Name: preparation of primary mixed glial cultures from adult mouse spinal cord tissue
Uploaded: 2016-11-19T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 13 s
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Adult spinal cord mixed cultures were first developed using rats with grant support from an NIH/NIDA R01 award (PI De Leo) and an NIH T32 training grant (PI Green). These methods were further adapted for mouse spinal cords with support from the following grants: NIH/NIDA 5K01DA023503 (PI Cao), NIH/NINDS 5R21NS066130 (PI Cao), and NIH/NIGMS P20GM103643 (PI Meng). The authors would also like to thank Dr. Alejandro M. S. Mayer, Department of Pharmacology, Chicago College of Osteopathic Medicine, for his technical help in obtaining microglia-rich mixed glial cells.

Il seguente protocollo è stato approvato dal Comitato Istituzionale Animal Care e Usa (IACUC) presso l&#39;Università del New England. Il seguente protocollo è per la preparazione di colture gliali da 4 adulti topo midollo spinale. 1. preparazione di soluzioni in una cappa di coltura in condizioni asettiche <ol><li> Preparare terreni di coltura: modifica completa Dulbecco dei mezzi di Eagle (cDMEM) contenente DMEM (con 4,5 g / L di glucosio), il 10% siero fetale bovino (FBS), 2 mM L-glutammina, 100 UI / ml di penicillina, 100 mg / ml di streptomicina , 250 ng / mL Amfotericina B, e 50 mM 2-mercaptoetanolo (2-ME; vedi 1.1.1). Mescolare e filtrare sterilizzare tutti gli altri componenti e quindi aggiungere FBS. Conservare il terreno di coltura a 4 ° C. <ol><li> Preparare 50 mm 2-ME / PBS soluzione madre (PBS): aggiungere 100 ml di concentrato 2-ME (14.3 M) in 28,6 ml di PBS 1x, e sterilizzare il filtro (la soluzione può essere conservato a 4 ° C per diversi mesi). USE 1 ml di 2-ME soluzione di riserva per ogni 1.000 ml di terreni di coltura. </li></ol></li><li> Preparazione del supporto gradiente di densità <ol><li> Preparare uno stock isotonica soluzione multimediale gradiente di densità (ad esempio, 100% Percoll) da 1 parte di 10x normale PBS sterile e 9 parti dei media pendenza sterile magazzino densità (ad esempio, Percoll). </li><li> Diluire il supporto gradiente di densità 100% (fatto in 1.2.1) con regolare 1x PBS sterile per fare un supporto gradiente di densità del 20% (ad esempio, 10 ml di 100% dei media gradiente di densità con 40 ml di PBS 1x) e conservarlo a 4 o C. Portare il supporto gradiente di densità 20% a temperatura ambiente (RT) prima di preparare la coltura cellulare. </li></ol></li><li> Preparazione delle soluzioni dal sistema di dissociazione papaina NOTA: Il sistema di dissociazione papaina può essere identificato nella tabella materiali. Altri kit dissociazione simili (compresi quelli assemblati in-house) possono anche essere utilizzati. Tutti ComponeNTS devono essere sterili. <ol><li> Aggiungere 32 ml di soluzione salina bilanciata di Earle (EBSS) alla miscela inibitore ovomucoid (polvere). </li><li> Aggiungere 5 ml di EBSS di un flaconcino papaina (polvere). Posizionare la fiala papaina a 37 o C bagnomaria per 10 minuti o fino a quando la papaina è sciolto. </li><li> Aggiungere 500 ml di EBSS di un flaconcino DNasi (polvere). Mescolare delicatamente. </li><li> Aggiungere 250 ml di soluzione di DNasi (sopra) al flaconcino papaina. </li><li> Calcolare la quantità totale di quanto sopra miscela papaina / DNasi necessario (circa 800 ml di papaina / miscela DNasi per il mouse midollo spinale) e trasferire la miscela necessaria in un tubo da 50 ml per la digestione del tessuto (punto 3.2). Conservare il rimanente nel flacone originale a 4 ° C per almeno due settimane. </li><li> Tenere tutti i componenti dei kit in ghiaccio fino al momento dell&#39;uso. </li></ol></li><li> Preparare provette per il prelievo del midollo spinale: una provetta sterile 15 ml con 5 ml di soluzione salina bilanciata di Hank (HBSS, dal sistema di papaina di dissociazione,0; per la raccolta di midollo spinale) e una sterile 15 ml di tubo con PBS 1x (per riempire la siringa da 5 ml, vedere il punto 2.4). Inoltre, preparare una piastra di Petri sterile (35 mm o 60 mm) con 5 ml di HBSS e tenerlo nella cappa coltura. </li></ol> 2. midollo spinale Collection NOTA: Tutte le attrezzature devono essere sterili. Eseguire la collezione in una zona designata approvato dal IACUC. <ol><li> Ottenere i seguenti strumenti per la raccolta di topo midollo spinale: diritto / smussato forbici chirurgiche affilate 18 cm, un bisturi da 12 cm standard (3 solid #), in acciaio al carbonio sterili lame di bisturi # 10, un piccolo Decapitator animali, standard di 12 cm curvo forcipe, e un ago 20G sterili attaccato ad una siringa da 5 mL. </li><li> Eutanasia l&#39;animale con CO 2 e disinfettare la testa del mouse e la regione posteriore con il 70% di etanolo (EtOH). </li><li> Decapitare animale con il Decapitator. Fare un incisione longitudinale centrale sulla parte bassa della schiena per esporre lo strato muscolare. Rendereuna transezione pulita attraverso la colonna vertebrati a livello dell&#39;anca (taglio anche attraverso lo strato muscolare che copre la colonna vertebrato) con le forbici chirurgiche rette sterili (18 cm). </li><li> Posto l&#39;animale su un foglio di fresco salvietta monouso. Inserire con attenzione il 20 ago G (attaccato ad una siringa da 5 ml riempita con sterile 1x PBS (punto 1.4)) nella colonna vertebrale verso il lato rostrale. Tenere l&#39;animale verso il basso con forza e spingere la siringa in fretta. L&#39;intero midollo spinale dovrebbe uscire dalla fine cervicale. Raccogliere il midollo spinale nel tubo da 15 ml contenente HBSS. </li><li> Ripetere il passaggio 2.4 per il resto dei topi. Tra ogni animale, disinfettare tutti gli strumenti utilizzati con il 70% EtOH. NOTA: in genere, un unico 12-pozzetti può essere stabilita per ogni 4 topo midollo spinale (vedi 4.3). </li></ol> 3. Preparazione della cella singola sospensione Nota: Eseguire i punti 3 e 4 in una cappa di coltura per tenere tutto sterile. <ol><li> Trasferire tutti i midolli spinali nella capsula di Petri HBSS contenente (passo 1,4). Tagliare ciascuno dei midollo spinale in tanti sottili, piccoli pezzi con le forbici e pinze sterili. Trasferire il tessuto del midollo spinale al tubo conico da 50 ml contenente la papaina preparato / miscela di enzimi DNasi (fase 1.3.5) utilizzando una pinza sterile o un mL pipetta 10 (evitare di aggiungere HBSS alla miscela di enzimi, in modo da diluire ulteriormente il preparato soluzione enzimatica e può causare una riduzione delle prestazioni di enzima). </li><li> Agitare la provetta delicatamente per miscelare. Incubare la provetta a 37 ° C per 1 h in un incubatore / agitatore orbitale con agitazione a 150 rpm. </li><li> Vortex la provetta nuovo e vigorosamente triturare soluzione enzimatica con il tessuto utilizzando una mL pipetta 5 per promuovere ulteriormente la dissociazione. </li><li> Trasferire la sospensione cellulare in una provetta da 15 ml e centrifugare a 300 xg per 5 minuti a temperatura ambiente. </li><li> Durante la centrifugazione, mescolare 2,7 mL EBSS con 300 ml di ricostituito inh albumina-ovomucoidsoluzione ibitor (1.3.1) in una provetta sterile. Aggiungere 150 ml di soluzione di DNasi (fase 1.3.3). </li><li> Dopo la centrifugazione, rimuovere il supernatante e risospendere il pellet cellulare con la soluzione così preparata (punto 3.5). Vortex bene per rompere il pellet. </li><li> Aggiungere 3 ml di soluzione ricostituita di albumina-ovomucoid inibitore (fase 1.4.1) alla sospensione cellulare. cellule centrifugare a 70 xg per 6 minuti a temperatura ambiente. Rimuovere il surnatante (che contiene frammenti di membrana). </li></ol> 4. ulteriore rimozione della mielina dalla cella singola sospensione <ol><li> Aggiungere 8 ml di terreni gradiente di densità 20% (preparato secondo il punto 1.2.2) nella provetta contenente il pellet cellulare, vortex delicatamente per disturbare il pellet e centrifugare le cellule a 800 xg per 30 min a RT senza frenare. Rimuovere con attenzione lo strato superiore di detriti (per lo più mielina) e il surnatante, ma mantenere il pellet. </li><li> Per rimuovere residui del gradiente di densità, lavare le cellule resuspending il pellet cellulare con 8 mL di una cDMEM diluito (1 parte cDMEM e 2 parti HBSS). Centrifugare le cellule a 400 xg per 10 min a 4 ° C. Rimuovere il surnatante e lavare le cellule di nuovo con il cDMEM diluito (sopra) nello stesso modo. Mantenere le cellule in ghiaccio fino al loro semina. </li><li> Rimuovere il surnatante e risospendere il pellet cellulare in terreni di coltura (cDMEM fornito con 2-ME (preparata al punto 1.1)). Per un 12-pozzetti, usare 3 ml x 4 (numero di topi utilizzati) + 2 ml = 14 ml di media. Questo farà sì che vi sia sospensione cellulare sufficiente per l&#39;intera piastra (12 pozzetti) e fornirà per pozzi aggiuntivi che possono essere utilizzati per determinare il numero di cellule per pozzetto medio e il contenuto microglia della cultura. Se vengono utilizzati altri tipi di recipienti di coltura, calcola il volume totale dei terreni di coltura necessaria proporzionalmente. </li><li> Aggiungere 1 ml di sospensione cellulare in ciascun pozzetto di una piastra 12 pozzetti. </li><li> Incubare le cellule a 35,9 ° C con 5% di CO 2. </li><li&gt; Modifica dei media (rimuovere vecchi media tramite aspirazione) su D 1 e poi ogni 3 - 4 D in seguito (in genere a cambiare la media su D: 1, 4, 8, e 11, e quindi utilizzare le celle il giorno 12). NOTA: Il giorno 1, la cultura può contenere significative quantità di detriti a causa della mielina residuo dal tessuto del midollo spinale; in tal modo, cambiando i media il giorno 1 è raccomandata (si veda la discussione per ulteriori informazioni). Le culture sono pronto per il trattamento tra il D 12 - 14. Le cellule sono di solito 80% confluenti in D 12 e può essere vicino al 100% confluenti da D 14. In genere, il D 12, ci sono circa 100.000 cellule per bene in un 12-pozzetti . </li></ol><img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54801/54801fig4.jpg" /> Figura 2:. Immagini rappresentative di cellule gliali miste in tempi diversi dopo l&#39;istituzione della cultura glia mista glia misti midollo spinale primarie sono stati preparati da adulti topi C57BL / 6. immagini rappresentativemostrare lo stato di avanzamento della cultura gliali dopo la placcatura. Al giorno 1, alcune cellule sono attaccati alla piastra di coltura, ma sono ancora in gran parte intorno. Ci sono anche molte cellule galleggianti e detriti significativa. Al giorno 4, la maggior parte delle cellule sono attaccati alla piastra di coltura. Le cellule appaiono ramificata con i processi visibili. Le cellule sono sporadicamente distribuite e culture sono circa il 20-30% confluenti in questo momento. Al giorno 8, le culture sono tra il 50-60% confluenti. Alcune aree delle culture hanno grandi macchie di cellule. Altre aree delle culture hanno una crescita scarsa di cellule. Alcune cellule all&#39;interno delle zone assumono un aspetto &quot;piazza-like&quot;. Al giorno 12, le culture sono uguali o superiore a 80% confluenti (circa il 90% confluenti nell&#39;immagine mostrato qui). Cellule sono in fase di log di crescita in questo momento e tra giorni 12-14 è il momento ottimale per l&#39;utilizzo delle cellule gliali per gli esperimenti. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54801/54801fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare un</a>grande versione di questa figura. <ol start="7"><li> Esaminare il contenuto utilizzando cellule microgliali dai pozzetti supplementari (punto 4.3) tramite standard di celle a fluorescenza-attivato (FACS) protocollo di colorazione 11 utilizzando la combinazione di anti-topo-CD45 e anticorpi monoclonali anti-topo CD11b. Cellule CD45 + CD11b + sono identificati come microglia. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

È fondamentale per eseguire tutte le operazioni, tra cui il supporto cambiando pianificazione in modo coerente per ottenere risultati riproducibili tra esperimenti. I seguenti passaggi sono particolarmente critico per ottenere un&#39;eccellente qualità adulta glia misto. La digestione enzimatica è un aspetto importante di questo protocollo. E &#39;fondamentale che i pezzi di tessuto sono ben digeriti in modo da ottenere una sospensione di cellule singole. Tuttavia, over-digestione comport...

Il dolore cronico è un grave problema di salute che colpisce circa 100 milioni di adulti negli Stati Uniti, con un costo annuo stimato di un massimo di $ 635.000.000.000 1. Prove di montaggio ha indicato un contributo significativo di cellule gliali cordone spinale nello sviluppo del dolore neuropatico, uno dei più devastanti tipi di dolore cronico 2. Una corretta vitro sistema di coltura in aiuterebbe in maniera significativa nelle indagini ulteriormente i ruoli delle cellule gliali a livello cellulare e molecolare. Attualmente, le vitro gliali sistemi di coltura utilizzati dai ricercatori includono cellule gliali principalmente derivate da tessuti corticali di topo o ratto cervelli neonatali e immortalati linee di cellule gliali derivate da topo neonatale o ratto cellule gliali primarie. cellule neonatali contengono un numero significativo di cellule indifferenziate che possono essere ulteriormente differenziate in cellule gliali (soprattutto astrociti e microglia), fornendo così uncellule bundant per l&#39;utilizzo sperimentale 3. Tuttavia, il nostro studio precedente ha dimostrato che il cervello neonatale cellule gliali hanno risposto significativamente diverso dalle cellule gliali cordone spinale adulto su lipopolisaccaride (LPS) stimolazione. Ad esempio, l&#39;interleuchina (IL) -4 visualizzata migliorata effetti inibitori sulla ossido nitrico LPS-indotta (NO) la produzione nel ratto adulto midollo spinale glia rispetto al neonatale cervello glia 4. Inoltre, i profili di produzione di chemochine su di stimolazione da parte di un neuropeptide, la calcitonina peptide correlato al gene (CGRP), sono indiscutibilmente differenti tra topo neonatale glia cervello (metodi descritti in Rif. 5) e di topo adulto midollo spinale glia (Figura 1). Linee cellulari stabilizzate sono facili da usare e mantenere e possono fornire un gran numero di cellule in un breve periodo di tempo. In generale, immortalate linee cellulari vengono generati sia utilizzando un sistema immortalizzazione virus-mediata (ad esempio la linea di cellule microgliali diffuso BV2) 6, 7 o dopo the l&#39;identificazione di trasformazione spontanea (come la linea cellulare astrociti C8-D1A e la linea di cellule microgliali C8-B4) 8, 9 linee cellulari sono eccellenti in studio delle caratteristiche molecolari di astrociti e microglia individualmente.; tuttavia, i risultati ottenuti da linee cellulari richiedono sempre ulteriore validazione in cellule primarie o in condizioni in vivo. Va inoltre notato che non c&#39;è stata una relazione di una linea cellulare gliale derivato da un roditore glia del midollo spinale. Per aiutare indagare il ruolo delle cellule cavo gliali spinale nello sviluppo del dolore neuropatico, un sistema di coltura derivato dal topo adulto midollo spinale è stato sviluppato adattando un metodo precedentemente segnalato utilizzato per generare ratto adulto colture gliali miste 4, 5 . La cultura gliale midollo spinale di topo è stata ulteriormente raffinata recente 10 ed è descritta in dettaglio in questo articolo. Adulti midollo spinale mescolato culture gliali cun essere stabilita con un mouse da ceppi selezionati che si adattano alle esigenze di un particolare studio, e le cellule possono essere mantenute in coltura per un massimo di 21 D postare l&#39;inizio della cultura. Questo metodo può essere usato in studi di dolore neuropatico, nonché in ricerche di varie malattie neurologiche che comportano cambiamenti patologici all&#39;interno del midollo spinale, come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), virus dell&#39;immunodeficienza umana (HIV) -associated neuropatia sensoriale, e multipla La sclerosi (MS).

<table><tbody><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s modification of Eagle&amp;rsquo;s media (DMEM) with 4.5 g/L glucose</td><td>Lonza</td><td>12-709F</td><td>The cDMEM media is a standard, widely used culture media. Individual researchers can decide where to purchase the DMEM and all other components used to make cDMEM media.</td></tr><tr><td>L-Glutamine (100x)</td><td>Lonza</td><td>17-605E</td><td>The L-glutamine is a standard, widely used component for various culture media. Individual researchers can decide where to purchase L-glutamine.</td></tr><tr><td>Antibiotic-Antimycotic Solution (100x)</td><td>Corning-Mediatech</td><td>30-004-CI</td><td>This is a combination of penicillin, streptomycin and Amphotericin formulated to contain 10,000 units/mL penicillin G, 10 mg/mL streptomycin sulfate and 25 &amp;micro;g/mL amphotericin B. Individual researchers can decide where to purchase individual components.</td></tr><tr><td>2-mercaptoethanol (2-ME)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M3148</td><td>A BioReagent, suitable for cell culture, molecular biology and electrophoresis.</td></tr><tr><td>Papain dissociation system</td><td>Worthington Biochemical Corporation</td><td>LK003150</td><td>Individual components of this kit can be purchased separately.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Percoll</td><td>GE Health Care</td><td>17-0891-01</td><td>Percoll is sold as sterile solution. Undiluted Percoll can be re-autoclaved if needed.</td></tr><tr><td>Lab-line incubator/shaker&amp;nbsp;</td><td>Barstead/Lab-line</td><td>MaxQ4000&amp;nbsp;</td><td>This is the incubator/shaker we have currently. Other types of shakers can be used instead.</td></tr><tr><td>Lipopolysaccharides, &lt;em&gt;Salmonella Minnesota&lt;/em&gt; Re595</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L-9764</td><td>Other strains of LPS can also induce glial responses. The magnitude of the responses though, may vary.</td></tr><tr><td>Mouse IL-6 DuoSet ELISA&amp;nbsp;</td><td>R&amp;amp;D Systems</td><td>DY406</td><td>Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers.</td></tr><tr><td>Mouse TNF-alpha DuoSet ELISA</td><td>R&amp;amp;D Systems</td><td>DY410</td><td>Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers.</td></tr><tr><td>Mouse IP-10 (CXCL10) DuoSet ELISA</td><td>R&amp;amp;D Systems</td><td>DY466</td><td>Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers.</td></tr><tr><td>Mouse MCP-1 (CCL2) ELISA Opteia set</td><td>BD Biosciences</td><td>555260</td><td>Each individual Researcher can select the ELISA kit he or she prefers.</td></tr><tr><td>Mouse chemokine Q-Plex</td><td>Quansys Biosciences</td><td>120251MS</td><td>This product was not available for in-house assay at the time. Instead, we sent out samples to the manufacturer for analysis.</td></tr><tr><td>APC-anti-mouse-CD45 (clone 30-F11)</td><td>eBioscience</td><td>17-0451</td><td>Antibody of the same clone but from other vendors can be used.</td></tr><tr><td>FITC-anti-mouse-CD11b (clone M1/70)</td><td>eBioscience</td><td>11-0112</td><td>Antibody of the same clone but from other vendors can be used.</td></tr><tr><td>Accuri C6 flow cytometer</td><td>BD Biosciences</td><td>BD Accuri C6&amp;nbsp;</td><td>Each individual Researcher can use any flow cytometer he or she prefers.</td></tr><tr><td>FlowJo software</td><td>Tree Star, Inc.</td><td>FlowJo7.6.5</td><td>Each individual Researcher can use any analysis software he or she prefers.</td></tr></tbody></table>

preparation of primary mixed glial cultures from adult mouse spinal cord tissue

È stato ben accettato che midollo spinale risposte gliali contribuiscono significativamente allo sviluppo del dolore neuropatico. Informazioni enorme per quanto riguarda attività gliali a livello cellulare e molecolare è stata ottenuta attraverso sistemi di colture cellulari in vitro. I sistemi in vitro utilizzati, includono principalmente glia primarie derivate da tessuto corticale cerebrale neonatale e immortalati linee cellulari. Tuttavia, questi sistemi potrebbero non riflettere le caratteristiche delle cellule gliali cordone spinale in vivo. Per studiare ulteriormente il ruolo delle cellule del cavo gliali spinale nello sviluppo del nervo periferico dolore neuropatico lesione indotta utilizzando un sistema di coltura che riflette meglio la condizione in vivo, il nostro laboratorio ha sviluppato un metodo per stabilire primaria del midollo spinale culture gliali miste da topi adulti. In breve, il midollo spinale si raccolti da topi adulti e trattati tramite digestione papaina seguita dalla rimozione mielina con tanelità-pendenza media. Sospensioni cellulari singoli sono coltivate in mezzi di Eagle modificato di Dulbecco completa (cDMEM) supplementato con 2-mercaptoetanolo (2-ME) a 35,9 ° C. Queste condizioni di coltura sono state ottimizzate specificamente per la crescita delle cellule gliali miste. In queste condizioni, le cellule sono pronte per essere utilizzati per la sperimentazione tra 12 - 14 d (cellule di solito sono in fase di log durante questo tempo) dopo la creazione della coltura (D 0) e possono essere tenuti in condizioni di coltura fino a D 21. Questo sistema di coltura può essere usato per studiare le risposte delle cellule gliali cordone spinale dopo stimolazione con varie sostanze e agenti. Inoltre dolore neuropatico, questo sistema può essere usato per studiare le risposte gliali in altre malattie che coinvolgono alterazioni patologiche di cellule gliali cordone spinale.

Questo metodo può essere utilizzato per preparare cellule gliali miste sia da topi e ratti. Il numero di cellule totale medio per bene in un 12-pozzetti su D 12 post-iniziale della cultura dovrebbe essere relativamente stabile, con circa 100.000 cellule per bene quando le cellule sono derivate da midollo spinale di topo. Le cellule gliali ottenute da questo metodo possono essere utilizzati in esperimenti che sono stati progettati per esaminare adulti spinale risposte cavo gliali la somm...

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Preparation of Primary Mixed Glial Cultures from Adult Mouse Spinal Cord Tissue

Lo sviluppo del dolore neuropatico comporta alterazioni patologiche delle cellule gliali cordone spinale. Un affidabile sistema di coltura gliali derivate da tessuto del midollo spinale adulto e progettato per studiare queste cellule in vitro è carente. Pertanto, mostriamo qui come stabilire colture gliali miste primarie di topo adulto tessuto del midollo spinale.

Preparazione delle colture gliali miste primarie da adulti mouse spinale tessuto del midollo

It has been well-accepted that spinal cord glial responses contribute significantly to the development of neuropathic pain. Tremendous information ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.5K Views.  University of New England.  Lo sviluppo del dolore neuropatico comporta alterazioni patologiche delle cellule gliali cordone spinale. Un affidabile sistema di coltura gliali derivate da tessuto del midollo spinale adulto e progettato per studiare queste cellule in vitro è carente. Pertanto, mostriamo qui come stabilire colture gliali miste primarie di topo adulto tessuto del midollo spinale. 

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Primary Microglia Isolation from Mixed Glial Cell Cultures of Neonatal Rat Brain Tissue

Microglia account for approximately 12% of the total cellular population in the mammalian brain. While neurons and astrocytes are considered the major cell types of the nervous system, microglia play a significant role in normal brain physiology by monitoring tissue for debris and pathogens and maintaining homeostasis in the parenchyma via phagocytic activity 1,2. Microglia are activated during a number of injury and disease conditions, including neurodegenerative disease, traumatic brain injury, and nervous system infection 3. Under these activating conditions, microglia increase their phagocytic activity, undergo morpohological and proliferative change, and actively secrete reactive oxygen and nitrogen species, pro-inflammatory chemokines and cytokines, often activating a paracrine or autocrine loop 4-6. As these microglial responses contribute to disease pathogenesis in neurological conditions, research focused on microglia is warranted.
	Due to the cellular heterogeneity of the brain, it is technically difficult to obtain sufficient microglial sample material with high purity during in vivo experiments. Current research on the neuroprotective and neurotoxic functions of microglia require a routine technical method to consistently generate pure and healthy microglia with sufficient yield for study. We present, in text and video, a protocol to isolate pure primary microglia from mixed glia cultures for a variety of downstream applications. Briefly, this technique utilizes dissociated brain tissue from neonatal rat pups to produce mixed glial cell cultures. After the mixed glial cultures reach confluency, primary microglia are mechanically isolated from the culture by a brief duration of shaking. The microglia are then plated at high purity for experimental study.
	The principle and protocol of this methodology have been described in the literature 7,8. Additionally, alternate methodologies to isolate primary microglia are well described 9-12. Homogenized brain tissue may be separated by density gradient centrifugation to yield primary microglia 12. However, the centrifugation is of moderate length (45 min) and may cause cellular damage and activation, as well as, cause enriched microglia and other cellular populations. Another protocol has been utilized to isolate primary microglia in a variety of organisms by prolonged (16 hr) shaking while in culture 9-11. After shaking, the media supernatant is centrifuged to isolate microglia. This longer two-step isolation method may also perturb microglial function and activation. We chiefly utilize the following microglia isolation protocol in our laboratory for a number of reasons: (1) primary microglia simulate in vivo biology more faithfully than immortalized rodent microglia cell lines, (2) nominal mechanical disruption minimizes potential cellular dysfunction or activation, and (3) sufficient yield can be obtained without passage of the mixed glial cell cultures.
	It is important to note that this protocol uses brain tissue from neonatal rat pups to isolate microglia and that using older rats to isolate microglia can significantly impact the yield, activation status, and functional properties of isolated microglia. There is evidence that aging is linked with microglia dysfunction, increased neuroinflammation and neurodegenerative pathologies, so previous studies have used ex vivo adult microglia to better understand the role of microglia in neurodegenerative diseases where aging is important parameter. However, ex vivo microglia cannot be kept in culture for prolonged periods of time. Therefore, while this protocol extends the life of primary microglia in culture, it should be noted that the microglia behave differently from adult microglia and in vitro studies should be carefully considered when translated to an in vivo setting.

Isolating primary microglia from the cellular heterogeneity of the brain is essential to investigate their role in both physiological and pathological conditions. This protocol describes a mechanical isolation and mixed cell culture technique that provides high yield and high purity, viable primary microglial cells for in vitro study and downstream applications.

Isolamento primario Microglia misti da colture cellulari gliali del tessuto neonatale cervello di ratto

Microglia account for approximately 12% of the  total cellular population in the mammalian brain. While neurons and astrocytes are considered  the major ...

Ricerca

Immunologia e infezioni

Derivation of Glial Restricted Precursors from E13 mice

This is a protocol for derivation of glial restricted precursor (GRP) cells from the spinal cord of E13 mouse fetuses. These cells are early precursors within the oligodendrocytic cell lineage. Recently, these cells have been studied as potential source for restorative therapies in white matter diseases. Periventricular leukomalacia (PVL) is the leading cause of non-genetic white matter disease in childhood and affects up to 50% of extremely premature infants. The data suggest a heightened susceptibility of the developing brain to hypoxia-ischemia, oxidative stress and excitotoxicity that selectively targets nascent white matter. Glial restricted precursors (GRP), oligodendrocyte progenitor cells (OPC) and immature oligodendrocytes (preOL) seem to be key players in the development of PVL and are the subject of continuing studies. Furthermore, previous studies have identified a subset of CNS tissue that has increased susceptibility to glutamate excitotoxicity as well as a developmental pattern to this susceptibility. Our laboratory is currently investigating the role of oligodendrocyte progenitors in PVL and use cells at the GRP stage of development. We utilize these derived GRP cells in several experimental paradigms to test their response to select stresses consistent with PVL. GRP cells can be manipulated in vitro into OPCs and preOL for transplantation experiments with mouse PVL models and in vitro models of PVL-like insults including hypoxia-ischemia. By using cultured cells and in vitro studies there would be reduced variability between experiments which facilitates interpretation of the data. Cultured cells also allows for enrichment of the GRP population while minimizing the impact of contaminating cells of non-GRP phenotype.

This protocol outlines the derivation of Glial Restricted Precursors from fetal spinal cords and maintained in vitro either for transplantation or for the study of oligodendrocytic lineage.

Derivazione di precursori gliali limitati dalla E13 topi

This is a protocol for derivation of glial restricted precursor (GRP) cells from the spinal cord of E13 mouse fetuses. These cells are early precursors ...

Neuroscienze

Culturing Microglia from the Neonatal and Adult Central Nervous System

Microglia are the resident macrophage-like cells of the central nervous system (CNS) and, as such, have critically important roles in physiological and pathological processes such as CNS maturation in development, multiple sclerosis, and spinal cord injury. Microglia can be activated and recruited to action by neuronal injury or stimulation, such as axonal damage seen in MS or ischemic brain trauma resulting from stroke. These immunocompetent members of the CNS are also thought to have roles in synaptic plasticity under non-pathological conditions. We employ protocols for culturing microglia from the neonatal and adult tissues that are aimed to maximize the viable cell numbers while minimizing confounding variables, such as the presence of other CNS cell types and cell culture debris. We utilize large and easily discernable CNS components (e.g. cortex, spinal cord segments), which makes the entire process feasible and reproducible. The use of adult cells is a suitable alternative to the use of neonatal brain microglia, as many pathologies studied mainly affect the postnatal spinal cord. These culture systems are also useful for directly testing the effect of compounds that may either inhibit or promote microglial activation. Since microglial activation can shape the outcomes of disease in the adult CNS, there is a need for in vitro systems in which neonatal and adult microglia can be cultured and studied.

We outline methods for the efficient and quick isolation/culture of viable microglia from the neonatal cerebral cortex and adult spinal cord. The dissection and plating of cortical microglia can be accomplished within 90 minutes, with the subsequent microglial harvest taking place ~ 10 days following the initial dissection.

Coltura Microglia dal Sistema Nervoso Centrale neonatale e adulti

Microglia are the resident macrophage-like cells of the central nervous system (CNS) and, as such, have critically important roles in physiological and ...

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.

Dissezione e isolamento della glia murina da più regioni del sistema nervoso centrale

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

Primary Microglia Isolation from Postnatal Mouse Brains

Microglia are the mononuclear phagocytes in the central nervous system (CNS), which play key roles in maintaining homeostasis and regulating the inflammatory process in the CNS. To study the microglial biology in vitro, primary microglia show great advantages compared to immortalized microglial cell lines. However, microglia isolation from the postnatal mouse brain is relatively less efficient and time-consuming. In this protocol, we provide a quick and easy-to-follow method to isolate primary microglia from the neonatal mouse brain. The overall steps of this protocol include brain dissection, primary brain cell culture, and microglia isolation. Using this approach, researchers can obtain primary microglia with high purity. In addition, the harvested primary microglia were able to respond to the lipopolysaccharides challenge, indicating they retained their immune function. Collectively, we developed a simplified approach to efficiently isolate primary microglia with high purity, which facilitates a wide range of microglial biology investigations&#160;in vitro.

Primary cell culture is one of the primarily used approaches for studying microglial biology in vitro. Here, we developed a method for simple and rapid microglia isolation from the mouse postnatal day 1 (P1) to P4.

Microglia are the mononuclear phagocytes in the central nervous system (CNS), which play key roles in maintaining homeostasis and regulating the ...

Cocoltura di ADMSC e glia per ridurre l'infiammazione indotta da prioni

Adipose-Derived Mesenchymal Stromal Cells Co-Cultured with Primary Mixed Glia to Reduce Prion-Induced Inflammation

Mesenchymal stromal cells (MSCs) are potent regulators of inflammation through the production of anti-inflammatory cytokines, chemokines, and growth factors. These cells show an ability to regulate neuroinflammation in the context of neurodegenerative diseases such as prion disease and other protein misfolding disorders. Prion diseases can be sporadic, acquired, or genetic; they can result from the misfolding and aggregation of the prion protein in the brain. These diseases are invariably fatal, with no available treatments.
One of the earliest signs of disease is the activation of astrocytes and microglia and associated inflammation, which occurs prior to detectable prion aggregation and neuronal loss; thus, the anti-inflammatory and regulatory properties of MSCs can be harvested to treat astrogliosis in prion disease. Recently, we showed that adipose-derived MSCs (AdMSCs) co-cultured with BV2 cells or primary mixed glia reduce prion-induced inflammation through paracrine signaling. This paper describes a reliable treatment using stimulated AdMSCs to decrease prion-induced inflammation.
A heterozygous population of AdMSCs can easily be isolated from murine adipose tissue and expanded in culture. Stimulating these cells with inflammatory cytokines enhances their ability to both migrate toward prion-infected brain homogenate and produce anti-inflammatory modulators in response. Together, these techniques can be used to investigate the therapeutic potential of MSCs on prion infection and can be adapted for other protein misfolding and neuroinflammatory diseases.

Autore in primo piano: Approfondimento sui progressi nella ricerca sulle malattie da prioni

Adipose-derived mesenchymal stromal cells (AdMSCs) have potent immunomodulatory properties useful for treating diseases associated with inflammation. We demonstrate how to isolate and culture murine AdMSCs and primary mixed glia, stimulate AdMSCs to upregulate anti-inflammatory genes and growth factors, assess migration of AdMSCs, and co-culture AdMSCs with primary mixed prion-infected glia.

Cellule stromali mesenchimali di derivazione adiposa co-coltivate con glia mista primaria per ridurre l'infiammazione indotta da prioni

Mesenchymal stromal cells (MSCs) are potent regulators of inflammation through the production of anti-inflammatory cytokines, chemokines, and growth ...

Estrazione efficiente di astrociti e microglia dal midollo spinale del topo adulto

Isolation of Pure Astrocytes and Microglia from the Adult Mouse Spinal Cord For In Vitro Assays and Transcriptomic Studies

Astrocytes and microglia play pivotal roles in central nervous system development, injury responses, and neurodegenerative diseases. These highly dynamic cells exhibit rapid responses to environmental changes and display significant heterogeneity in terms of morphology, transcriptional profiles, and functions. While our understanding of the functions of glial cells in health and disease has advanced substantially, there remains a need for in vitro, cell-specific analyses conducted in the context of insults or injuries to comprehensively characterize distinct cell populations. Isolating cells from the adult mouse offers several advantages over cell lines or neonatal animals, as it allows for the analysis of cells under pathological conditions and at specific time points. Furthermore, focusing on spinal cord-specific isolation, excluding brain involvement, enables research into spinal cord pathologies, including experimental autoimmune encephalomyelitis, spinal cord injury, and amyotrophic lateral sclerosis. This protocol presents an efficient method for isolating astrocytes and microglia from the adult mouse spinal cord, facilitating immediate or future analysis with potential applications in functional, molecular, or proteomic downstream studies.

Autore in primo piano: Isolamento delle cellule gliali dal midollo spinale del topo adulto 

This protocol outlines the isolation of purified astrocytes and microglia from the adult mouse spinal cord, facilitating subsequent applications such as RNA analysis and cell culture. It includes detailed cell dissociation methods and procedures designed to enhance both the quality and yield of isolated cells.

Isolamento di astrociti puri e microglia dal midollo spinale di topo adulto per saggi in vitro e studi trascrittomici

Astrocytes and microglia play pivotal roles in central nervous system development, injury responses, and neurodegenerative diseases. These highly dynamic ...

Preparazione delle colture gliali miste primarie da adulti mouse spinale tessuto del midollo

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Isolamento primario Microglia misti da colture cellulari gliali del tessuto neonatale cervello di ratto

Derivazione di precursori gliali limitati dalla E13 topi

Coltura Microglia dal Sistema Nervoso Centrale neonatale e adulti

Dissezione e isolamento della glia murina da più regioni del sistema nervoso centrale

Primary Microglia Isolation from Postnatal Mouse Brains

Cellule stromali mesenchimali di derivazione adiposa co-coltivate con glia mista primaria per ridurre l'infiammazione indotta da prioni

Cellule stromali mesenchimali di derivazione adiposa co-coltivate con glia mista primaria per ridurre l'infiammazione indotta da prioni

Cellule stromali mesenchimali di derivazione adiposa co-coltivate con glia mista primaria per ridurre l'infiammazione indotta da prioni

Isolamento di astrociti puri e microglia dal midollo spinale di topo adulto per saggi in vitro e studi trascrittomici

Isolamento di astrociti puri e microglia dal midollo spinale di topo adulto per saggi in vitro e studi trascrittomici