Stabilire colture cellulari miste neuronali e gliali da cervelli di topo embrionali per studiare l'infezione e l'immunità innata

Riepilogo

Questo protocollo presenta un modo unico di generare colture cellulari del sistema nervoso centrale da cervelli di topo embrionali del giorno 17 per la ricerca neuro(immuno)logica. Questo modello può essere analizzato utilizzando varie tecniche sperimentali, tra cui RT-qPCR, microscopia, ELISA e citometria a flusso.

Abstract

I modelli del sistema nervoso centrale (SNC) devono ricapitolare la complessa rete di cellule interconnesse trovate in vivo. Il SNC è costituito principalmente da neuroni, astrociti, oligodendrociti e microglia. A causa dei crescenti sforzi per sostituire e ridurre l'uso di animali, sono stati sviluppati una varietà di sistemi di coltura cellulare in vitro per esplorare le proprietà cellulari innate, che consentono lo sviluppo di terapie per infezioni e patologie del SNC. Mentre alcune domande di ricerca possono essere affrontate da sistemi di coltura cellulare basati sull'uomo, come le cellule staminali pluripotenti (indotte), lavorare con cellule umane ha i suoi limiti per quanto riguarda la disponibilità, i costi e l'etica. Qui, descriviamo un protocollo unico per isolare e coltivare cellule da cervelli di topo embrionali. Le colture di cellule neurali miste risultanti imitano diverse popolazioni cellulari e interazioni trovate nel cervello in vivo. Rispetto agli attuali metodi equivalenti, questo protocollo imita più da vicino le caratteristiche del cervello e raccoglie anche più cellule, consentendo così di studiare più condizioni sperimentali da un topo gravido. Inoltre, il protocollo è relativamente facile e altamente riproducibile. Queste colture sono state ottimizzate per l'uso su varie scale, tra cui schermi ad alta produttività basati su 96 pozzetti, analisi al microscopio a 24 pozzetti e colture a 6 pozzetti per la citometria a flusso e l'analisi della reazione a catena quantitativa della polimerasi a trascrizione inversa (RT-qPCR). Questo metodo di coltura è un potente strumento per studiare l'infezione e l'immunità nel contesto di alcune delle complessità del SNC con la comodità dei metodi in vitro .

Introduzione

Migliorare la nostra comprensione del sistema nervoso centrale (SNC) è fondamentale per migliorare le opzioni terapeutiche per molte malattie neuroinfiammatorie e neurodegenerative. Il SNC, una complessa rete di cellule interconnesse all'interno del cervello, del midollo spinale e dei nervi ottici, comprende neuroni, oligodendrociti, astrociti e le loro cellule immunitarie innate, la microglia¹. Un approccio in vitro può spesso ridurre drasticamente il numero di topi necessari per eseguire ricerche significative; tuttavia, la natura complessa del SNC rende impossibile ricapitolare la situazione in vivo utilizzando linee cellul....

Protocollo

Tutti gli esperimenti sugli animali sono conformi alle leggi e alle linee guida locali per l'uso degli animali e sono stati approvati dal locale Comitato di revisione etica dell'Università di Glasgow. Gli animali sono stati alloggiati in specifiche condizioni prive di agenti patogeni in conformità con il UK Animals Scientific Procedures Act 1986, sotto gli auspici di una licenza di progetto del Ministero degli Interni del Regno Unito. Per questo studio, sono stati utilizzati topi adulti C57BL / 6J allevati internamente. L'uso di giovani donne (8-12 settimane) è raccomandato a causa del più alto tasso di successo della gravidanza; I maschi possono essere riutilizzati p....

Discussione

Il SNC è una rete complessa che si estende dal cervello fino al midollo spinale e consiste di molti tipi di cellule, prevalentemente neuroni, oligodendrociti, astrociti e microglia¹. Poiché ogni cellula ha un ruolo importante nel mantenere l'omeostasi e generare risposte appropriate alle sfide nel SNC 9,10,11^, un sistema di coltura che contiene tutti questi tipi di cellule è uno strumento utile e versatile per studiare come .......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
10x Trypsin	Sigma	T4549-100ML	To digest tissue
140 mm TC Dish	Fisher	11339283	Put 8 35 mm dishes per 1 140 mm dish
15 mL Falcon	Sarstedt	62554502	To collect cells into pellet for resuspension in plating media
18 G needle	Henke Sass Wolf	4710012040	For trituration of sample
21 G needle	BD	304432	For trituration of sample
23 G needle	Henke Sass Wolf	4710006030	For trituration of sample
35 mm TC Dish	Corning	430165	Plate out 3 PLL coated coverslips per 1 35 mm dish
5 mL syringe	Fisher	15869152	For trituration of sample
6 well plate	Corning	3516	To plate out cells for RT-qPCR, and flow cytometry
7 mL Bijoux	Fisher	DIS080010R	To put brains intp
96 well plate	Corning	3596	To plate out cells for high-throughput testing
ACSA-2 Antibody, anti-mouse, PE	Miltenyi	130-123-284	For flow cytometry staining of astrocytes
Angled forceps	Dumont	0108-5/45-PO	For dissection
Biotin	Sigma	B4501	For DM+/-
Boric Acid	Sigma	B6768-500G	For boric acid buffer
Brilliant Violet 421 anti-mouse CD24 Antibody, clone M1-69	Biolegend	101825	For flow cytometry staining of neurons and astrocytes
Brilliant Violet 605 anti-mouse CD45 Antibody, clone 30-F11	Biolegend	103139	For flow cytometry staining of microglia
Brilliant Violet 785 anti-mouse/human CD11b Antibody, clone M1/70	Biolegend	101243	For flow cytometry staining of microglia
BSA Fraction V	Sigma	A3059-10G	For SD Inhibitor
CNP	Abcam	AB6319	Mature oligodendrocytes
Coverslip	VWR	631-0149	To plate out cells for microscopy
Dissection Scissors	Sigma	S3146-1EA	For dissection
DMEM High glucose, sodium pyruvate, L-Glutamine	Gibco	21969-035	For DM+/-, and for plating media
DNase I	Thermofisher	18047019	For SD Inhibitor, can use this or the other Dnase from sigma
DNase I	Sigma	D4263	For SD Inhibitor, can use this or the other Dnase from thermofisher
eBioscience Fixable Viability Dye eFluor 780	Thermofisher	65-0865-14	Live / Dead stain
Fine forceps	Dumont	0102-SS135-PO	For dissection
GFAP	Invitrogen	13-0300	Astrocytes
HBSS w Ca Mg	Sigma	H9269-500ML	For plating media
HBSS w/o Ca Mg	Sigma	H9394-500ML	For brains to be added to
Horse Serum	Gibco	26050-070	For plating media
Hydrocortisone	Sigma	H0396	For DM+/-
Iba1	Alpha-Laboratories	019-1971	Microglia
Insulin	Sigma	I1882	For DM+
Leibovitz L-15	GIbco	11415-049	For SD Inhibitor
MBP	Bio-Rad	MCA409S	Myelin
Mouse CCL5/RANTES DuoSet ELISA Kit	BioTechne	DY478-05	ELISA kit for quantifying concentration of CCL5 in supernatants of 96 well plate
N1 media supplement	Sigma	N6530-5ML	For DM+/-
Nestin	Merck	MAB353	Neuronal stem/progenitor cells
NeuN	Thermofisher	PA578499	Neuronal cell body
NG2	Sigma	AB5320	Immature oligodendrocytes
O4 Antibody, anti-human/mouse/rat, APC	Miltenyi	130-119-155	For flow cytometry staining of oligodendrocytes
Pen/Strep	Sigma	P0781-100ML	For DM+/-, and for plating media
Poly-L-Lysinehydrobromide	Sigma	P1274	For Boric acid / poly-L-lysine solution to coat coverslips
SMI31	BioLegend	801601	Axons
Sodium Tetraborate	Sigma	221732-100G	For boric acid buffer
Trizol	Thermofisher	15596026	For lysing cells for RT-qPCR
Trypsin inhibitor from soybean	Sigma	T9003-100MG	For SD Inhibitor