* これらの著者は同等に貢献しました
これまでのところ、すべての主要な中枢神経系常在細胞タイプを同じマウスから同時に単離するためのプロトコルは、満たされていない需要です。プロトコルはneuroinflammationの間に複雑な細胞ネットワークを調査し、同時に必須のマウス数を減らすために素朴で、実験的な自己免疫の脳脊髄炎のマウスで適当なプロシージャを示す。
実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)は、多発性硬化症(MS)の最も一般的なマウスモデルであり、新しい治療戦略を開発するために、MSのまだ知られていない病因をさらに解明するために頻繁に使用されます。ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質ペプチド35-55(MOG35-55)EAEモデルは、免疫後10日以内に上行麻痺を伴う自己制限的な単相性疾患経過を再現します。マウスは、臨床スコアリングシステムを使用して毎日検査されます。多発性硬化症は、特定の時間的パターンを持つさまざまな病態メカニズムによって引き起こされるため、疾患の進行における中枢神経系(CNS)常在細胞型の役割の調査は非常に興味深いものです。このプロトコルの独特な特徴は大人のEAEおよび健康なマウスで適当なすべての主要なCNS常駐のセルタイプ(ミクログリア、オリゴデンドロサイト、astrocytesおよびニューロン)の同時隔離である。成体マウスの脳と脊髄の解離に続いて、磁気活性化細胞選別(MACS)を行い、ミクログリア、オリゴデンドロサイト、アストロサイト、ニューロンを単離します。フローサイトメトリーを使用して、精製した単一細胞懸濁液の品質解析を行い、細胞単離後の生存率を確認し、各細胞タイプの純度が約90%であることを示しました。結論として、このプロトコルは、健康なマウスとEAEマウスの複雑な細胞ネットワークを分析するための正確で包括的な方法を提供します。さらに、4種類の細胞すべてが同じマウスから単離されるため、必要なマウス数を大幅に減らすことができます。
多発性硬化症(MS)は、脱髄、軸索損傷、神経膠症、神経変性を特徴とする中枢神経系(CNS)の慢性炎症性自己免疫疾患です。この分野では数多くの研究アプローチが行われているにもかかわらず、多発性硬化症の病態生理学はまだ完全には理解されていません1,2,3,4。多発性硬化症を調査するための最も一般的な動物モデルは、ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク質ペプチド35-55(MOG35-55)誘発性実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)であり、その臨床的および病態生理学的特徴の多くを共有しています5,6,7,8,9.これは、炎症、脱髄、および神経軸索変性につながるCNS特異的抗原に対する免疫系の応答に基づいています。実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)は、MSに見られる神経炎症経路とシグナル伝達カスケードの調査に適したモデルです。
多発性硬化症に対する現在の治療法の選択肢は部分的にしか効果がなく、主に疾患の初期炎症期に焦点を当てています。しかし、多発性硬化症の神経変性成分は、長期的な治療アプローチにとって大きな課題であるようです。したがって、自己免疫疾患の分子および細胞メカニズムを包括的に研究するには、再現性のある正確な細胞単離プロトコルが必要です。10,11,12,13,14,15の単一細胞タイプを単離するためのプロトコルがいくつか存在したとしても、複数のCNS常在細胞集団を一度に同時に単離するニーズは満たされていません。中枢神経系常在細胞の単離に関する以前のプロトコルは、細胞の機能性と純度の維持に欠けており、隣接する細胞との共培養16,17,18または細胞内ネットワークex vivo19,20,21,22の複雑な分析には適していません。
このプロトコルの目的は、成人の健康なマウスとEAEマウスに適用可能なすべての主要なCNS常駐細胞タイプの純粋で生存可能な単一細胞懸濁液を同時に分離するための再現性のある包括的な方法を確立することでした。異なる細胞タイプは、磁気活性化セルソーティング(MACS)を用いて単離した23。細胞分離は、ポジティブセレクション、すなわち細胞タイプ特異的な表面マーカーの磁気標識、またはビオチン化とすべての望ましくない細胞の枯渇によるネガティブセレクションのいずれかによって達成できます。フローサイトメトリーを適用して、単離された単一細胞懸濁液の純度が90%を超え、生存率が少なくとも80%であることを確認しました。
結論として、主な目標は、健康なマウスとEAEマウスにおける複雑な細胞ネットワークと生化学的シグナル伝達カスケードの包括的かつ正確な分析を提供する神経炎症経路の調査のための汎用性の高いツールとして、すべての主要なCNS常在細胞タイプを同時に分離するためのプロトコルを確立することでした。
すべてのEAE実験は、10〜12週齢の雌のC57BL / 6Jマウスで誘導され、地方自治体(Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen)によって承認されました。また、ドイツとEUの動物保護法の遵守は、実験のあらゆる時点で保証されました。すべてのマウスは、個別に換気されたケージの動物飼育条件下で飼育されました。
注:以下の試薬量は、成体マウスの脳と脊髄1個を指し、以下ではCNS細胞懸濁液と名付けられ、重さは約20 mg〜500 mgです。複数のCNS細胞懸濁液の解離が計画されている場合、それに応じてすべての試薬の量と材料をスケールアップする必要があります。ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水(D-PBS、1x)は、カルシウムとマグネシウムを添加し、1 g/Lのグルコースと36 mg/Lのピルビン酸ナトリウムを添加して、実験全体を通して氷上に継続的に保管することをお勧めします。その後に細胞培養を予定している場合は、フードを使用してすべてのステップを無菌条件下で行ってください。それ以外の場合、次のプロトコルセクションを内部で実行する必要はありません。バッファーは氷上に保管します。予冷した溶液のみを使用し、実験全体を通してボルテックスを避けてください。全体的なワークフローについては、 図 1 を参照してください。
図1:ナイーブマウスとEAEマウスにおけるオリゴデンドロサイト、ミクログリア、アストロサイト、ニューロンの同時単離のワークフロー。ワークフローの最初のステップは、ナイーブマウスとEAEマウスの両方で同じです。EAEレプリケートで作業する場合は、EAE誘導を事前に実行する必要があります(1)。要するに、プロトコルは残骸(4)および赤血球(5)の取り外しに続くマウスの頭脳および脊髄の解剖(2)そして解離(3)から始まる。続いて、得られた精製されたCNS細胞懸濁液を2つのフラクションに分割し、MACSを介してオリゴデンドロサイトとミクログリアを同時に単離します(6)。ミクログリアは抗CD11bマイクロビーズで検出され、オリゴデンドロサイトは抗O4マイクロビーズ(ポジティブセレクション)で単離されます。オリゴデンドロサイトの負のフロースルー(8)から、アストロサイトは抗ACSA-2マイクロビーズを介して単離され(正の選択)、ビオチン標識によってニューロンが分離され、すべての非神経細胞が枯渇します(負の選択)。EAEマウスでは、CD11b+細胞の単離に続いて、CD45intCD11b高細胞の蛍光活性化セルソーティングを行い、マクロファージ、樹状細胞、単球、顆粒球、ナチュラルキラー細胞など、EAEコース中に神経炎症プロセスに関与することが知られている他のCD11b+免疫細胞を排除します(7)27,28,48.異なる中枢神経系常在細胞タイプを単離した後、純度分析を行うことができます(9)。略語:Abs =抗体;ACSA-2 = アストロサイト細胞表面抗原-2;CD11b = サイクリン依存性キナーゼ11B;CD45 =受容体型チロシン-プロテインホスファターゼC;CNS = 中枢神経系;EAE = 実験的自己免疫性脳脊髄炎;MACS = 磁気活性化セルソーティング;O4 = オリゴデンドロサイトマーカー O4.この数字は49 から変更されています。この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。
1. 活性EAEの誘導
2. 中枢神経系組織調製(実施時間:マウス1匹あたり約10分)
3.中枢神経系組織の解離(持続時間:中枢神経系細胞懸濁液の数に応じて約1〜1.5時間)
注:成体マウスの神経組織は、機械的解離と細胞外マトリックスの酵素的分解を組み合わせることによって解離されます。これにより、構造的完全性が維持され、細胞懸濁液をさらなる細胞単離手順に用いることができる。
4.デブリ除去(所要時間:中枢神経系細胞懸濁液数により約1.5-2時間)
注:組織の解離は、多くの場合、ミエリンや細胞の破片を引き起こし、下流の分析を損なう可能性があります。デブリ除去溶液を添加することにより、このデブリをCNS細胞懸濁液から効率的に除去することができる。
図2:デブリ除去時の「すべきこと」と「すべきでないこと」。(A) 4 mL の PBS と重ね合わせた後のグラジエントの陽性例。4 mLのPBSからなる上相は、中枢神経系細胞懸濁液とデブリ除去溶液からなる下相と明確に区別できます。 (B) 4 mL の PBS で重ね合わせた後のグラジエントの負の例。このグラジエントでは、PBSと下の細胞懸濁液との間に明確な分離がありません。少量のPBSが細胞懸濁液中に拡散します。 (C) 遠心分離後のグラジエントの肯定的な例。3つの別々のフェーズを簡単に区別できます。グラジエントの上部(1)または下部の相(3)にはミエリン残基は見られません。中期にはすべてのミエリンが含まれています(2)。細胞ペレットは、15 mLチューブの底部に見えます。(D) 遠心分離後のグラジエントの負の例。3つのフェーズを正確に分離することはできません。一部のミエリン残基は、グラジエントの上部(1)と下部の相(3)に見られます。 (E) 2つのトップ相を吸引した後のグラジエントの肯定的な例。得られたサンプルには、細胞ペレットと上記の透明な上清のみが含まれています。ミエリン残渣は残っていません。 (F) トップ 2 相を吸引した後のグラジエントの負の例。サンプルにはまだミエリン残基が含まれています(黒矢印)。略語:CNS =中枢神経系;PBS = リン酸緩衝生理食塩水 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。
5.赤血球除去(所要時間:中枢神経系細胞懸濁液数により約1時間)
注:このステップは、赤血球による後の汚染を防ぎ、CNS組織から単離された他の細胞タイプへの影響を最小限に抑えながら、赤血球の最適な溶解を保証します。以下の容量は、2匹の成体マウスの脳および脊髄に対応する100 mg〜1 gの神経組織に由来する細胞懸濁液について示されています。2つ以上のCNS細胞懸濁液を扱う場合は、それに応じてすべての試薬と総容量をスケールアップしてください。
6. ナイーブマウスおよびEAEマウスにおける磁気ビーズプロトコル(所要時間:約1時間)
表1:ナイーブマウスおよびEAEマウスからのオリゴデンドロサイトとミクログリアの同時磁気標識および単離のワークフロー。 どちらの細胞タイプも、ポジティブセレクションによって単離されます。同じ行にリストされているステップは、一度に実行されるように示されています。略語:CD11b =サイクリン依存性キナーゼ11B;EAE = 実験的自己免疫性脳脊髄炎;FcR = Fc受容体様タンパク質;O4 =オリゴデンドロサイトマーカーO4。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
7.プロトコルの修正:EAEマウスにおけるミクログリアの単離のための追加選別(所要時間:約1.5-2時間)
注:EAEマウスを扱う場合、CD11b+細胞画分からミクログリア以外のCD11b+細胞集団(単球、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞、顆粒球、樹状細胞など)を除去するために、FACSによるMACSベースの細胞単離プロトコルを補完する必要があります。それ以外の場合、この手順は無視できます。
8.ニューロンとアストロサイトの単離のためのオリゴデンドロサイトのネガティブフロースルーの準備(所要時間:約1時間)
注:ステップ6のオリゴデンドロサイトの陰性フロースルーは、ニューロンとアストロサイトのさらなる分離のために収集されます。この目的のために、細胞懸濁液は2つの部分に分割されます。CNS細胞懸濁液からのオリゴデンドロサイトの以前の分離により、O4+ 細胞による汚染は最小限に抑えられます。
表2:ナイーブマウスおよびEAEマウスからのニューロンとアストロサイトの同時磁気標識および単離のワークフロー。 どちらの細胞タイプも、オリゴデンドロサイトの負のフロースルーから単離されています。アストロサイトは抗ACSA-2マイクロビーズを介して正の選択として分離され、ニューロンはビオチン化によって精製され、負の選択としてすべての非神経細胞が枯渇します。同じ行にリストされているステップは、一度に実行されるように示されています。略語:抗ACSA-2 =アストロサイト細胞表面抗原-2;EAE = 実験的自己免疫性脳脊髄炎;FcR = Fc受容体様タンパク質;MACS = 磁気活性化セルソーティング。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。
9. 単離された中枢神経系常在細胞の純度分析(所要時間:約2時間)
注:単離された4つのCNS常在細胞集団すべてのフローサイトメトリーを実施して、それらの純度と生存率を測定および比較することをお勧めします。したがって、すべての細胞タイプを蛍光色素で標識した抗体で染色する必要があります。生細胞/死細胞染色は、固定可能な生存率色素(1:10,000)を使用して実施されます。
10. 統計解析
現在のプロトコルは、すべての主要なCNS常在細胞、すなわち、ミクログリア、オリゴデンドロサイト、アストロサイト、およびニューロンを1つのCNS複製から同時に分離する可能性を提供します。これは、この種の実験に必要なマウスの数を減らし、細胞レベルでの分子および生化学的分析の比較可能性を確保するために重要です。個々の細胞タイプが異なるCNS複製から単離されている場合、細胞間相互作用を真実にマッピングすることができず、単離プロセス中の潜在的な技術的逸脱により、さらに下流の解析にバイアスがかかる可能性があります。さらに、各細胞タイプからの分子的および生化学的所見は、同じEAEコンテキストに由来しないため、互いに比較できません。市販のシステム/キットを使用した既存のMACSプロトコルは、上記の細胞タイプの同時単離を可能にするように適合されました。
ミクログリアの単離は抗CD11bマイクロビーズを用いて行い、オリゴデンドロサイトは抗O4マイクロビーズ(表1)を介して単離し、抗ACSA-2マイクロビーズはアストロサイト(表2)の単離に用いた。対照的に、ニューロンの単離は負の選択を表し、すべての非ニューロン細胞のビオチン化と磁気標識によって達成されました(表2)。血液細胞を除くすべての非神経細胞(例えば、オリゴデンドロサイト、ミクログリア、アストロサイト、内皮細胞、および線維芽細胞)は、これらの非ニューロン細胞に発現する表面抗原に対して特異的に向けられたビオチン標識抗体を使用して磁気標識することができる(表2)。これらの磁気的に標識された非神経細胞を枯渇させることにより、高純度で生存可能な神経細胞集団を生成することができる30,42,43。
生成されたシングルセル懸濁液の純度分析用に、2つの新しいフローサイトメトリーパネルを設計しました。ここでは、生細胞/死細胞の識別と組み合わせた細胞タイプ特異的な表面マーカーと核マーカーを使用しました。
得られたマウスおよび細胞タイプごとの細胞収量(図3A)を分析したところ、平均8個が得られました。4 x 105 ± 3 x 104 ミクログリア、3.23 x 106 ± 1 x 105 オリゴデンドロサイト、8.6 x 105 ± 2 x 104 アストロサイト、4.5 x 105 ± 1 x 10 ナイーブマウスあたり4 ニューロン。
神経炎症の疾患モデルを調査する目的で、プロトコルはEAEのマウスモデルにも適用されました。マウスは、EAE誘導後16日目に安楽死させ、疾患の最大値を表した。このEAE設定では、約2.9×106 ±6.7×105 個のオリゴデンドロサイト、5.2×105 ±9×104 個のアストロサイト、4.4×105 ±4×104 個のニューロンが単離された。ミクログリア細胞の収量は、MACSステップの後に追加の細胞ソーティングを行ったため、EAEマウスあたり約1.7 x 105 ± 4 x 104 ミクログリアに減少しました(図3A)。
単離後、フローサイトメトリーによるさまざまな細胞集団の表現型特性評価により、すべての主要なCNS常在細胞タイプについて純度約90%の生存可能な単一細胞懸濁液が達成できることが証明されました(図3B)。ミクログリアは、文献44,45,46,47で定義されているように、CD45intCD11bが高いものとしてゲーティングされた。
EAEでは、ミクログリアをすべてのCD11b+細胞から選別して、神経炎症中に中枢神経系に移行する単球、好中球、ナチュラルキラー細胞、顆粒球、マクロファージなどの他のCD11b+免疫細胞と区別する必要がありました27,28,48。したがって、ミクログリアは、CD11b+細胞懸濁液からCD45intCD11高細胞として選別されました。ミクログリアの選別戦略全体を図4に示します。ナイーブマウスでは、ミクログリア集団は全生単一細胞の91.16%(CD11b+全個体群の96%)であった(図4A)。EAEマウスでは、ミクログリア集団は全生単一細胞の46.85%(CD11b+全集団の55%)であった(図4B)。MACS法とFACS法はどちらも単一細胞に機械的ストレスを加えますが、選別された精製ミクログリアの75.41%±8.63%が生存可能でした(図3B)。
最初のCNS細胞懸濁液から直接単離されたアストロサイトとニューロンは、オリゴデンドロサイトとの関連する汚染を示し、オリゴデンドロサイトの負のフロースルーからニューロンとアストロサイトを同時に分離することで、この汚染を防ぐことができるという仮定につながりました。フローサイトメトリー解析により、オリゴデンドロサイトのネガティブフロースルーから単離されたアストロサイトの純度は89.23%±2.78%であり、生存率は80.56%±1.41%であることが確認されました。これらの結果と同様に、O4- 細胞画分から単離されたニューロンの純度は81.25%±3.31%であり、生存率は83.90%±2.61%でした(図3B)。また、これらの知見は、オリゴデンドロサイトの単離に続いてのみ、これら2種類の細胞を同時に単離しても、生存可能な機能細胞の量に影響を与えないことを裏付けています。
単離された単一細胞懸濁液の生存率および純度に関する結果は、単離マウスで得られたものと比較してEAEマウスで非常に類似しており、このプロトコルがEAEの状況だけでなく健康なマウスにも適していることが確認されました(図3B)。
図3:単離されたCNS常在細胞の細胞収量とフローサイトメトリーによるバリデーション。(A) ナイーブマウスおよびEAEマウスにおけるCNS常在細胞の単離後のマウスおよび細胞タイプごとの細胞収量。棒グラフは、提示されたプロトコルの実装後のマウスおよび細胞タイプごとの細胞収量を視覚化します。ナイーブマウスでは5つの生物学的複製を解析し、EAEマウスでは4つの生物学的複製を解析した。それぞれの手段±SEMが描かれています。(B)精製された細胞画分の対応する純度および生存率分析。棒グラフは、得られた単一細胞懸濁液の生存率と純度を、細胞タイプ特異的マーカーの発現に基づいて示しています。NeuNは、ニューロンの細胞型特異的な核マーカーとして使用されました。5つの生物学的複製を取得し、健常マウスとEAEマウスの両方について、各細胞タイプについて比較しました。SEM±それぞれの手段が示されています。略語:抗ACSA-2 =アストロサイト細胞表面抗原-2;CD11b = サイクリン依存性キナーゼ11B;CD45 =受容体型チロシン-プロテインホスファターゼC;CNS = 中枢神経系;EAE = 実験的自己免疫性脳脊髄炎;MACS = 磁気活性化セルソーティング;NeuN =RNA結合蛋白質fox-1相同物3;O4 = オリゴデンドロサイトマーカー O4;SEM = 平均の標準誤差。この数字は49 から変更されています。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。
図4:CD11b+細胞単離後のミクログリアの細胞選別のためのゲーティング戦略。(A) ナイーブマウスおよび(B)EAEマウスにおけるゲーティング戦略。各パネルの上段はソート前のドットプロット、下段はソート後のドットプロットです。生細胞(SSC−A/FSC−A)および単一細胞(FCS-H/FSC-W)を選択した後、CD45intCD11b+ 細胞の集団をミクログリア集団として選別した。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。
これまでのところ、質量分析とRNAシーケンシングを組み合わせて生体外でCNSに常在する細胞をマッピングする方法は、健康と疾患における非常に正確な細胞プロファイリングを提供しますが、この分野での野心的な技術的知識と専門知識が必要です50,51。さらに、機能解析ができず、非常に高価です。それに加えて、マイクロ流体ブレインオンチップシステムは、疾患メカニズムの迅速かつ手頃な価格のスクリーニングと、細胞の成長と移動を制限した新しい治療アプローチのテストを提供します52,53,54,55。また、中枢神経系オルガノイドは、将来、疾患経過中の細胞モデリング、細胞間接続、および相互作用の研究において、同等の代替手段となる可能性があります56,57,58,59。しかし、蛍光活性化および磁気活性化細胞選別は、現在、ex vivo 35,60,61で純粋で生存可能な単一細胞懸濁液を生成するための最も効果的な方法です。中枢神経系常在細胞型の単離のための他の確立された製造プロトコルが、磁気単離および先行細胞解離の個々のステップに関して類似している場合でも、それらは各細胞型に対して個別に実施されることを意図している。対照的に、現在のプロトコルでは、CNS常在細胞タイプごとに異なる単離法を論理的なコンテキストに統合しているため、一度に、1つのCNS細胞懸濁液から同時に実行できます(表1、表2)。これにより、1つのCNS細胞懸濁液からのマルチオミクス解析が可能になり、最終的には複雑な神経回路網の探索が可能になります。このプロトコルを実行するために複数の動物から複数の組織をプールすることが必須でなくても、このプールにより、さらなる下流分析のために十分な数の単離された細胞が確保されます。単一細胞型の単離に異なるマウスを使用すると、潜在的な細胞相互作用を解析する可能性が排除されます。さらに、以前のCNS解離に続く異なるCNS細胞タイプに対して個別の単離法を組み合わせることで、その後のすべての磁気分離ステップに1つの解離中枢神経系細胞懸濁液を使用することで、材料費を節約できます。さらに、異なるマウスの使用によって引き起こされる潜在的な技術的バイアスが最小限に抑えられます。
このプロトコルの限界の1つは、雌のC57BL/6Jマウスをほぼ独占的に使用できることです。EAE免疫プロトコルは雌マウス用に設計および確立されているため、この細胞単離プロトコルは雌のC57BL/6Jマウスにも実装されました。それにもかかわらず、ナイーブな雄マウスは、このプロトコルの開発中にも使用され、結果として生じる細胞数または純度への影響を認識しませんでした。別の制限は、正の選択の観点からニューロンを単離するための特定のマイクロビーズが存在しないため、ニューロンの磁気細胞の分離に影響を与えます。純粋な単一細胞懸濁液は、ビオチン標識とすべての非神経細胞の枯渇によって得られると想定されました(表2)。この仮定は、ニューロンの特異的核マーカーとしてNeuNを使用することによって検証され、前述のフローサイトメトリー純度パネルに統合されました。別の制限は、EAEマウスにおけるミクログリアの単離に関するものである。ここで、結果として得られる細胞収量は、MACSプロトコルの後に追加のソーティングステップがあるため、他の細胞タイプと比較して減少します。さらに、選別は他の細胞集団と比較してミクログリアの機械的ストレスを増加させると主張することができます。個々の選別戦略により、細胞収量が異なる場合があります。単離された細胞数が予想または望ましいものよりも少ない場合は、ゲーティング設定を調整するか、生死識別を改善することをお勧めします。
プロトコルの重要なステップは、デブリの除去です。グラジエントを非常にゆっくりと緩やかに層状にして、必要な 3 つの別々の相を作成する必要があります(図 2A)。2つのトップフェーズのミエリンやその他のデブリ残渣が完全に除去された場合にのみ(図2E)、純粋な単一細胞懸濁液を生成し、さらなる汚染を減らすことができます。得られた細胞懸濁液が純度を欠いている場合、これはおそらく、すべてのマイクロビーズの正しい使用の保証の次に最初に改善されるべきプロトコルのセクションです。
このタイプの実験では、高レベルの純度と生存率を得ることが困難な場合があります。トラブルシューティングの推奨事項は次のとおりです。
-無菌条件下での作業は、さまざまなマイクロビーズの汚染を防ぎ、特にその後の培養で繰り返し使用できるようにするために義務付けられています。
-取り違えを防ぐために、各チューブにラベルを付けることを強くお勧めします。
-非冷却の試薬/緩衝液の使用は避けてください。高い生存率を確保するために、実験全体を通してすべての細胞懸濁液を氷上に保管してください。
-異なる作業ステップ間の時間をできるだけ短くしてください。プロトコルには、実験の一時停止が推奨される特定の部分はありません。
-指定された潜伏期間を遵守することは非常に関連性があります。
結論として、1つのCNS複製からすべての主要なCNS常在細胞タイプを同時に分離するためのこの現在のプロトコルは、1つのCNS細胞懸濁液から複雑なニューロンネットワークと神経炎症経路を ex vivo で分析する可能性を提供します。したがって、中枢神経系に常在する細胞は、EAEにおける神経炎症、神経変性および/または寛解期など、疾患経過のさまざまな段階で調査することができます。さらに、細胞間相互作用や生化学的経路を個人レベルで研究することができ、実験グループ内のばらつきを減らすことができます。また、単離されたCNS細胞の画分を単離培養で培養し、さらなる機能アッセイと検証を行う機会もあります。このプロトコルは、前臨床および臨床研究のアプローチに影響を与える可能性のある大きな進歩を提供します。
すべての著者は、利益相反がないことを宣言します。
フィギュアはAdobe Illustrator(バージョン2023)と Servier Medical Art (https://smart.servier.com)を使用して作成されました。アントニア・ヘネスはユルゲン・マンチョ財団の支援を受けました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
70 μm cell strainers | Corning, MA, USA | 352350 | CNS tissue dissociation |
ACSA-2 Antibody, anti-mouse, PE-Vio 615 (clone REA-969) | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-116-244 | Flow cytometry, store at 4 °C |
Adult Brain Dissociation Kit, mouse, and rat | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-107-677 | Tissue dissociation,contains debris and red blood cell removal solutions; prepare aliquots of enzyme A and P upon arrival and store them at -20 °C; store the remaining kit at 4 °C |
Anti-ACSA-2 MicroBead Kit, mouse | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-097-678 | MACS of astrocytes, store at 4 °C |
Anti-mouse CD16/32 antibody | BioLegend, London, UK | 101301 | Flow cytometry, store at 4 °C |
Anti-O4 MicroBeads, human, mouse, rat | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-094-543 | MACS of oligodendrocytes, store at 4 °C |
AstroMACS Separation buffer | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-091-221 | MACS of astrocytes, store at 4 °C |
Biotin Antibody, PE (clone Bio3-18E7) | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-113-853 | Flow cytometry, store at 4 °C |
BRAND Neubauer counting chamber | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 10195580 | Cell counting |
Brilliant Violet 510 anti-mouse CD45 Antibody (clone 30-F11) | BioLegend, London, UK | 103137 | Flow cytometry, store at 4 °C |
CD11b MicroBeads, human, mouse | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-049-601 | MACS of microglia, store at 4 °C |
DNAse I, recombinant, Rnase-free | Merck KGaA, Darmstadt, Germany | 4716728001 | Flow cytometry, store at -20° C |
D-PBS with Calcium, Magnesium, Glucose, Pyruvat | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 14287080 | Buffer, store at 4 °C |
D-PBS, without calcium, without magnesium | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 14190250 | Buffer, store at 4 °C |
eBioscience Fixable Viability Dye eFluor 780 | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 65-0865-14 | Flow cytometry, store at 4 °C |
eBioscience Foxp3/Transcription factor staining buffer set | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 00-5523-00 | Flow cytometry, store at 4°C |
Falcon (15 mL) | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 11507411 | Cell tube |
Falcon (50 mL) | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 10788561 | Cell tube |
Falcon Round-Bottom Polystyrene Test Tubes with Cell Strainer Snap Cap, 5 mL | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 08-771-23 | Flow cytometry |
FcR Blocking Reagent, mouse | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-092-575 | MACS of oligodendrocytes, store at 4 °C |
Female C57BL/6J mice | Charles River Laboratories, Sulzfeld, Germany | Active EAE induction | |
Fetal calf serum (FCS) | Merck KGaA, Darmstadt, Germany | F2442-50ML | Flow cytometry, store at -5 to -20 °C |
FITC Rat Anti-CD 11b (clone M1/70) | BD Biosciences, San Jose, CA, USA | 553310 | Flow cytometry, store at 4 °C |
Freund’s Complete adjuvant | Merck KGaA, Darmstadt, Germany | AR001 | Active EAE induction, store at 4 °C |
GentleMACS C Tubes | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-093-237 | CNS tissue dissociation |
GentleMACS Octo Dissociator with Heaters | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-096-427 | CNS tissue dissociation |
Graphpad Prism 8.4.3 | Graphpad by Dotmatics | Graphical Analysis | |
Isoflurane | AbbVie, North Chicago, IL, USA | Active EAE induction, store at 4 °C | |
Kaluza Analysis Software V2.1.1 | Beckman Coulter, Indianapolis, IN, USA | Flow cytometry analysis | |
LS Columns | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-042-401 | MACS |
MACS BSA Stock Solution | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-091-376 | PB-buffer |
MACS MultiStand | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-042-303 | MACS |
MOG35–55 peptide | Charité, Berlin, Germany; alternatives: Genosphere Biotechnologies (Paris, France) or sb-Peptide (Saint Egrève, France) | Active EAE induction, store at -20 °C | |
Mycobacterium tuberculosis strain H37 Ra | Becton, Dickinson and Company (BD),Franklin Lakes, NJ, USA | Active EAE induction, store at 4 °C | |
Neuron Isolation Kit, mouse | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-115-390 | MACS of neurons, store at 4 °C |
O4 Antibody, anti-human/mouse/rat, APC, (clone REA-576) | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-119-897 | Flow cytometry, store at 4 °C |
Pertussis toxin in glycerol | Hooke Laboratories Inc., Lawrence, MA, USA | BT-0105 | Active EAE induction; store at -20 °C |
pluriStrainer Mini 100 μm | pluriSelect Life Science UG, Leipzig, Sachsen, Germany | 43-10100-40 | Flow cytometry |
QuadroMACS Separator | Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach, NRW, Germany | 130-090-976 | MACS |
Recombinant Alexa Fluor 647 Anti-NeuN antibody (clone EPR12763) | Abcam, Cambridge, UK | EPR12763 | Flow cytometry, store at -20 °C |
Stainless Steel Brain Matrices, 1 mm | Ted Pella, Redding, CA, USA | 15067 | CNS tissue dissection |
Trypan blue solution, 0.4% | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 15250061 | Cell counting |
UltraPure 0.5 M EDTA, pH 8.0 | Thermo Fisher Scientific,Waltham, MA, USA | 15575020 | Flow cytometry, store at room temperature |
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