Метод «доения мозга» для выделения нейральных стволовых клеток и клеток-предшественников олигодендроцитов из живых крыс

Резюме

Здесь в экспериментальных подробностях представлен метод выделения нейральных стволовых клеток и клеток-предшественников олигодендроцитов из мозга живых крыс. Это позволяет многократно собирать эти клетки у одних и тех же животных без ущерба для их самочувствия.

Аннотация

Тканеспецифические нейральные стволовые клетки (НСК) остаются активными в постнатальном мозге млекопитающих. Они обитают в специализированных нишах, где генерируют новые нейроны и глии. Одной из таких ниш является субэпендимальная зона (СЭЗ; также называемая желудочково-субвентрикулярной зоной), которая расположена поперек боковых стенок боковых желудочков, примыкая к эпендимальному клеточному слою. Олигодендроцитарные клетки-предшественники (OPCs) обильно распределены по всей центральной нервной системе, образуя пул пролиферативных клеток-предшественников, которые могут генерировать олигодендроциты.

Как NSC, так и OPC демонстрируют потенциал самообновления и циклы покоя/активации. Благодаря их расположению, выделение и экспериментальное исследование этих клеток проводится посмертно. В этой статье мы подробно опишем «доение мозга» — метод выделения НСК и ОПК, среди прочих клеток, от живых животных. Это двухэтапный протокол, предназначенный для использования на грызунах и протестированный на крысах. Во-первых, клетки «высвобождаются» из ткани с помощью стереотаксической интрацеребровентрикулярной инъекции «коктейль высвобождения». Основными компонентами являются нейраминидаза, которая нацелена на клетки эпендима и индуцирует оголение стенки желудочка, антитело, блокирующее интегрин-β1, и фактор роста фибробластов-2. На втором этапе «сбора» проводится жидкостная биопсия спинномозговой жидкости из большой цистерны у крыс, находящихся под наркозом, без необходимости разреза.

Представленные результаты показывают, что изолированные клетки сохраняют свой эндогенный профиль, а НБК ОЭЗ сохраняют свой покой. Денудация эпендимального слоя ограничена анатомическим уровнем инъекции, и протокол (выпуск и сбор) хорошо переносится животными. Этот новый подход открывает путь для проведения лонгитюдных исследований эндогенного нейрогенеза и глиогенеза у экспериментальных животных.

Введение

Тканеспецифические стволовые клетки представляют собой частично коммитированные клетки, которые могут давать начало всем клеточным популяциям, составляющим соответствующие ткани. Помимо того, что они мультипотентны, они являются самообновляющимися клетками и имеют решающее значение для поддержания гомеостаза и регенеративной способности тканей¹. Некоторые тканеспецифические стволовые клетки остаются в активном, сильно пролиферативном состоянии, например, кишечные или гемопоэтические стволовые клетки. Другие, такие как стволовые клетки головного мозга, остаются в основном в состоянии покоя или в спящем^{состоянии}. В мозге в....

протокол

Процедуры разведения, содержания и экспериментирования животных проводились в соответствии с Законом Великобритании о животных (научные процедуры) 1986 года, утвержденным Министерством внутренних дел, и в соответствии с Указом Президента Греческой Республики 56/2013, тщательно изученными органами по благополучию животных и этической экспертизе университетов Кембриджа и Патры, а также одобренными и тщательно изученными местным Комитетом префектуры по уходу за животными и их использованию (номер протокола: 5675/39/18-01-2021). Использовались самцы и самки крыс Спрэг-Доули, Вистар и Лонг-Эванс с возрастом от 2 до 4 месяцев и массой тела от 150 г до 250 г. Протокол графи....

Результаты

Выпуск и сбор НБК
НСК ОЭЗ отделены от ликвора только монослоем эпендимальных клеток, хотя и остаются в непосредственном контакте с желудочковым содержимым посредством интеркалирующих монореснитчатых отростков ^8,9. Нейраминидаза действу?.......

Обсуждение

Стволовые клетки и клетки-предшественники относительно редки в тканях мозга млекопитающих. Кроме того, НСК располагаются в местах, недоступных для легкой и безопасной биопсии (стенки желудочков, гиппокамп). Поэтому единственным способом экспериментальной работы с такими клетками до с.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Release cocktail
β1-integrin-blocking antibody	BD Biosciences	#555002	purified NA/LE Hamster Anti-Rat CD29 Clone Ha2/5, 1 mg/mL. Any abntibody with blocking activity should be appropriate.
Neuraminidase from Clostridium perfringens (Clostridium welchii)	Sigma-Aldrich	#N2876	Neuraminidases fromother sources (e.g., from Vibrio cholerae) have not been tested.
Recombinant Human FGF-basic (154 a.a.)	Peprotech	#100-18B	kept as a 1 μg/μL stock, diluted in sterile water at -20 °C
Surgical procedures
10 µL Syringe	Hamilton	#80330	Model 701 RN, Small Removable Needle, 26s gauge, 2 in., point style 2
BD Micro-fine 1 mL insulin syringes	BD biosciences	04085-00	29 G x 12.7 mm
BETADINE CUT.SOL 10% FLx30ML	LAVIPHARM-CASTALIA	SKU: 5201048131168
Bupaq	RICHTERPHARMA	1021854AF	10 mL (buprenophine 0.3 mg/mL)
Digital New Standard Stereotaxic, Rat and Mouse	Stoelting	51500D
Homeothermic Monitoring System	Harvard Apparatus	55-7020
ISOFLURIN 1,000 mg/g inhalation vapour, liquid	Vetpharma Animal Health	32509/4031
Ketamidor	RICHTER PHARMA	SKU: 9004114002531	Ketamine 100 mg/mL
Nylon suture, Ethilon	Ethicon	D9635	Clear , size 5-0
Rechargeable Cordless Surgical Trimmers	Stoelting	Item:51472
Scalpel blades, sterile	Swann Morton	AW050
Scopettes Jr.  8-inch Swabs	Birchwood Laboratories	34-7021-12P
Stereotaxic High Speed Drill	Foredom	1474w/o1464
Stoelting’s Stereotaxic Instrument Kit	Stoelting	Item: 52189
Xylan 2%	Chanelle Pharmaceuticals	13764/03/19-5-2004	Xylazine, 25 mL
Tissue and cells handling and immunostainings
96-well plates appropriate for microscopy	Greiner	#655866	Screen star microplate
B27 supplement	ThermoFisher Scientific	A1486701
Bovine Serum Albumin (BSA)	Merck	P06-1391100	Fraction V, heat shock
Citrate	Merck	71497	Sodium citrate monobasic
Cryostat	Leica	CM1510S
DAPI	Merck, Calbiochem	28718-90-3	Nuclear staining, Dilution: 1/1,000
DMEM	ThermoFisher Scientific	11995065	High glucose, pyruvate
donkey anti-goat	Biotium	20016 or 20106 or 20048	Dilution: 1/1,000
donkey anti-mouse	Biotium	20014 or 20105 or 20046	Dilution: 1/1,000
donkey anti-rabbit	Biotium	20015 or 20098 or 20047	Dilution: 1/1,000
EGF	Peprotech	315-09
FGF-2 (or bFGF)	Peprotech	100-18B
goat anti-GFAP	Abcam	ab53554	Dilution: 1/500
goat anti-SOX2	Santa Cruz Biotecnology	sc-17320	Dilution: 1/200
mouse anti-ID3	Santa Cruz Biotecnology	sc-56712	Dilution: 1/200
mouse anti-S100β	Sigma	S2532	Dilution: 1/200
Mowiol	Merck, Calbiochem	475904	Mounting medium
N2 supplement	ThermoFisher Scientific	17502048
Parafolmadehyde	Merck	158127
Poly-D-Lysine	Merck, Millipore	A-003-E	Solution, 1.0 mg/mL
rabbit anti-Doublecortin (DCX)	Abcam	ab18723	Dilution: 1/500
rabbit anti-PDGFRα	Abcam	ab51875	Dilution: 1/200
rabbit anti-β- catenin	Abcam	ab16051	Dilution: 1/500
Triton X-100	Merck	X100
Microscopy and image analysis
Confocal microscope	Leica	SP6 and SP8
Image analysis	NIH, USA	ImageJ
Image analysis	Leica	LasX