Name: isolating central nervous system tissues and associated meninges for the downstream analysis of immune cells
Uploaded: 2020-05-19T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Isolating Central Nervous System Tissues and Associated Meninges for the Downstream Analysis of Immune cells at JoVE.com

De auteurs bedanken het personeel van het Center for Comparative Medicine and Research (CCMR) in Dartmouth voor hun deskundige zorg voor de muizen die voor deze studies worden gebruikt. Het Bornstein Research Fund financierde dit onderzoek.

Al het dierenwerk maakt gebruik van protocollen die zijn beoordeeld en goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) aan de Geisel School of Medicine in Dartmouth.
1. Verwerking van hersen- en ruggenmergmonsters voor ontkalking
<ol><li>Isoleren van hersen- en ruggenmergmonsters
	<ol><li>Euthanaseer de muis via CO 2-inhalatie. Zorg ervoor dat het CO 2-debiet 10%-30% van het kooivolume per minuut verplaatst.</li>
		<li>Til met ee...

Methoden voor het evalueren van de cellulaire samenstelling in het CZS-compartiment tijdens homeostase en ziekte zijn essentieel voor het begrijpen van de fysiologische en pathologische toestanden van het CZS. Ondanks het feit dat ze dienen als een belangrijke barrière in het CZS en een breed scala aan immuuncellen huisvesten, worden de hersenvliezen vaak weggelaten uit de analyse omdat veel conventionele weefselextractiemethoden voor de hersenen en het ruggenmerg het verzamelen van deze membranen niet mogelijk maken. D...

Het centrale zenuwstelsel (CZS) is een immunologisch gespecialiseerde plaats. Het CZS-parenchym, met uitzondering van de CSF-ruimte, de hersenvliezen en de vasculatuur, wordt klassiek gezien als een immuunbevoorrechte plaats 1,2,3,4,5 en is relatief verstoken van immuuncellen tijdens homeostatische omstandigheden 2,6,7. Daarentegen zijn de hersenvliezen, bestaande uit de dura-, arachnoïde- en pialagen, cruciale componenten van het CZS-compartiment, die actief deelnemen aan homeostatische immuunsurveillance en ontstekingsprocessen tijdens ziektepathogenese 3,6,7,8. Tijdens steady state-omstandigheden ondersteunen de hersenvliezen talrijke immuunschildwachtcellen, waaronder aangeboren lymfoïde cellen (ILC), macrofagen, dendritische cellen (DC), mestcellen, T-cellen en in mindere mate B-cellen 9,10,11.
De hersenvliezen zijn sterk gevasculariseerde structuren en bevatten lymfevaten die zorgen voor een lymfatische verbinding tussen het CZS en de periferie 8,12,13,14. Bij ontstekingsaandoeningen veroorzaakt door CZS-letsel, infecties, auto-immuniteit of zelfs neurodegeneratie, infiltreren perifeer afgeleide immuuncellen het parenchym en veranderen het immuunlandschap in de hersenvliezen. Na celinfiltratie kunnen de hersenvliezen een functionele niche vormen voor perifeer afgeleide immuuncellen, waardoor immuuncelaggregatie, lokale immuuncelactivering en overleving op lange termijn in het CZS-compartiment worden bevorderd. Prominente meningeale ontsteking wordt waargenomen bij meerdere ziekten die het CZS beïnvloeden, waaronder multiple sclerose (MS) 15,16,17,18,19, beroerte 20,21, steriel letsel 22,23 (d.w.z. ruggenmergletsel en traumatisch hersenletsel), migraine 24 en microbiële infectie 25,26,27,28,29. De karakterisering van residente cellen en perifeer afgeleide immuuncellen in het meningeale compartiment is dus essentieel voor het begrijpen van de rol van deze cellen tijdens steady state-omstandigheden en ziektepathogenese.
De extractie van de hersenen, het ruggenmerg en de hersenvliezen uit de schedel en wervellichamen is technisch uitdagend en tijdrovend. Er zijn momenteel geen technieken beschikbaar voor de snelle extractie van de hersenen met alle drie de meningeale lagen intact. Hoewel laminectomie een uitstekende morfologie van het ruggenmergweefsel oplevert en de meningeale lagen behoudt, is het zowel extreem tijdrovend als gecompliceerd30,31. Omgekeerd vergemakkelijken meer conventionele extractiemethoden zoals de verwijdering van de hersenen uit de schedel en de hydraulische extrusie van het ruggenmerg de snelle extractie van het CZS-weefsel, maar zowel de arachnoïdale als durale hersenvliezen gaan verloren met deze technieken30,31. Het weglaten van dura- en arachnoïdelagen tijdens conventionele isolatie van hersen- en ruggenmergweefsels resulteert in een onvolledige analyse van de cellen in het CZS-compartiment. De identificatie van nieuwe technieken gericht op de snelle extractie van CZS-weefsels met intacte hersenvliezen is dus cruciaal voor de optimale analyse van het CZS-compartiment.
Dit manuscript presenteert twee methoden voor de snelle extractie van de hersenen, het ruggenmerg en de hersenvliezen van muizen, waardoor de stroomafwaartse analyse van residente cellen en perifeer afgeleide immuuncellen in het CZS-parenchym en hersenvliezen wordt vergemakkelijkt. Deze geoptimaliseerde protocollen richten zich op 1) het isoleren van eencellige suspensies voor downstream-analyse en 2) het voorbereiden van weefsel voor histologische verwerking. Het verkrijgen van eencellige suspensies uit de hersenen, ruggenmergweefsel en durale en arachnoïdalehersenvliezen 32 maakt de gelijktijdige analyse mogelijk van cellen die zich in zowel het parenchymale als het meningeale compartiment bevinden. Eencellige suspensies kunnen worden gebruikt in verschillende toepassingen, waaronder celkweektests om in vitro stimulatie 33 uit te voeren, enzyme-linked immunospot (ELISpot) 28,34,35, flowcytometrie 36,33 en single-cell 37 of bulk transcriptomics. Bovendien zorgt het geoptimaliseerde protocol voor ontkalking van hele hersenen en ruggenmerg met intacte schedels of wervelkolommen respectievelijk voor de zachte ontkalking van het omliggende bot, waardoor de hersenvliezen intact blijven en de weefselmorfologie behouden blijft. Deze methode maakt de selectieve identificatie van eiwitten of RNA mogelijk met behulp van immunohistochemie (IHC) of in situ hybridisatie (ISH) technieken binnen zowel de parenchymale als meningeale ruimten. De karakterisering van het fenotype, de activeringstoestand en de lokalisatie van residente cellen en perifeer afgeleide immuuncellen in het CZS kan informatie opleveren die essentieel is om te begrijpen hoe individuele celtypen in het CZS-compartiment bijdragen aan homeostase en ziektepathogenese.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td>any</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>37002D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>Allegra X-12R centrifuge</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase I</td>
			<td>Worthington</td>
			<td>LS004196</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical tube, 15 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>525-1069</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical tube, 50 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89039-658</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover glass</td>
			<td>Hauser Scientific</td>
			<td>5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryomold</td>
			<td>VWR</td>
			<td>18000-128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11003-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable polystyrene tube, 14 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Scalpel</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC0595256</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNAse I</td>
			<td>Worthington</td>
			<td>LS002139</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry ice</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Durmont #7Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11271-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA disodium salt dihydrate</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>0105-500g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, 100%</td>
			<td>any</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum (FBS)</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30910.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter top tube, 5 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>352235</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fixable viability stain 780</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>565388</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow cytometer</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>Gallios</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>D16-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG (488 conjugate)</td>
			<td>Jackson immunoresearch</td>
			<td>115-546-146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG (594 conjugate)</td>
			<td>Jackson immunoresearch</td>
			<td>115-586-146</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rabbit 488</td>
			<td>Jackson immunoresearch</td>
			<td>111-545-144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rat 594</td>
			<td>Jackson immunoresearch</td>
			<td>112-585-167</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rat 650</td>
			<td>Jackson immunoresearch</td>
			<td>112-605-167</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#39;s Balnced Salt Solution (HBSS)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-020-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemacytometer</td>
			<td>Andwin Scientific</td>
			<td>02-671-51B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostat</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13004-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES (N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethane sulfonic acid)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>15630080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Fisher chemical</td>
			<td>BP366-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4 (anhydrous)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P5655-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Nitrogen</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse FC block (CD16/32)</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>553141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2HP04 (anhydrous)</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>S374-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Fisher chemical</td>
			<td>S671-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle, 25 gauge</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal mouse serum</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>31881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon mesh strainer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>352350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT</td>
			<td>Sakura</td>
			<td>4583</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde, 20%</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>15713-S</td>
			<td>Diluted to 4% using 1 x PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipette, 9 inch, unplugged</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-20C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (1x)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-040-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE Rat Anti-Mouse CD4</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>553730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE-CF594 Rat Anti-Mouse CD19</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>562329</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Percoll density gradient media</td>
			<td>GE healthcare</td>
			<td>17-0891-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PerCP-Cy5.5 Rat Anti-Mouse CD45</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>550994</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish, 100 mm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>353003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-636-AB150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipet-Aid</td>
			<td>Drummond Scientific Corporation</td>
			<td>4-000-101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette 200 &#181;l</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>FA10005M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips, 1 mL</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1111-2831</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tips, 200 &#181;l</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1111-1816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette, 1 mL</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>FA10006M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolong Diamond mountant with DAPI</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>P36962</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Purified Rat Anti-Mouse CD16/CD32</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>553141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-mouse CD3 (SP7 clone)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab16669</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-mouse laminin</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab11575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat anti-mouse ERT-R7</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab51824</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640</td>
			<td>Corning</td>
			<td>10-040-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipet, 1 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>357521</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipet, 10 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>357551</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serological pipet, 5 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>357543</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S318-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Fisher chemical</td>
			<td>S5-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14001-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors, extra fine</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5882</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 10 mL</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>302995</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 5 mL</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>309646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan blue</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15250-061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum filter system</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>20207749</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum flask</td>
			<td>Thomas Scientific</td>
			<td>5340-2L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum in-line filter</td>
			<td>Pall Corporation</td>
			<td>4402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum line</td>
			<td>Cole Palmer</td>
			<td>EW-06414-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>Versa bath</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolating central nervous system tissues and associated meninges for the downstream analysis of immune cells

Het centrale zenuwstelsel (CZS) bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg en wordt omhuld door de hersenvliezen, vliezige lagen die dienen als een barrière tussen de periferie en het CZS. Het CZS is een immunologisch gespecialiseerde plaats en in steady state-omstandigheden is immuunprivilege het duidelijkst in het CZS-parenchym. Daarentegen herbergen de hersenvliezen een breed scala aan residente cellen, waaronder aangeboren en adaptieve immuuncellen. Tijdens ontstekingsaandoeningen veroorzaakt door CZS-letsel, auto-immuniteit, infectie of zelfs neurodegeneratie, kunnen perifeer afgeleide immuuncellen het parenchym binnendringen en hun intrek nemen in de hersenvliezen. Van deze cellen wordt gedacht dat ze zowel gunstige als schadelijke acties uitvoeren tijdens de pathogenese van de ziekte van het CZS. Ondanks deze kennis worden de hersenvliezen vaak over het hoofd gezien bij het analyseren van het CZS-compartiment, omdat conventionele CZS-weefselextractiemethoden de meningeale lagen weglaten. Dit protocol presenteert twee verschillende methoden voor de snelle isolatie van muizen CZS-weefsels (d.w.z. hersenen, ruggenmerg en hersenvliezen) die geschikt zijn voor downstream-analyse via eencellige technieken, immunohistochemie en in situ hybridisatiemethoden. De beschreven methoden bieden een uitgebreide analyse van CZS-weefsels, ideaal voor het beoordelen van het fenotype, de functie en de lokalisatie van cellen die het CZS-compartiment bezetten onder homeostatische omstandigheden en tijdens ziektepathogenese.

Dit representatieve experiment was gericht op het kwantificeren van B- en T-cellen en het beschrijven van B- en T-cellokalisatie in de meningeale en parenchymale CZS-compartimenten in homeostatische omstandigheden en in een muizenprogressief MS-model (d.w.z. TMEV-IDD). TMEV-IDD werd geïnduceerd in 5 weken oude vrouwelijke SJL-muizen door intracraniële infectie met 5 x 106 plaquevormende eenheden (PFU) van TMEV BeAn zoals eerder beschreven29.
De huidige stud...

Watch this Scientific Journal Video about Isolating Central Nervous System Tissues and Associated Meninges for the Downstream Analysis of Immune cells at JoVE.com

Isolating Central Nervous System Tissues and Associated Meninges for the Downstream Analysis of Immune cells

Dit artikel presenteert twee geoptimaliseerde protocollen voor het onderzoeken van residente en perifeer afgeleide immuuncellen in het centrale zenuwstelsel, waaronder de hersenen, het ruggenmerg en de hersenvliezen. Elk van deze protocollen helpt bij het vaststellen van de functie en samenstelling van de cellen die deze compartimenten bezetten onder steady state en ontstekingsomstandigheden.

Isoleren van weefsels van het centrale zenuwstelsel en bijbehorende hersenvliezen voor de downstream-analyse van immuuncellen

The central nervous system (CNS) is comprised of the brain and spinal cord and is enveloped by the meninges, membranous layers serving as a barrier ...

Rapid isolation of CNS tissues including the meninges allows for a comprehensive analysis of immune cell phenotype, function, and localization in homeostatic and pathogenic conditions. The two demonstrated methods allow for the quick extraction of CNS tissues with the meninges, ideal for downstream analysis using single cell techniques and histological methods. Although the representative results focus on the analysis of immune cells, these two methods can be used to analyze CNS resident cells, including microglia, astrocytes, pericytes, endothelial cells, stromal cells, and neurons.Begin by isolating brain and spinal cord samples from euthanized mice. After removing the head, make a midline incision in the skin and flip it over the eyes to free the skull. Cut at the nasal bone to release the mandible from the skull.Then remove the mandible, tongue, and eyes. Cut along the lateral aspects of the skull to release the tissue along the external auditory meatus and trim it. To collect the spinal cord sample, separate the rib cage from the spinal column by cutting parallel to the spine with sharp scissors.Make a small cut at the lower lumbar region to isolate the spinal column, then trim and remove any remaining muscle along the spine to expose the vertebrae. When performing decalcification, check the bone daily to determine if it is soft and pliable. Remove the tissue from the EDTA solution with forceps, place it on a Petri dish, and gently test the bone softness with a 25 gauge needle.If the needle easily penetrates the bone, the decalcification process is complete. To extract the skull cap in the brain, make a midline incision in the skin and flip the skin over the eyes. Place the scissors within the foramen magna and begin cutting the skull laterally along the cortices towards the olfactory bulb, keeping the incisions above the external auditory meatus and mandible.Perform the same cuts on the opposite side with cuts meeting at the olfactory bulb to free the skull cap from the brain. Using forceps, peel back the skull cap and place it into a 15 milliliter conical tube containing five milliliters of cold RPMI medium supplemented with 25 millimolar HEPES. Place curved forceps below the base of the brain and lift them to free the brain from the skull cap.Extract the vertebrae column and spinal cord tissue by cutting parallel to the spine to separate the rib cage from the spinal column. Then make a small cut at the lower lumbar region to isolate the vertebrae column. Trim and remove any remaining muscle along the spine to expose the vertebrae.Next, place the extra fine surgical scissors within the vertebral column and cut along the lateral edge of the column. Cut the opposite lateral edge completely to divide the vertebral column into an anterior and posterior portion. Use forceps to peel away the spinal cord slowly and carefully from the vertebral column and place it in a 15 milliliter conical tube containing five milliliters of cold RPMI with 25 millimolar HEPES.Then transfer the anterior and posterior portions of the spinal column to another tube. To remove the meninges from the skull cap, take the skull cap out of the RPMI media and use sharp forceps to score around the outer edge. Peel the meninges away from the edge of the skull cap, scraping to remove the dural and arachnoid meninges and place the meninges on a Petri dish.To remove the meninges from the vertebral column, take the column out of the media and score around the edges of the vertebral column with sharp forceps to free the meninges. Use curved forceps to peel away the meninges from the edge of the vertebrae and place the meninges on a Petri dish. Place a nylon mesh strainer in a 50 milliliter conical tube.To create a cell suspension, move the meninges into a strainer and add three milliliters of HEPES supplemented RPMI, then use a plunger from a five milliliter syringe to grind the tissue and media through the strainer. Pour the brain or spinal cord tissue with the media into a 100 millimeter Petri dish and use forceps to move the tissue to the bottom. Mince the brain tissue with a sterile razor blade and gather the tissue at the bottom of the plate.Add three milliliters of RPMI supplemented with 10%FCS to the Petri dish, then use a 10 milliliter serological pipette to resuspend the tissue in the media and transfer it to a 15 milliliter conical tube. Add collagenase type 1 and DNase 1 to the tissue and incubate the tubes in a 37 degree Celsius water bath for 40 minutes. Invert the tubes every 15 minutes to thoroughly mix the tissue with the enzymes.After incubation, add EDTA to each tube for a final concentration of 0.01 molar and incubate the tubes for an additional five minutes to inactivate the collagenase. Add nine milliliters of RPMI supplemented with 10%FCS to each tube, then centrifuge the tubes at 450 G for five minutes at four degrees Celsius. Use a Pasteur pipette with a vacuum to aspirate the supernatant, taking care not to touch the cell pellet.Add three milliliters of 100%stock isotonic density gradient solution to the cell pellet, then add additional RPMI 10%FCS media to bring the final volume to 10 milliliters and resuspend the cell pellet. Invert and mix the tube well, then insert a serological pipette with one milliliter of 70%stock isotonic density gradient solution into the bottom of the tube. Slowly underlay the solution, being careful not to make bubbles.Remove the serological pipette from the tube, making sure not to disturb the gradient. Centrifuge the tube at 800 G for 30 minutes at four degrees Celsius, then aspirate the supernatant, including the myelin debris layer, until two to three milliliters remain in the tube. Use a one milliliter pipette to harvest the cell layer between the 30%and 70%density gradient and transfer it to a new 15 milliliter tube.Add RPMI 10%FCS media to bring the final volume to 15 milliliters, then centrifuge the cells at 450 G for five minutes at four degrees Celsius. This protocol was used to assess B and T cells in the meninges, brain, and spinal cord during progressive multiple sclerosis. Gating was conducted to distinguish CD45 high peripherally derived infiltrating immune cells from CD45 low microglia and CD45 negative neurons, astrocytes, and oligodendrocytes.Few CD45 high cells were present in the spinal cord and brain tissue of sham-treated mice. The same gating cutoff for CD45 high expression was used in the meninges to identify CD45 high immune cells and exclude non-immune cells. In all TMEV-IDD CNS tissues, increased percentages of CD45 high immune cells were observed compared to sham treated mice.During chronic TMEV-IDD, the percentage of B cells among CD45 high immune cells in the brain and spinal cord was higher compared to the meningeal compartment. Decalcified brains and spinal cords were imaged to identify the localization of B and T cells within the CNS compartment. Conventional extraction of the brain from the skull cap resulted in an intact pia layer, but the remaining meningeal layers were excluded.In both decalcified brains and spinal cords, all meningeal layers were intact. Isotype switched B cells and T cells were localized with IgG and CD3 expression, respectively. Costaining IgG with ER-TR7 revealed that B cells were present in the CNS parenchyma and the meninges, while cellular aggregates within ER-TR7 positive meninges contained multiple IgG positive B cells and CD3 positive T cells.A critical step in these protocols is the careful extraction of the CNS tissues, essential for improving the purity of single cell suspensions and for obtaining histology tissue with high quality morphology. The described techniques allow for the comprehensive analysis of cells occupying the CNS compartment, ideal for examining cell phenotype, function, and localization under homeostasis and during disease pathogenesis.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Flow Cytometry Analysis of Immune Cells Within Murine Aortas

Flowcytometrie-analyse van de immuuncellen Binnen Murine aorta

Atherosclerosis is a chronic inflammatory process of medium and large size vessels that is characterized by the formation of plaques consisting of foam ...

Culturing Microglia from the Neonatal and Adult Central Nervous System

Kweken Microglia van de neonatale en volwassen centrale zenuwstelsel

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

In Vitro Analysis of Myd88-mediated Cellular Immune Response to West Nile Virus Mutant Strain Infection

In Vitro Analysis of Myd88-mediated Cellular Immune Response to West Nile Virus Mutant Strain Infection

In Vitro Analyse van Myd88 gemedieerde cellulaire immuunrespons op West Nile Virus mutantstam Infectie

An attenuated West Nile virus (WNV), a nonstructural (NS) 4B-P38G mutant, induced higher innate cytokine and T cell responses than the wild-type WNV in ...

Isolation and Flow Cytometric Analysis of Immune Cells from the Ischemic Mouse Brain

Isolatie en Flow cytometrische analyse van de immuuncellen van de ischemische hersenen van muizen

Ischemic stroke initiates a robust inflammatory response that starts in the intravascular compartment and involves rapid activation of brain resident ...

Induction of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in Mice and Evaluation of the Disease-dependent Distribution of Immune Cells in Various Tissues

Inductie van experimentele auto-immune Encefalomyelitis in Muizen en evaluatie van de ziekte-afhankelijke Verdeling van immuuncellen in verschillende weefsels

Multiple sclerosis is presumed to be an inflammatory autoimmune disease, which is characterized by lesion formation in the central nervous system (CNS) ...

Development of a Hepatitis B Virus Reporter System to Monitor the Early Stages of the Replication Cycle

Ontwikkeling van een Hepatitis B Virus reportersysteem de vroege stadia van de replicatiecyclus Monitor

Currently, it is possible to construct recombinant forms of various viruses, such as human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) and hepatitis C virus (HCV), ...

Qualitative and Quantitative Analysis of the Immune Synapse in the Human System Using Imaging Flow Cytometry

Kwalitatieve en kwantitatieve analyse van de immuun SYNAPS in het menselijke systeem met behulp van Imaging Stroom Cytometry

The immune synapse is the area of communication between T cells and antigen-presenting cells (APCs). T cells polarize surface receptors and proteins ...

Analysis of Microglia and Monocyte-derived Macrophages from the Central Nervous System by Flow Cytometry

Analyse van Microglia en Monocyt-afgeleide Macrofagen uit het Centrale Zenuwstelsel door Flow Cytometry

Numerous studies have demonstrated the role of immune cells, in particular macrophages, in central nervous system (CNS) pathologies. There are two main ...

Isolating Lymphocytes from the Mouse Small Intestinal Immune System

Isoleren van lymfocyten van het immuunsysteem intestinale kleine muis

The intestinal immune system plays an essential role in maintaining the barrier function of the gastrointestinal tract by generating tolerant responses to ...

A Positioning Device for the Placement of Mice During Intranasal siRNA Delivery to the Central Nervous System

Een positionerings apparaat voor de plaatsing van muizen tijdens intranasale siRNA levering aan het centrale zenuwstelsel

Intranasal (IN) drug delivery to the brain has emerged as a promising method to bypass the blood-brain barrier (BBB) for the delivery of drugs into the ...