים נגעים איסכמיים מוקד יכולים לגרום לשינויים פונקציונליים נרחבים של המוח. עם זאת, המנגנונים המולקולריים שבבסיס הם במידה רבה לא ידועים 5. בניגוד לכך, הצפיפות הגבוהה והמגוון של מובילים בזרימת בBMECs הפונקציונלי מפחיתים את הריכוז של תרופות מועילות כגון chemotherapeutics לממאירויות מוח או אנטיביוטיקה לטיפול במחלות זיהומיות. לכן, הבנה עמוקה יותר של הדם-המוח-ברRier לתפקד בתנאים פיסיולוגיים וpathophysiological נדרש לפתח סוכנים תרופתיים שמסוגלים לווסת באופן ספציפי את תפקוד המחסום בכיוון המועדף 21. אמין במודלים חוץ גופית של BBB הם כלים הכרחיים כדי לחקור את מנגנוני הרגולציה בBBB. שורות תאי אנדותל המוח הונצחו רבות הוקמו והועסקו כבמודלים חוץ גופית BBB 22. שורות תאים אלה מציעים יתרונות מסוימים על פני BMECs העיקרי כפי שהם גדלים מהר יותר ולשמור על מאפייני BBB מסוימים על פני מספר קטעים. עם זאת, שורות תאי אנדותל לא יכולות להחליף באופן מלא לתאים ראשוניים תכונות חשובות כמו משתנות שמתערבבים עם אפשרות ההעברה של ממצאים ניסיוניים למצב in vivo. לדוגמא, שורת תאי אנדותל מוח העכברית bEnd.5 מבטא רמות נמוכות רק של חלבוני צומת הדוקים מופצים discontinuously המוביל לגבוה paracחדירות ellular 23. BEnd.3, עוד שורת תאים המשמשת לעתים קרובות עכברית אנדותל המוח, מדגימה צמתים צפופים ורציפים מופצים הדוקים, התנגדות Transendothelial גבוהה, כמה מובילים בזרימת וחדירות paracellular נמוכות. עם זאת, שכבות תאי bEND.3 לעומת BMECs העיקרי חסרות אפליה של ממש ביחס לחלחול של transcellular מסוים ומצעי paracellular 24. בהכנות של תרביות תאים ראשוניות, תאי זיהום יכולים להפריע באופן משמעותי עם התוקף של ממצאים ניסיוניים. בפרוטוקול המתואר, pyrumicin משמש כסוכן סלקטיבית לתאי אנדותל כדי להשיג טוהר גבוה. עם זאת, בקרת איכות רגילה של תרבית התאים נחוצה באופן בלתי נמנע להבטחת לניסויים אמינות. ישנן מספר שיטות לבקרת איכות, חוץ ממאפיינים טיפוסיים מורפולוגי של תאי האנדותל (ראה איור 1 א &#39;), transendotheliaהתנגדות l עשויה להימדד או הביטוי של סמן תא אנדותל כגון CD31 (ראה איור 1) או גורם פון Willebrand (vWF) עשוי להיות מוערך. מספר תאי אנדותל מוח המבודדים ממוח עכבר אחד הוא יחסית נמוך ולהגדיר את תרבות תאים תקינה לניסויים רבים, מוחם של כמה עכברים צריך להיות ויקווה. מניסיוננו, לפחות 10 עכברים צריכים לשמש לניסוי אחד שעשויה להיות גורם מגביל בהתאם למשאבים של מתקן בעלי החיים בהתאמה. כדי למנוע הטיה או גורמים מבלבלים, עכברים רק עם רקע גנטי וסביבתי זהה יש ייקוו. בניגוד לכך, שור והכנות תא אנדותל המוח חזיריות מספקים מספר רב של תאי האנדותל פנוי במוח במוח אחד. עם זאת, מלבד הרבייה לא מסובכת ודיור, רפרטואר הרחב והולך וגובר של עכברים הטרנסגניים זמינים הופך עכברי העיקרי BMECs כאידאלמודל ללמוד לתפקד דם-המוח-גדר. כמה ממצאים מרכזיים הנוגעים לתפקידי BBB והמנגנונים המולקולריים שבבסיס הגיעו ממחקרים במערכות תרבית רקמת 2D. לאחרונה, מערכות תרבות 3D פותחו 25, שבו תאי אנדותל ממוקמים בתוך מטריצת הקולגן המאפשרת להם ליצור לום ורשתות צינורי. מערכות תרבית תאים החדשות אלה מאפשרים לעוד יותר מדויקים רבייה של תהליכים וכלי דם באורגניזם שלם in vivo. מעורבותם של תאים נוספים של מערכות תרבית תאי NVU ב3D, כגון pericytes והאסטרוציטים עשויה לחולל מהפכה לומדת בתפקוד דם-מוח-מחסום במבחנה; לאחרונה דגמים הראשונים פותחו 26. יש כמה המלצות לפתרון בעיות. קודם כל העבודה סטרילית הוא חיוני לאיכות של תרבית תאי אנדותל. שנית, pyrumycin יש להוסיף רק לתאהתרבות בינונית המשמש ב2 הימים הראשונים של תרבות, יישום עוד עלול להוביל למוות מוגבר MBMEC תא ותפקוד מחסום באיכות נמוכה. שלישית, יש להשתמש באנזימים המיושמים בפרוטוקול זה ומאוחסנים בהתאם להוראות היצרן; אחרת התפקוד התקין שלהם עלול להיות בסכנה. יתר על כן, הציפוי של צלחות תרבית תאים עשוי להיות מתוקן אם תאי האנדותל אינם מייחסים. ריכוזים של פיברונקטין וקולגן עשויים להיות שונה או חלבוני מטריצה ​​אחרים עשויים להתווסף לפתרון הציפוי. לבסוף, גיל, מין, עונה של השנה והתנאים סביבתיים במתקן בעלי החיים הם גורמים חשובים שעשויות להשפיע על איכות בידוד MBMEC וההשוואתיות של ניסויים. יש להבטיח כי תנאים דומים בין ניסויים בלתי תלויים. הפרוטוקול המתואר צריך להיחשב כשיטת neuroimmunological בסיסית לבודד BMECs העכברי. התאים המבודדים יכולים להיות uSED למגוון רחב של יישומים, כדי להעמיק לתוך פונקצית BBB, כגון מבחני הגירה, גן ומחקרי ביטוי חלבון, הערכות אלקטרו או ניסויי חדירות. כאמור לעיל, מערכות תרבית תאי 3D של BMECs עשויות לספק הזדמנויות חדשות לחקור את המנגנונים המורכבים מעורבים בוויסות של BBB בהקשר של NVU. לכן, הבידוד של תאי האנדותל עיקריים יישאר טכניקה לא יסולא בפז בתחום מחקר BBB בעתיד.

<html> monolayers צורת כלי דם במוח בתאי האנדותל (BMEC) שמהווה חלק בלתי נפרד של מחסום הדם-המוח-מחסום מאוד מיוחד (BBB). BMECs הם מחוברים על ידי חלבוני junctional המצורפים קרום במרתף. יחד עם pericytes, תאי שריר חלק, רגלי סוף astrocytic ותאי דם במחזור הם לבנות את היחידה שנקרא עצבים וכלי הדם (NVU) 1. נגד הרעיון הקודם של מחסום בלתי חדיר בין העצבים-המערכת-המרכזית (CNS) בדם ו, NVU הוא ממשק דינמי, מאוד ספציפי ופיקוח השולט על המעבר של נוזלים, מולקולות ותאים בין כלי דם במוח ומערכת העצבים המרכזיים 2 . תפקוד לקוי או חוסר ויסות של NVU עשוי ליזום ו / או לתרום למגוון רחב של עצבים וכלי דם, מחלות זיהומיות, דלקתיות או ניוונית של מערכת העצבים המרכזית, כגון שבץ איסכמי, HIV-אנצפלופתיה, טרשת נפוצה, מחלת פרקינסון 3-6 באלצהיימר או ב. _content &quot;&gt; monolayer BMEC הוא סגור היטב על ידי מורכב junctional היווה של הדוק (TJ) וadherens צמתים 7. ההתנגדות החשמלית הגבוהה וחדירות paracellular הנמוכה של BBB (AJ) מבוססים בעיקר על חלבוני TJ 8. TJS הם מתחמים שהוקמו על ידי החלבונים הטרנסממברני של משפחת claudin וoccludin, שהנם צמודים לשלד התא של תאי האנדותל על ידי מולקולות מתאם, כגון zonulaoccludens (ההסתדרות הציונית) חלבוני ZO1-3 4. צמתים Adherens בעיקר שנאספו על ידי חלבון הקרום נפרד -cadherin כלי דם האנדותל (VE), אשר קשור לשלד התא באמצעות catenins 8. האיטום ההדוק של BBB מונע מעבר חופשי של מצעים ותאים בין הדם לCSF. יוצאים מכלל זה הם מולקולות lipophilic, קטנות עם משקל מולקולרי &lt;400 Da, אשר מסוגל לחצות את BBB על ידי דיפוזיה בתיווך שומנים 9. המעבר של גדולים ו / אומולקולות הידרופילי, כגון גלוקוז, חומצות אמינו, פפטידים, חלבונים ותרופות רבות מוגבלת למערכות מבוקרות מאוד transcellular תחבורת 10, אשר יכול להיות מסווגת לחמש קטגוריות עיקריות: תחבורה בתיווך מוביל, הובלת יון, תחבורת זרימה פעילה, קולטן בתיווך תחבורה, ותיווך caveolae תחבורה 4. מערכות טרנספורטר אלה מסייעים לשמור על הומאוסטזיס של מערכת העצבים המרכזית, אשר נדרש עבור דור אות מדויק, התמרה ואינטגרציה. יתר על כן, BMECs מסוגל לשלוט באופן פעיל את המעבר של מולקולות שונות על ידי הביטוי של מגוון רחב של ectoenzymes. אנזימים אלה הם נקודות על פני התא ולשנות מצעים במשק ומחוצים ספציפיים פוגעים או מאפשרים את המעבר של 11 BBB. ואילו מערכת העצבים המרכזית נחשבת כאיבר חיסוני הרשאות לזמן ארוך, ממצאים חדשים מורים על מערכת ולא דינמית וחזק מוסדרת של surv חיסוניeillance של מערכת העצבים המרכזית. BMECs מעורב באופן ביקורתי ברגולציה של גלגול תא חיסוני. על ידי הביטוי של selectins על הלימפוציטים משטחם באופן סלקטיבי מושרה לצרף לאנדותל באופן רופף. הפרשת כמוקינים שנתקלים עם קולטן ספציפי על כדוריות דם לבנות מובילה לביטוי או שינויי קונפורמציה של integrins ויקוציטים, כגון LFA-1 (פונקצית הלימפוציטים קשור אנטיגן-1) וVLA-4 (אנטיגן-4 מאוד מאוחר). Integrins לתווך הידבקות חברה באמצעות קשירת counterreceptors אנדותל, למשל VCAM-I (מולקולת הידבקות תא וכלי דם),-אני ICAM (מולקולת הידבקות אינטר) המאפשר הגלגול לתוך parenchyma המוח בין אם באמצעות BMECs של 12-14 BBB. אלה וממצאים אחרים מדגישים את התפקיד הפעיל של האנדותל עצמו בהסדרת נדידת תאים חיסונית. יתר על כן, BMECs כחלק מNVU מעורב בוויסות של זרימת דם המוחי linked לדרישות המטבוליות עצביות מקומיות. על גירוי astrocytic תאי האנדותל לייצר חומרי vasoactive כגון תחמוצת חנקן שמובילה להרפיה של תאי שריר חלק בכלי דם 15. אנגיוגנזה ונוירוגנזה בפיתוח, כמו גם בדפוסים מקבילים תכנית המוח הבוגרת ופיתוח ולשתף את נכסים רבים של רגולציה 1, 4. תאי האנדותל מעורבים באופן ביקורתי בתהליכים אלה 16, 17. לסיכום, BMECs מספק תכונות חיוניות כדי להצדיק פיתוח ותפקודה תקין של מערכת העצבים המרכזית. תפקוד לקוי של BBB קשור להפרעות רבות נוירולוגים חמורות. עם זאת, רק מעט מאוד מטרות זוהו בממשק המוח-כלי דם לטיפול ספציפי ויעיל 18. פשוט במודלים חוץ גופית היה בשימוש כדי להבין את המנגנונים מעורבים בתפקוד ורגולציה של מערכות פיזיולוגיות מורכבות עבור loזמן ng. הבידוד כפי שתואר על ידי כתב היד הזה והמחקר במבחנה של BMECs העכברי, בהתחשב במגוון הרחב של נוקאאוט-זני עכבר ספציפי, עשוי לספק הבנה נוספת של פונקצית BBB ורגולציה בתנאים פיסיולוגיים וpathophysiological פתיחת אפיקים טיפוליים חדשים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="808">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">bFGF</td>
			<td style="width:133px;">Peprotech</td>
			<td style="width:123px;">100-18B</td>
			<td style="width:331px;">Basic fibroblast growth factor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">BSA</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">A9418</td>
			<td>Bovine serum albumine</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Collagenase CLS2</td>
			<td style="width:133px;">Worthington</td>
			<td style="width:123px;">LS004176</td>
			<td>High relative level of protease activity</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Collagenase-dispase</td>
			<td style="width:133px;">Roche</td>
			<td align="right" style="width:123px;">10269638001</td>
			<td style="width:331px;">Collagenase from V. alginolyticus, Dispase from B. polymyxa</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:223px;">Collagen IV</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">C0543</td>
			<td style="width:331px;">From Engelbreth-Holm-Swarm murine sarcoma basement membrane</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">DMEM</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">D5030</td>
			<td>Warm in 37 &#176;C water bath before use</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">DNAse</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">D4513</td>
			<td>Deoxyribonuclease I from bovine pancreas</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">FCS</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">F6178</td>
			<td>Fetal calf serum (also named fetal bovine serum)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Heparin</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">H3393</td>
			<td>Anticoagulant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">PDS</td>
			<td style="width:133px;">First Link UK Ltd.</td>
			<td style="width:123px;">60-00-850</td>
			<td>Plasma-derived serum</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Percoll</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">P1644</td>
			<td>Warm to room temperature before use</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:223px;">Pyrumycin</td>
			<td style="width:133px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">P8833</td>
			<td>Should only be used in first 2 d of culture</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolation of primary murine brain microvascular endothelial cells

The blood-brain-barrier is ultrastructurally assembled by a monolayer of brain microvascular endothelial cells (BMEC) interconnected by a junctional complex of tight and adherens junctions. Together with other cell-types such as astrocytes or pericytes, they form the neurovascular unit (NVU), which specifically regulates the interchange of fluids, molecules and cells between the peripheral blood and the CNS. Through this complex and dynamic system BMECs are involved in various processes maintaining the homeostasis of the CNS. A dysfunction of the BBB is observed as an essential step in the pathogenesis of many severe CNS diseases. However, specific and targeted therapies are very limited, as the underlying mechanisms are still far from being understood. 
Animal and in vitro models have been extensively used to gain in-depth understanding of complex physiological and pathophysiological processes. By reduction and simplification it is possible to focus the investigation on the subject of interest and to exclude a variety of confounding factors. However, comparability and transferability are also reduced in model systems, which have to be taken into account for evaluation. The most common animal models are based on mice, among other reasons, mainly due to the constantly increasing possibilities of methodology. In vitro studies of isolated murine BMECs might enable an in-depth analysis of their properties and of the blood-brain-barrier under physiological and pathophysiological conditions. Further insights into the complex mechanisms at the BBB potentially provide the basis for new therapeutic strategies.
This protocol describes a method to isolate primary murine microvascular endothelial cells by a sequence of physical and chemical purification steps. Special considerations for purity and cultivation of MBMECs as well as quality control, potential applications and limitations are discussed.

מייד לאחר בידוד, BMECs העכברי ותאים לזהם ליצור קונגלומרטים צף במדיום תרבות תא (איור 1 א, יום 0). הטיפול בpyrumycin מוביל לבחירה של BMECs העכברי שכן הם מבטאים רמות גבוהות של מובילים בזרימת כגון P-גליקופרוטאין מוביל להתנגדות ביחס לרעלים. תאי זיהום הם הרבה יותר רגישים לpyrumycin cytotoxicity תיווך 19. במהלך התהליך של בחירת pyrumicin, תאים מזהמים להיכנס מוות של תאים אפופטוטיים או נימקי, ואילו MBMECs מתחיל לצרף לקולגן IV / צלחות פיברונקטין מצופה תרבית תאים (איור 1 א, 1 היום ויום 2). עד שהיום 5, MBMECs להתרבות לצפיפות של כ. 80-90%. הם מאופיינים במראה האופייני דמוי כישור. בנקודת מפגש, הם יוצרים monolayer של תאי קשר עכבות שאינן חופפים צפופים, מיושר אורכית ו( איור 1 א, יום 5). על ידיבחירת pyrumicin, טוהר גבוה של עד 99% MBMEC הוא הגיע, כפי שהודגם על ידי סמן אנדותל תאי CD31 (PECAM1; איור 1). MBMECs יוצר בחוזקה monolayers האטום מחובר על ידי חלבוני צומת הדוקים. אחרי 7 - 8 ימים של תרבות, שכבות תאי אנדותל לבנות את הערכים יציבים להתנגדות חשמלית (לכת ערכים טיפוסיים בין 20-30 Ω x 2 סנטימטר). והקיבול (איור 1 ג &#39;) בנקודת זמן זו מבחני תפקודיים כגון תאי ד&#39; ניסויי הגירה 3, 20,21 וחדירות בדיקות, למשל עם אוונס כחול או Dextran, יש לבצע. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52204/52204fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1. מורפולוגיים ומאפיינים פונקציונליים של Murine BMECs. (א) במהלך BMECs התרבותי שנצפה על ידי מיקרו אור שידור בזמן הנציגscopy מעל 5 ימים. סרגל קנה מידה חל על כל התמונות. מכתים immunofluorescence (ב &#39;) לCD31 סמן תא אנדותל ביום 5. CD31 (ירוק) ו DAPI (כחול). תאים (ג) היו precultured במשך 5 ימים ולאחר מכן הועברו למערכת אוטומטית ל ניתוח של מאפייני biophysical (התנגדות וקיבוליות). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52204/52204fig1highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Isolation of Primary Murine Brain Microvascular Endothelial Cells at JoVE.com

Isolation of Primary Murine Brain Microvascular Endothelial Cells

Brain microvascular endothelial cells (BMEC) are interconnected by specific junctional proteins forming a highly regulated barrier separating blood and the central nervous system (CNS), the so-called blood-brain-barrier (BBB). The isolation of primary murine brain microvascular endothelial cells, as discussed in this protocol, enables detailed in vitro studies of the BBB.

בידוד של תאים הראשוניים Murine מוח כלי הדם האנדותל

The blood-brain-barrier is ultrastructurally assembled by a monolayer of brain microvascular endothelial cells (BMEC) interconnected by a junctional ...

isolation-of-primary-murine-brain-microvascular-endothelial-cells

Research

JoVE Journal

Neuroscience

32.0K Views.  University of Münster. Brain microvascular endothelial cells (BMEC) are interconnected by specific junctional proteins forming a highly regulated barrier separating blood and the central nervous system (CNS), the so-called blood-brain-barrier (BBB). The isolation of primary murine brain microvascular endothelial cells, as discussed in this protocol, enables detailed in vitro studies of the BBB. 

Video: Isolation of Primary Murine Brain Microvascular Endothelial Cells

Generation of an Immortalized Murine Brain Microvascular Endothelial Cell Line as an In Vitro Blood Brain Barrier Model

Epithelial and endothelial cells (EC) are building paracellular barriers which protect the tissue from the external and internal environment. The blood-brain barrier (BBB) consisting of EC, astrocyte end-feet, pericytes and the basal membrane is responsible for the protection and homeostasis of the brain parenchyma. In vitro BBB models are common tools to study the structure and function of the BBB at the cellular level. A considerable number of different in vitro BBB models have been established for research in different laboratories to date. Usually, the cells are obtained from bovine, porcine, rat or mouse brain tissue (discussed in detail in the review by Wilhelm et al. 1). Human tissue samples are available only in a restricted number of laboratories or companies 2,3. While primary cell preparations are time consuming and the EC cultures can differ from batch to batch, the establishment of immortalized EC lines is the focus of scientific interest.
Here, we present a method for establishing an immortalized brain microvascular EC line from neonatal mouse brain. We describe the procedure step-by-step listing the reagents and solutions used. The method established by our lab allows the isolation of a homogenous immortalized endothelial cell line within four to five weeks. The brain microvascular endothelial cell lines termed cEND 4 (from cerebral cortex) and cerebEND 5 (from cerebellar cortex), were isolated according to this procedure in the F&ouml;rster laboratory and have been effectively used for explanation of different physiological and pathological processes at the BBB. Using cEND and cerebEND we have demonstrated that these cells respond to glucocorticoid- 4,6-9 and estrogen-treatment 10 as well as to pro-infammatory mediators, such as TNFalpha 5,8. Moreover, we have studied the pathology of multiple sclerosis 11 and hypoxia 12,13 on the EC-level. The cEND and cerebEND lines can be considered as a good tool for studying the structure and function of the BBB, cellular responses of ECs to different stimuli or interaction of the EC with lymphocytes or cancer cells.

Generation of an Immortalized Murine Brain Microvascular Endothelial Cell Line as an In Vitro Blood Brain Barrier Model

This method describes how to isolate and immortalize microvascular endothelial cells from mouse brain. We describe a step-by-step protocol starting from the homogenization of brain tissue, digestion steps, seeding and immortalization of the cells. Usually, it takes about five weeks to obtain a homogenous, immortalized microvascular endothelial cell line.

דור של קו הונצח Murine מוח כלי דם האנדותל סלולרי כ<em&gt; במבחנה</em&gt; דגם מחסום דם מוח

Epithelial and endothelial cells (EC) are building paracellular barriers which protect the tissue from the external and internal environment. The ...

Isolation and Culture of Endothelial Cells from the Embryonic Forebrain

Embryonic brain endothelial cells can serve as an important tool in the study of angiogenesis and neurovascular development and interactions. The two vascular networks of the embryonic forebrain, pial and periventricular, are spatially distinctive and have different origins and growth patterns. Endothelial cells from the pial and periventricular vascular networks have unique gene expression profiles and functions. Here we present a step-by-step protocol for isolation, culture, and verification of pure populations of endothelial cells from the periventricular vascular network (PVECs) of the embryonic forebrain (telencephalon). In this approach, telencephalon devoid of pial membrane obtained from embryonic day 15 mice is minced, digested with collagenase/dispase, and dispersed mechanically into a single cell suspension. PVECs are purified from cell suspension using positive selection with anti-CD-31/PECAM-1 antibody conjugated to MicroBeads using a strong magnetic separation method. Purified cells are cultured on collagen 1&#160;coated culture dishes in endothelial cell culture medium until they become confluent and further subcultured. PVECs obtained with this protocol exhibit cobblestone and spindle shaped phenotypes, as visualized by phase-contrast light microscopy and fluorescence microscopy. Purity of PVEC cultures was established with endothelial cell markers. In our hands, this method reliably and consistently yields pure populations of PVECs. This protocol will benefit studies aimed at gaining mechanistic insights into forebrain angiogenesis, understanding PVEC interactions, and cross-talks with neuronal cell types and holds tremendous potential for therapeutic angiogenesis.

This video demonstrates an easy and reliable strategy for preparation of pure cultures of endothelial cells from the embryonic forebrain within 10-12 days and will be useful for research focused on many aspects of cerebral angiogenesis.

בידוד והתרבות של תאי האנדותל מהמוח הקדמי עוברי

Embryonic brain endothelial cells can serve as an important tool in the study of angiogenesis and neurovascular development and interactions. The two ...

Isolation, Culture and Long-Term Maintenance of Primary Mesencephalic Dopaminergic Neurons From Embryonic Rodent Brains

Degeneration of mesencephalic dopaminergic (mesDA) neurons is the pathological hallmark of Parkinson&#8217;s diseae. Study of the biological processes involved in physiological functions and vulnerability and death of these neurons is imparative to understanding the underlying causes and unraveling the cure for this common neurodegenerative disorder. Primary cultures of mesDA neurons provide a tool for investigation of the molecular, biochemical and electrophysiological properties, in order to understand the development, long-term survival and degeneration of these neurons during the course of disease. Here we present a detailed method for the isolation, culturing and maintenance of midbrain dopaminergic neurons from E12.5 mouse (or E14.5 rat) embryos. Optimized cell culture conditions in this protocol result in presence of axonal and dendritic projections, synaptic connections and other neuronal morphological properties, which make the cultures suitable for study of the physiological, cell biological and molecular characteristics of this neuronal population.

The causes of degeneration of midbrain dopaminergic neurons during Parkinson&#8217;s disease are not fully understood. Cellular culture systems provide an essential tool for study of the neurophysiological properties of these neurons. Here we present an optimized protocol, which can be utilized for in vitro modeling of neurodegeneration.

בידוד, תרבות והטווח ארוך תחזוקה של יסודיים mesencephalic דופאמין נוירונים ממוח עוברי מכרסם

Degeneration of mesencephalic dopaminergic (mesDA) neurons is the pathological hallmark of Parkinson&#8217;s diseae. Study of the biological processes ...

Live Imaging of Primary Cerebral Cortex Cells Using a 2D Culture System

During cerebral cortex development, progenitor cells undergo several rounds of symmetric and asymmetric cell divisions to generate new progenitors or postmitotic neurons. Later, some progenitors switch to a gliogenic fate, adding to the astrocyte and oligodendrocyte populations. Using time-lapse video-microscopy of primary cerebral cortex cell cultures, it is possible to study the cellular and molecular mechanisms controlling the mode of cell division and cell cycle parameters of progenitor cells. Similarly, the fate of postmitotic cells can be examined using cell-specific fluorescent reporter proteins or post-imaging immunocytochemistry. More importantly, all these features can be analyzed at the single-cell level, allowing the identification of progenitors committed to the generation of specific cell types. Manipulation of gene expression can also be performed using viral-mediated transfection, allowing the study of cell-autonomous and non-cell-autonomous phenomena. Finally, the use of fusion fluorescent proteins allows the study of symmetric and asymmetric distribution of selected proteins during division and the correlation with daughter cells fate. Here, we describe the time-lapse video-microscopy method to image primary cerebral cortex murine cells for up to several days and analyze the mode of cell division, cell cycle length and fate of newly generated cells. We also describe a simple method to transfect progenitor cells, which can be applied to manipulate genes of interest or simply label cells with reporter proteins.

Live imaging is a powerful tool to study cellular behaviors in real time. Here, we describe a protocol for time-lapse video-microscopy of primary cerebral cortex cells that allows a detailed examination of the phases enacted during the lineage progression from primary neural stem cells to differentiated neurons and glia.

חיים הדמיה של קליפת המוח ראשי תאים באמצעות מערכת תרבות 2D

During cerebral cortex development, progenitor cells undergo several rounds of symmetric and asymmetric cell divisions to generate new progenitors or ...

Isolation of Primary Murine Skeletal Muscle Microvascular Endothelial Cells

The endothelial cells of skeletal muscle capillaries (muscle microvascular endothelial cells, MMEC) build up the barrier between blood stream and skeletal muscles regulating the exchange of fluids and nutrients as well as the immune response against infectious agents by controlling immune cell migration. For these functions, MMEC form a functional &#34;myovascular unit&#34; (MVU), with further cell types, such as fibroblasts, pericytes and skeletal muscle cells. Consequently, a dysfunction of MMEC and therefore the MVU contributes to a vast variety of myopathies. However, regulatory mechanisms of MMEC in health and disease remain insufficiently understood and their elucidation precedes more specific treatments for myopathies. The isolation and in-depth investigation of primary MMEC functions in the context of the MVU might facilitate a better understanding of these processes.
This article provides a protocol to isolate primary murine MMEC of the skeletal muscle by mechanical and enzymatic dissociation including purification and culture maintenance steps.

Microvascular endothelial cells of skeletal muscles (MMEC) shape the inner wall of muscle capillaries and regulate both, exchange of fluids/molecules and migration of (immune) cells between muscle tissue and blood. Isolation of primary murine MMEC, as described here, enables comprehensive in vitro investigations of the &#34;myovascular unit&#34;.

בידוד של תאי אנדותל Microvascular ראשי שריר השלד מאתר

The endothelial cells of skeletal muscle capillaries (muscle microvascular endothelial cells, MMEC) build up the barrier between blood stream and skeletal ...

Identifying Cell Surface Markers of Primary Neural Stem and Progenitor Cells by Metabolic Labeling of Sialoglycan

Neural stem and progenitor cells (NSPCs) are the cellular basis for the complex structures and functions of the brain. They are located in specialized niches in vivo and can be isolated and expanded in vitro, serving as an important resource for cell transplantation to repair brain damage. However, NSPCs are heterogeneous and not clearly defined at the molecular level or purified due to a lack of specific cell surface markers. The protocol presented, which has been previously reported, combines a neural-endothelial co-culture system with a metabolic glycan labeling method to identify the surface sialoglycoproteome of primary NSPCs. The NSPC-endothelial co-culture system allows self-renewal and expansion of primary NSPCs in vitro, generating a sufficient number of NSPCs. Sialoglycans in cultured NSPCs are labeled using an unnatural sialic acid metabolic reporter with bioorthogonal functional groups. By comparing the sialoglycoproteome from self-renewing NSPCs expanded in an endothelial co-culture with differentiating neural culture, we identify a list of membrane proteins that are enriched in NSPCs. In detail, the protocol involves: 1) set-up of an NSPC-endothelial co-culture and NSPC differentiating culture; 2) labeling with azidosugar per-O-acetylated N-azidoacetylmannosamine (Ac4ManNAz); and 3) biotin conjugation to modified sialoglycan for imaging after fixation of neural culture or protein extraction from neural culture for mass spectrometry analysis. Then, the NSPC-enriched surface marker candidates are selected by comparative analysis of mass spectrometry data from both the expanded NSPC and differentiated neural cultures. This protocol is highly sensitive for identifying membrane proteins of low abundance in the starting materials, and it can be applied to marker discovery in other systems with appropriate modifications

Presented here is a protocol that combines an in vitro neural-endothelial co-culture system and metabolic incorporation of sialoglycan with bioorthogonal functional groups to expand primary neural stem and progenitor cells and label their surface sialoglycoproteins for imaging or mass-spectrometry analysis of cell surface markers.

זיהוי סמני שטח תא של גזע עצבי ראשוני ובתאי מחולל מטבולית על ידי תיוג מטבולי של סילוגליקן

Neural stem and progenitor cells (NSPCs) are the cellular basis for the complex structures and functions of the brain. They are located in specialized ...

Migration, Chemo-Attraction, and Co-Culture Assays for Human Stem Cell-Derived Endothelial Cells and GABAergic Neurons

Role of brain vasculature in nervous system development and etiology of brain disorders is increasingly gaining attention. Our recent studies have identified a special population of vascular cells, the periventricular endothelial cells, that play a critical role in the migration and distribution of forebrain GABAergic interneurons during embryonic development. This, coupled with their cell-autonomous functions, alludes to novel roles of periventricular endothelial cells in the pathology of neuropsychiatric disorders like schizophrenia, epilepsy, and autism. Here, we have described three different in vitro assays that collectively evaluate the functions of periventricular endothelial cells and their interaction with GABAergic interneurons. Use of these assays, particularly in a human context, will allow us to identify the link between periventricular endothelial cells and brain disorders. These assays are simple, low cost, and reproducible, and can be easily adapted to any adherent cell type.

We present three simple in vitro assays-the long-distance migration assay, the co-culture migration assay, and chemo-attraction assay-that collectively evaluate the functions of human stem cell derived periventricular endothelial cells and their interaction with GABAergic interneurons.

הגירה, כימותרפיה-אטרקציה, ושיתוף התרבות Assays בשביל הגזע האנושי תאים הנגזרת האנדותל והנוירונים

Role of brain vasculature in nervous system development and etiology of brain disorders is increasingly gaining attention. Our recent studies have ...

Dissection and Isolation of Murine Glia from Multiple Central Nervous System Regions

The methods presented here demonstrate laboratory procedures for the dissection of four different regions of the central nervous system (CNS) from murine neonates for the isolation of glial subpopulations. The purpose of the procedure is to dissociate microglia, oligodendrocyte progenitor cells (OPCs), and astrocytes from cortical, cerebellar, brainstem, and spinal cord tissue to facilitate further in vitro analysis. The CNS region isolation procedures allow for the determination of regional heterogeneity among glia in multiple cell culture systems. Rapid CNS region isolation is performed, followed by the mechanical removal of meninges to prevent meningeal cell contamination of glia. This protocol combines gentle tissue dissociation and plating on a specified matrix designed to preserve cell integrity and adherence. Isolating mixed glia from multiple CNS regions provides a comprehensive analysis of potentially heterogenous glia while maximizing the use of individual experimental animals. Additionally, following dissociation of regional tissue, mixed glia are further divided into multiple cell types including microglia, OPCs, and astrocytes for use in either single cell type, cell culture plate inserts, or co-culture systems. Overall, the demonstrated techniques provide a comprehensive protocol of broad applicability for careful dissection of four individual CNS regions from murine neonates and includes methods for the isolation of three individual glia cell types to examine regional heterogeneity in any number of in vitro cell culture systems or assays.

Here we present a protocol for in vitro isolation of multiple glial cell populations from a mouse CNS. This method allows for the segregation of regional microglia, oligodendrocyte precursor cells, and astrocytes to study the phenotypes of each in a variety of culture systems.

דיסקציה ובידוד של מורין גליה ממספר אזורים במערכת העצבים המרכזית

The methods presented here demonstrate laboratory procedures for the dissection of four different regions of the central nervous system (CNS) from murine ...

Derivation, Expansion, Cryopreservation and Characterization of Brain Microvascular Endothelial Cells from Human Induced Pluripotent Stem Cells

Brain microvascular endothelial cells (BMECs) can be differentiated from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) to develop ex vivo cellular models for studying blood-brain barrier (BBB) function. This modified protocol provides detailed steps to derive, expand, and cryopreserve BMECs from human iPSCs using a different donor and reagents than those reported in previous protocols. iPSCs are treated with essential 6 medium for 4 days, followed by 2 days of human endothelial serum-free culture medium supplemented with basic fibroblast growth factor, retinoic acid, and B27 supplement. At day 6, cells are sub-cultured onto a collagen/fibronectin matrix for 2 days. Immunocytochemistry is performed at day 8 for BMEC marker analysis using CLDN5, OCLN, TJP1, PECAM1, and SLC2A1. Western blotting is performed to confirm BMEC marker expression, and absence of SOX17, an endodermal marker. Angiogenic potential is demonstrated with a sprouting assay. Trans-endothelial electrical resistance (TEER) is measured using chopstick electrodes and voltohmmeter starting at day 7. Efflux transporter activity for ATP binding cassette subfamily B member 1 and ATP binding cassette subfamily C member 1 is measured using a multi-plate reader at day 8. Successful derivation of BMECs is confirmed by the presence of relevant cell markers, low levels of SOX17, angiogenic potential, transporter activity, and TEER values ~2000 &#937; x cm2. BMECs are expanded until day 10 before passaging onto freshly coated collagen/fibronectin plates or cryopreserved. This protocol demonstrates that iPSC-derived BMECs can be expanded and passaged at least once. However, lower TEER values and poorer localization of BMEC markers was observed after cryopreservation. BMECs can be utilized in co-culture experiments with other cell types (neurons, glia, pericytes), in three-dimensional brain models (organ-chip and hydrogel), for vascularization of brain organoids, and for studying BBB dysfunction in neuropsychiatric disorders.

This protocol details an adapted method to derive, expand, and cryopreserve brain microvascular endothelial cells obtained by differentiating human induced pluripotent stem cells, and to study blood brain barrier properties in an ex vivo model.

נגזרת, התרחבות, קריומורציה ואפיון של תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים במוח מתאי גזע פלוריפוטנטיים הנגרמים על ידי בני אדם

Brain microvascular endothelial cells (BMECs) can be differentiated from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) to develop ex vivo cellular models ...

Magnetic Isolation of Microglial Cells from Neonate Mouse for Primary Cell Cultures

Microglia, as brain resident macrophages, are fundamental to several functions, including response to environmental stress and brain homeostasis. Microglia can adopt a large spectrum of activation phenotypes. Moreover, microglia that endorse pro-inflammatory phenotype is associated with both neurodevelopmental and neurodegenerative disorders. In vitro studies are widely used in research to evaluate potential therapeutic strategies in specific cell types. In this context studying microglial activation and neuroinflammation in vitro using primary microglial cultures is more relevant than microglial cell lines or stem-cell-derived microglia. However, the use of some primary cultures might suffer from a lack of reproducibility. This protocol proposes a reproducible and relevant method of magnetically isolating microglia from neonate pups. Microglial activation using several stimuli after 4 h and 24 h by mRNA expression quantification and a Cy3-bead phagocytic assay is demonstrated here. The current work is expected to provide an easily reproducible technique for isolating physiologically relevant microglia from juvenile developmental stages.

Primary microglia cultures are commonly used to evaluate new anti-inflammatory molecules. The present protocol describes a reproducible and relevant method to magnetically isolate microglia from neonate pups.