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Microglia risiedono macrofagi che forniscono la prima linea di difesa e sorveglianza immunitaria del sistema nervoso centrale. I microRNA sono molecole regolatrici che svolgono un ruolo importante in molti processi fisiologici tra cui l'attivazione e la differenziazione dei macrofagi. In questo articolo, si descrive il metodo per la misurazione dei microRNA in cellule microgliali.
Microglia sono cellule della linea mieloide che risiedono nel sistema nervoso centrale (CNS) 1. Queste cellule hanno un ruolo importante in patologie di molte malattie associate neuroinfiammatoria come la sclerosi multipla (MS) 2. Microglia nel sistema nervoso centrale di un normale esprimere macrofagi CD11b marcatore e mostrano un fenotipo di riposo da esprimere bassi livelli di marker di attivazione quali CD45. Durante gli eventi patologici del sistema nervoso centrale, microglia si attivano come determinato dal upregulation di CD45 e di altri marcatori 3. I fattori che influenzano il fenotipo e le funzioni di microglia nel sistema nervoso centrale non sono ben studiati. I microRNA (miRNA) sono una famiglia crescente di molecole conservate (circa 22 nucleotidi) che sono coinvolte in molti processi fisiologici come la crescita e la differenziazione cellulare 4 e patologie come l'infiammazione 5. MicroRNA downregulate l'espressione di geni bersaglio determinati legame sequenze complementari dimRNA ir e svolgono un ruolo importante nella attivazione di cellule immunitarie innate tra macrofagi e microglia 6 7. Al fine di indagare miRNA-mediate percorsi che definiscono la microglia fenotipo, funzione biologica, e per distinguere microglia da altri tipi di macrofagi, è importante per valutare quantitativamente l'espressione dei microRNA in particolari sottogruppi distinti del SNC residente microglia. Metodi comuni per misurare l'espressione dei miRNA nel SNC includono quantitativa PCR da intero tessuto neuronale e ibridazione in situ. Tuttavia, quantitativa PCR da omogenato tissutale intero non consente la valutazione dell'espressione di miRNA in microglia, che rappresentano solo 5-15% delle cellule del tessuto neuronale. Ibridazione in situ permette di valutare l'espressione di microRNA in specifici tipi cellulari nelle sezioni di tessuto, ma questo metodo non è del tutto quantitativa. In questo rapporto descriviamo una quantitativa e sensitive metodo per la rilevazione di miRNA dal real-time PCR in microglia isolato dal sistema nervoso centrale normali o durante neuroinfiammazione con encefalomielite autoimmune sperimentale (EAE), un modello murino di sclerosi multipla. Il metodo descritto sarà utile per misurare il livello di espressione dei microRNA in cellule microgliali in CNS normali o durante neuroinfiammazione associato a varie patologie tra cui sclerosi multipla, ictus, lesioni traumatiche, morbo di Alzheimer e tumori cerebrali.
1. Isolamento della microglia dal CNS normali
Isolamento di microglia viene eseguita come descritto in precedenza con modifiche 3.
2. Controllo della Purezza della microglia mediante citometria a flusso
Colorazione con anticorpi viene eseguita come descritto in precedenza con modifiche 7,8.
3. Isolamento della microglia e macrofagi periferici dal CNS infiammate in modello murino di neuroinfiammazione
Encefalite autoimmune sperimentale (EAE) viene indotta come è stato descritto in precedenzanel nostro documento 7; ordinamento FACS viene eseguita in modo simile al protocollo pubblicato 8.
4. Isolamento di RNA
RNA viene isolato usando il kit Mirvana secondo le istruzioni del fabbricante con le modifiche.
5. Rilevazione di miRNA in microglia e macrofagi
Per l'analisi dell'espressione miRNA, quantitativa in tempo reale reverse transcriptase PCR (qRT-PCR) analisi è effettuata utilizzando saggi TaqMan con primer e sonde fluorescenti per microRNA particolare interesse e uno degli RNA ubiquitariamente espresse brevi (ad esempio snoRNA-55, snoRNA -135 o U6) per la normalizzazione. Primers e sonde fluorescenti per specifici gruppi di miRNA umano o del mouse può essere acquistato da Life Technologies Inc. Qui useremo miR-124 come un esempio per miRNA di interesse e snoRNA-55 come esempio per la normalizzazione.
Voce | Volume (pl) per campione |
5x RT Primer | 1,00 |
RNA del campione | 1,67 |
RT Enzyme Mix | |
25 mm ciascuno (totale 100 mM) dNTPs | 0,050 |
MultiScribe trascrittasi inversa) | 0,333 |
RT Buffer 10X | 0,500 |
AB inibitore della RNasi | 0,063 |
Acqua priva di nucleasi | 1,388 |
Totale | 5,00 |
Diluire i campioni di RNA concentrazione di 3 ng / ul. Preparare Mix enzimi RT e mettere 3,33 ul ai tubi PCR e aggiungere 1,67 ml di campione RNA. Incubare in PCR Instrument (BioRad) a 16 ° Cper 30 min, 42 ° C per 30 min, 85 ° C per 5 minuti, e fissato a 4 ° C in attesa.
Voce | Volume (pl) per campione |
RT prodotto | 1,0 |
2X TaqMan Master Mix | 5.0 |
Sonda 5X | 2,0 |
Acqua priva di nucleasi | 2,0 |
Totale | 10,0 |
Utilizzare una piastra da 384 pozzetti chiara reazione ottico (Life Technologies) per ogni reazione e real-time PCR strumento AB 7900 HT. Condizioni bici: 95 ° C per 10 min, [95 ° C per 5 sec, 60 ° C per 60 sec x 40 cicli].
6. Normalizzazione e Analisi dei dati
Livelli di espressione relativi miRNA di interesse (miR-124) sono calcolate utilizzando il metodo ΔΔCT come descritto in precedenza 7,9 utilizzando snoRNA-55 per la normalizzazione della quantità iniziale di RNA.
7. Risultati rappresentativi
Curve tipiche di real-time PCR e valori di CT per miR-124 (microRNA di interesse) e snoRNA-55 (normalizzazione) e relativi livelli di espressione di miR-124 sono mostrati in figura. 4 e tabella I. Nei nostri esperimenti abbiamo usato snoRNA-55 come controllo per la normalizzazione. Come abbiamo accennato in precedenza, altri RNA onnipresenti può essere anche utilizzata per la normalizzazione, come snoRNA-135 e U6.
Gli esempi di espressione di miR-124 in adulti microglia vs midollo osseo derivati da macrofagi (BMDMs) sono mostrate in fig. 5 bis (BMDMs sono stati coltivati nel presence di M-CSF come descritto 7). In Fig. 5b, abbiamo confrontato l'espressione di miR-124 ordinati in popolazioni di CD45 bassa microglia vs hi macrofagi CD45. In entrambi questi esperimenti abbiamo dimostrato che cellule microgliali sono diversi da altri macrofagi esprimere elevati livelli di miR-124. Esperimenti simili può essere eseguita in futuro per la cinetica di attivazione microglia in vivo o in vitro.
Espressione di miR-124 nella microglia isolato dal CNS di topi C57BL / 6 a diversi stadi di sviluppo è mostrato in fig. 5c. Questi dati dimostrano che microglia nelle prime fasi di sviluppo esprimono bassi livelli di miR-124, che correlato con la loro fenotipo attivato 7. Un'analisi simile può essere effettuata per studiare le funzioni di microglia nel sistema nervoso centrale normali quali il confronto di espressione dei miRNA particolari microglia isolate da diverse aree del sistema nervoso centrale: il cervelletto, scavo di Pinal, ecc ippocampo
Figura 1. Gli esempi di buoni e cattivi preparazioni di microglia come determinato mediante citometria a flusso. Nel caso di isolamento "buono" della microglia dal CNS normali, 95-98% delle cellule CD45 + rappresentano CD11b microgla basso con 2-5% di CD11b + CD45 hi macrofagi perivascolari. Meno dell'1% di CD11b - hi linfociti CD45 o CD45 CD11b - cellule - astrogliali o oligodendrogliale o frammenti di cellule dovrebbero essere presenti (a). Il caso della preparazione "cattivo" viene qui mostrato (b) dove il 18% di contaminazione CD11b - CD45 - cellule è presente (b, quadrante in basso a sinistra) suggerendo insufficiente separazione su gradiente Percoll. Nel caso di una buona preparazione, 95-98% delle cellule dovrebbe rappresentare CD11b + CD45bassa microglia (a, quadrante in alto a sinistra), 2-5% di tutte le cellule dovrebbero rappresentare CD11b + CD45 macrofagi perivascolari hi (a, quadrante in alto a destra), e meno dell'1% di tutte le cellule dovrebbero rappresentare CD11b cellule negative contaminanti (a, quadrante inferiore a sinistra). In caso di "cattiva preparazione", la contaminazione significativa di CD11b - CD45 - cellule o frammenti di cellule (astroglia, particelle di mielina, ecc) sono presenti (b, quadrante inferiore a sinistra), che rende la preparazione delle cellule non idonei per l'isolamento di RNA e ulteriormente analisi. Inoltre, CD11b - cellule CD45 hi potrebbe essere presente anche in caso di "cattiva preparazione" (b, quadrante in basso a destra) che indica la contaminazione da linfociti del sangue a causa di perfusione insufficiente.
Figura 2. Citometria a flusso l'analisi dells e smistamento delle popolazioni di microglia e macrofagi periferici dal CNS malate (a) Durante neuroinfiammatoria tre popolazioni di cellule sono presenti nel SNC: CD11b CD45 + bassa (microglia), CD11b + CD45 hi (macrofagi), e CD11b - CD45. hi (linfociti), come mostrato in alto a sinistra, destra quadranti superiore ed inferiore destro, rispettivamente. Gates per l'ordinamento delle popolazioni di CD11b + CD45 CD11b bassa microglia e macrofagi CD45 + hi sono indicati in (b) e le purezze delle popolazioni rianalizzati ordinati sono indicate in (c, d). Gating preliminare sulle cellule vitali sulla base di FSC / SSC parametri è stato attuato.
Figura 3. Esempi di qualit "buono" e "cattivi"zioni del RNA isolati da microglia e analizzati mediante elettroforesi su gel. Nel caso di buona qualità, scaletta RNA e RNA ribosomiale è evidente (a). In caso di cattiva qualità, striscio, e basso peso molecolare prodotti di degradazione sono evidenti (b).
Figura 4. Real-time RT-PCR curve per fluorescenza etichettato miR-124 e snoRNA-55 prodotti di PCR. Curve per snoRNA-55 (a) e miR-124 (b) sono indicati per microglia e macrofagi di midollo osseo derivate (BMDMs). L'esperimento è stato eseguito in duplicato. Valori Ct sono stati determinato dall'intersezione della linea di base con la parte inferiore del range lineare del qRT-PCR curva come mostrato in (b). per vedere figura maggiore .
snoRNA-55 | miR-124 | DCT = Ct (Esp)-Ct (Norm) | DDCT = DCT-DCT (Ref) | Livello relativo di espressione = 2-DDCT | |
Ct (Norm) | Ct (Exp) | DCT | DDCT | miR-124 Espressione | |
Microglia dal CNS normali | 24,082 | 24,572 | 0,49 (Ref) | 0 | 1,0 |
23,766 | 24,291 | 0,525 | 0,035 | 1,02 | |
Midollo osseo macrofagi derivati (BMDMs) | 26,879 | 320,231 | 5,352 | 5,317 | 0,025 |
26,526 | 32,078 | 5,552 | 5,517 | 0,022 |
Tabella I. Calcolo dei livelli relativi di espressione di miR-124 in microglia vs macrofagi derivate dal midollo osseo a base di C valori di t per il miR-124 (microRNA di interesse) e snoRNA-55 (controllo per la normalizzazione).
Figura 5. Analisi di miR-124 espressione microglia e macrofagi. Confronto di miR-124 espressione in cellule microgliali dal CNS normali vs macrofagi derivate dal midollo osseo (BMDMs) è mostrata in (a). Confronto di miR-124 in microglia vs macrofagi isolati da periferici di CNS in topi con neuroinfiammatoria è mostrata in (b). Variazionilivello di espressione di miR-124 in microglia durante lo sviluppo in topi di 1, 2 e 4 settimane, rispetto ai topi adulti (a 8 settimane di età) è mostrato in (c). In (a, b) l'esperimento è stato eseguito in triplicato con media ± SD di tre reazioni separate PCR mostrato. In (c) esperimento è stato eseguito in duplicato come indicato.
Recentemente notevole interesse è stato dato a microglia e il coinvolgimento di queste cellule in molte patologie associate neuroinfiammazione e neurodegenerazione. Inoltre, il ruolo dei microRNA nella differenziazione delle cellule immunitarie e cancro è drammaticamente cresciuta negli ultimi anni diversi 5,10. Abbiamo precedentemente riportato il ruolo di miR-124 nel mantenimento del fenotipo non attivata o di riposo della microglia nel CNS normali 7, ma il ruolo degli altri tipi di microRNA ne...
Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.
Il lavoro è stato supportato dal NIH R01 NS071039-01A1 assegno di ricerca.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome del reattivo | Azienda | Numero di catalogo | Comments |
PBS 1X | GIBCO | 14190 | Può essere preparati da componenti secchi nel pH laboratorio,: 7,2-7,4 |
10X PBS | Thermo Scientific | SH30258.02 | Può essere preparati da componenti secchi nel pH laboratorio,: 7,2-7,4 |
DMEM; FBS | GBCO | 11965, 10438 | |
Mirvana kit | Invitrogen | AM1561 | |
Percoll | Sigma | P4937-500 ml | 100 ml di Percoll 100% viene preparato miscelando 10 ml di PBS 10X e 90 ml di Percoll da Sigma. 50 ml di Percoll 70% èpreparata miscelando di 35 ml di Percoll al 100% e 15 ml di DMEM 50 ml di Percoll 40% viene preparata miscelando 20 ml di Percoll al 100% e 30 ml di 1X PBS |
MOG 35-55 peptide | AnaSpec Inc | 60130-5 | |
CFA | DIFCO | 263810 | |
Tossina della pertosse | Sigma | P7208 | |
FcR bloccando gli anticorpi | BD Biosciences | 553142 | Clone 2.4G2 |
Anti-CD11b - PE mAb | BD Biosciences | 553311 | Può essere utilizzato con fluorofori differenti (es. AF488) |
Anti-CD45-APC-Cy7 mAbs | Biolegend | 103116 | Può essere utilizzato con fluorofori differenti (ad es APC) |
Paraformalformaldeide (16%) | EMS Inc | 15710 | Diluire 1:15 in PBS 1X |
15% Urea TBE-Gel | Life Technologies Inc. | EC68855BOX | |
TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit | Life Technologies Inc | 4366596 | |
TaqMan Universal PCR Master Mix | Life Technologies Inc | 4304437 | |
Saggi TaqMan MicroRNA mmu-miR-124a | Life Technologies Inc | 4427975 ID 001182 | |
Saggi TaqMan MicroRNA snoRNA-55 | Life Technologies Inc | 4427975 ID 001228 | |
Acqua priva di nucleasi | Life Technologies Inc | AM9937 | Acqua priva di nucleasi |
384 pozzetti di reazione chiara ottica | Life Technologies Inc. | 4309849 | Possono essere sostituiti con altri (ad esempio piastre da 96 pozzetti) in tempo reale diversi strumenti PCR |
Omogeneizzatore Dounce (15 ml) | Wheaton Science Products. | 358044 | Teflon / vetro |
40 μ nylon filtro cella | Falco | 352340 | |
Centrifuga Big | Sorval | RT 6000B | Diametro rotore 18,5 centimetri |
Centrifuga Piccolo | Eppendorf | 5415 R | Diametro rotore 6,5 centimetri |
Real-time PCR Instrument | Life Technologies Inc. | AB 7900 HT | Possono essere sostituiti con altri strumenti |
Citometro a flusso | BD Biosciencess | LSR II | Possono essere sostituiti con altri strumenti |
FACS | BD Biosciences | FACSAria | Possono essere sostituiti con altri strumenti |
Spettrofotometro NanoDrop | Thermo Scientific | NanoDrop 1000 |
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