Method Article
Microglia תושב מקרופאגים הם המספקים את השורה הראשונה של מעקב ההגנה החיסונית של מערכת העצבים המרכזית. מיקרו RNA הם מולקולות רגולטוריות כי לשחק תפקיד חשוב בתהליכים פיזיולוגיים רבים, כולל הפעלת והבחנה של מקרופאגים. במאמר זה נתאר את שיטת המדידה של מיקרו RNA ב microglia.
Microglia הם תאים של שושלת מיאלואידית הנמצאים במערכת העצבים המרכזית (CNS) 1. תאים אלה ממלאים תפקיד חשוב פתולוגיות של מחלות רבות הקשורות neuroinflammation כמו טרשת נפוצה (MS) 2. Microglia בעוד כמה CNS רגילים להביע CD11b מקרופאג סמן ולהציג פנוטיפ מנוחה בהבעת רמות נמוכות של סמנים הפעלה כגון CD45. במהלך אירועים פתולוגיים מערכת העצבים המרכזית, microglia להיות מופעל כפי שנקבע על ידי upregulation של CD45 ו סמנים אחרים 3. הגורמים המשפיעים על הפנוטיפ microglia פונקציות מערכת העצבים המרכזית לא למד היטב. מיקרו RNA (miRNAs) משפחה הולך וגדל של מולקולות המשתמרים (~~~HEAD=NNS 22 נוקלאוטידים ארוך) כי הם מעורבים בתהליכים פיזיולוגיים רבים רגילים כגון צמיחת תאים והתמיינות 4 ו מחלות כגון דלקת 5. MiRNAs downregulate את הביטוי של גנים מסוימים היעד של רצפים משלימים מחייב שלIR mRNAs ולשחק תפקיד חשוב ההפעלה של תאים חיסוניים מולדים כולל מקרופאגים 6 ו מיקרוגליה 7. על מנת לחקור מירנה בתיווך מסלולים המגדירים את הפנוטיפ microglial, פונקציה ביולוגית, להבדיל microglia מסוגים אחרים של מקרופאגים, חשוב להעריך כמותית את הביטוי של מיקרו RNA מסוימות תת שונים של מערכת העצבים המרכזית microglia תושב. השיטות המקובלות למדידת ביטוי miRNAs מערכת העצבים המרכזית כולל PCR כמותי מן הרקמה העצבית כולה ב ההכלאה באתרה. עם זאת, PCR כמותי מן homogenate הרקמה כולה אינה מאפשרת הערכת הביטוי של מירנה ב microglia, אשר מייצגים רק 5-15% מכלל התאים של הרקמה העצבית. ההכלאה באתרם מאפשרת הערכת הביטוי של microRNA של סוגי תאים מסוימים בסעיפים רקמות, אך שיטה זו אינה כמותית לחלוטין. בדו"ח זה אנו מתארים כמותית sensשיטת itive לצורך זיהוי של מירנה על ידי בזמן אמת PCR ב microglia מבודד CNS רגילים או במהלך neuroinflammation באמצעות Encephalomyelitis אוטואימונית ניסויית (EAE), מודל העכבר על טרשת נפוצה. בשיטה המתוארת יהיה שימושי כדי למדוד את רמת הביטוי של מיקרו RNA ב microglia ב CNS רגילים או במהלך neuroinflammation קשור פתולוגיות שונות, כולל טרשת נפוצה, פגיעה שבץ, טראומה, מחלת אלצהיימר גידולים במוח.
1. הבידוד של microglia מ CNS רגיל
הבידוד של microglia מבוצעת כפי שתואר קודם לכן עם שינויים 3.
2. פיקוח על טוהר microglia ידי cytometry זרימה
מכתים עם נוגדנים מבוצעת כפי שתואר קודם עם שינויים 7,8.
3. הבידוד של microglia ומקרופגים היקפיים מ CNS דלקת במודל של עכבר Neuroinflammation
דלקת קרום המוח אוטואימונית ניסויית (EAE) מושרה כפי שתואר קודם לכןבעיתון שלנו 7, מיון FACS מבוצע באופן דומה הפרוטוקול שפורסם 8.
4. הבידוד של RNA
RNA יהיה מבודד באמצעות ערכת mirVana לפי הוראות היצרן עם שינויים.
5. זיהוי של מירנה ב microglia ומקרופגים
לצורך ניתוח הביטוי מירנה, בזמן אמת כמותי הפוך transcriptase PCR (qRT-PCR) ניתוח מתבצע באמצעות מבחני TaqMan עם primers ו בדיקות ניאון עבור microRNA מסוים של עניין ואחד RNAs קצרים לידי ביטוי בכל מקום בגוף (למשל snoRNA-55, snoRNA -135 או U6) לנורמליזציה. Primers ו בדיקות ניאון עבור קבוצות מיוחדות של מירנה אדם או העכבר ניתן לרכוש החיים טכנולוגיות בע"מ הנה נשתמש miR-124 כדוגמא עבור מירנה עניין snoRNA-55 כדוגמה לנורמליזציה.
פריט | נפח (μl) לדגימה |
פריימר 5x RT | 1.00 |
RNA מדגם | 1.67 |
RT Mix אנזים | |
25 מ"מ כל אחד (סה"כ 100 mM) dNTPs | 0.050 |
MultiScribe transcriptase הפוכה) | 0.333 |
מאגר 10X RT | 0.500 |
א.ב. RNase אינהיביטור | 0.063 |
Nuclease ללא מים | 1.388 |
סך הכל | 5.00 |
לדלל RNA דגימות ריכוז ng 3 / μl. להכין תערובת אנזימים RT ולשים 3.33 μL לצינורות ה-PCR מוסיפים 1.67 μl של מדגם RNA. דגירה של מכשיר ה-PCR (BioRad) בשעה 16 ° Cבמשך 30 דקות, 42 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות, 85 ° C במשך 5 דקות, ולהגדיר ב 4 ° C בהמתנה.
פריט | נפח (μl) לדגימה |
RT המוצר | 1.0 |
2X TaqMan מיקס מאסטר | 5.0 |
5X Probe | 2.0 |
Nuclease ללא מים | 2.0 |
סך הכל | 10.0 |
השתמש צלחת 384 גם ברור התגובה אופטי (החיים טכנולוגיות) עבור התגובה של כל בזמן אמת PCR מכשיר AB 7900 HT. תנאי רכיבה על אופניים: 95 מעלות צלזיוס במשך 10 דקות, [95 מעלות צלזיוס למשך 5 שניות, 60 מעלות צלזיוס למשך 60 שניות] x 40 מחזורים.
6. נורמליזציה ניתוח נתונים
רמות הביטוי היחסי של מירנה עניין (miR-124) מחושבים באמצעות השיטה ΔΔCT כפי שתואר קודם 7,9 באמצעות snoRNA-55 לנורמליזציה של הסכום הראשוני של רנ"א.
7. נציג תוצאות
עקומות אופייניות בזמן אמת PCR וערכי ה-CT של miR-124 (microRNA של ריבית) וכן snoRNA-55 (נורמליזציה), כמו גם רמות יחסית של ביטוי miR-124 מוצגים באיור. 4 ולוח אני. בניסויים שלנו השתמשנו snoRNA-55 כביקורת לנורמליזציה. כפי שהזכרנו לעיל, RNAs בכל מקום אחר ניתן להשתמש גם לנורמליזציה כגון snoRNA-135 ו U6.
דוגמאות של הביטוי של miR-124 בוגרים ב מיקרוגליה לעומת מח עצם מקרופאגים הנגזרים (BMDMs) מוצגים בתרשים. 5 א (BMDMs גדלו presencהדואר של M-CSF כמתואר 7). באיור. 5 ב ', השווינו את הביטוי של miR-124 באוכלוסיות מיון של CD45 microglia נמוך לעומת CD45 מקרופאגים היי. בשני ניסויים אלה הראינו כי microglia שונים מקרופאגים אחרות של ביטוי רמות גבוהות יותר של miR-124. ניסויים דומים ניתן לבצע בעתיד על קינטיקה של הפעלת microglia in vivo או במבחנה.
הביטוי של miR-124 ב microglia מבודד מערכת העצבים המרכזית של C57BL / 6 עכברים בשלבים שונים של פיתוח מוצג איור. 5 ג. נתונים אלה מראים כי microglia בשלבים המוקדמים של הפיתוח אקספרס נמוך רמות של miR-124, אשר בקורלציה עם הפנוטיפ פעיל שלהם 7. ניתוח דומה ניתן לבצע על מנת ללמוד את הפונקציות של מערכת העצבים המרכזית microglia רגילים כגון השוואה בין הביטוי של miRNAs מסוימות microglia שבודדו באזורים שונים של מערכת העצבים המרכזית: המוח הקטן, שלכבל pinal וכו 'ההיפוקמפוס
באיור 1. הדוגמאות של ההכנות הטובים והרעים של microglia כפי שנקבע על ידי cytometry הזרימה. במקרה של בידוד "טוב" של microglia מ CNS רגילים, 95-98% של התאים לייצג CD11b + CD45 microgla נמוכה עם 2-5% של CD11b + CD45 היי perivascular מקרופאגים. פחות מ 1% של CD11b - CD45 לימפוציטים או CD11b היי - CD45 - תאים astroglial או oligodendroglial או שברי התא צריך להיות נוכח (א). במקרה של הכנת "רע" מוצג כאן (ב) 18% של זיהום CD11b - CD45 - תאים קיים (ב, ברבע השמאלי התחתון) המצביע על הפרדה מספקת צבע Percoll. במקרה של הכנה טובה, 95-98% של התאים צריך לייצג CD11b + CD45נמוך microglia (רביע, השמאלית העליונה), 2-5% של כל התאים צריכה לייצג CD11b + CD45 מקרופאגים היי perivascular (רביע, הימנית העליונה), ופחות מ 1% של כל התאים צריכה לייצג CD11b תאים מזהמים שליליים (, להוריד ברבע משמאל). במקרה של "הכנה רע", זיהום משמעותי של CD11b - CD45 - תאים או שברי תאים (astroglia, חלקיקים המיאלין וכו ') נמצאים (ב, ברבע השמאלי התחתון), מה שהופך את ההכנה של תאים מתאים בידוד RNA ועוד ניתוח. בנוסף, CD11b - CD45 בתאי היי יכול להיות נוכחת גם במקרה של "הכנה רע" (ב, ברבע הימני התחתון) המציין זיהום על ידי לימפוציטים דם עקב זלוף מספיק.
איור 2. תזרים cytometry analysiשל ומיון אוכלוסיות של microglia ומקרופגים היקפי מ CNS חולים (א) במהלך neuroinflammation שלוש אוכלוסיות של התאים נמצאים מערכת העצבים המרכזית: CD11b + CD45 נמוכה (microglia), CD11b + CD45 היי (מקרופאגים), ו CD11b - CD45. היי (לימפוציטים), כפי שמוצג הימנית העליונה, השמאלית העליונה הרביעים הימנית התחתונה, בהתאמה. גייטס למיון אוכלוסיות של CD11b + CD45 נמוכה microglia ו CD11b + CD45 מקרופאגים היי מוצגים (ב) ואת purities של אוכלוסיות reanalyzed מיון מוצגים (ג, ד). Gating ראשוני על תאים קיימא המבוסס על FSC / SSC פרמטרים יושמה.
איור 3. דוגמאות qualit "טוב" או "רע"IES של RNAs מבודד microglia ונותחו על ידי ג'ל אלקטרופורזה. במקרה של איכות טובה, סולם RNA ו-RNA ריבוזומלי ניכר (א). במקרה של איכות מריחה רע, ו 'נמוכה' מולקולריים השפלה מוצרים משקל ניכרים (ב).
באיור 4. בזמן אמת qRT-PCR עקומות עבור שכותרתו fluorescently miR-124 ו-snoRNA 55 מוצרי ה-PCR. Curves עבור snoRNA-55 (א) ו miR-124 (ב) מוצגים microglia ו מח עצם מקרופאגים הנגזרים (BMDMs). הניסוי בוצע ב כפילויות. ערכי ה-CT נקבעו על ידי הצטלבות של קו הבסיס עם החלק התחתון של תחום ליניארי של qRT-PCR מתעקל כפי שמוצג (ב). לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה .
snoRNA-55 | miR-124 | DCT = CT (Exp)-CT (נורם) | DDCt = DCT-DCT (נ"צ) | רמה יחסית הביטוי = 2-DDCt | |
CT (נורם) | CT (EXP) | DCT | DDCt | miR-124 הביטוי | |
Microglia של מערכת העצבים המרכזית רגילים | 24.082 | 24.572 | 0.49 (נ"צ) | 0 | 1.0 |
23.766 | 24.291 | 0.525 | 0.035 | 1.02 | |
מח עצם (מקרופאגים הנגזרות BMDMs) | 26.879 | 32.231 | 5.352 | 5.317 | 0.025 |
26.526 | 32.078 | 5.552 | 5.517 | 0.022 |
לוח ט חישוב הרמות היחסיות של הביטוי miR-124 ב מיקרוגליה לעומת מקרופאגים מח עצם הנגזרים על בסיס של ערכים ג'טי עבור miR-124 (microRNA של ריבית) וכן snoRNA-55 (שלט לנורמליזציה).
איור 5. ניתוח של ביטוי miR-124 ב microglia ומקרופגים. השוואה בין הביטוי-124 מיר microglia מ CNS רגילים לעומת מח עצם ומקרופגים הנגזרים (BMDMs) מוצג (א). השוואת miR-124 ב microglia לעומת מקרופאגים הפריפריה מבודדים של מערכת העצבים המרכזית אצל עכברים עם neuroinflammation מוצג (ב). שינוייםרמת הביטוי של miR-124 ב microglia במהלך הפיתוח של עכברים של 1, 2, ו 4 שבועות בהשוואה לעכברים בוגרים (בגיל 8 שבועות) מוצג (ג). ב (a, b) את הניסוי בוצע בשלושה עותקים עם ממוצע ± סטיית תקן של שלוש תגובות נפרדות ה-PCR הראו. ב (ג) הניסוי נערך כפילויות כמצוין.
לאחרונה עניין רב ניתנה microglia ומעורבות של תאים אלה מחלות רבות הקשורות neuroinflammation ו ניוון מוחיים. בנוסף, התפקיד של מיקרו RNA של התמיינות של תאים חיסוניים וסרטן גדל באופן דרמטי על 5,10 מספר השנים האחרונות. דיווחנו בעבר את התפקיד של miR-124 בשמירה על הפנוטיפ לא פעיל או מנוחה של microglia ב CNS רגילים -7, אבל את התפקיד של סוגים אחרים של מיקרו RNA של הפנוטיפ microglia ומדינה ההפעלה עדיין לא גילו. זה יחייב פיתוח שיטות חדשות למדידת ביטוי מירנה במיוחד microglia.
Microglia הם תאים קשה להתמודד בניסויים שכן הם הופכים להיות מופעל ישתנה באופן משמעותי, לאחר בידודם של מערכת העצבים המרכזית. הפרוטוקולים של בידוד microglia מ CNS רגילים פורסמו קודם לכן 11,12. אף על פי הפרוטוקולים הללו coulד להיות שימושי עבור בידוד RNA, אנו מאמינים כי פרוטוקולים אלו מתאימים יותר לביטוי mRNA ולא להערכת הביטוי microRNA. ראשית, חוקרים רבים משתמשים עיכול אנזימטי של רקמה הומוגני או טיהור חרוז מגנטי להפעיל microglia ולגרום לשינויים משמעותיים ביטוי microRNA (לא פורסם תצפית). שנית, המחברים להשתמש Trizol מבוססות שיטות בידוד RNA 11 אשר אינו אופטימלי לניתוח microRNA במספר קטן של תאים microglial, במיוחד עבור אלה אוכלוסיות מוינו של מערכת העצבים המרכזית על ידי FACS. כאן, אנו מציגים פרוטוקול מהיר ופשוט עם מניפולציות מינימלית במהלך הבידוד של microglia של מערכת העצבים המרכזית. שיטה זו מאפשרת קבלת אוכלוסיות טהורות של microglia עם רמות מינימליות של הפעלת ספונטנית בשילוב עם הטכניקה של בידוד יעיל של RNA ממספר קטן של תאים. בנוסף, אנו משתמשים בפרוטוקול על בידוד של RNA אשר יהיה מועשר במיוחדעם ללא קידוד RNAs קצרים microRNA.
מלבד טוהר מבודד microglia, חשוב גם לוודא את איכות RNA מתאים. ללא הפרדה נכונה של microglia על שיפוע Percoll התוצאה היא זיהום של דגימות רנ"א בפסולת המיאלין, אשר יגרום פרופיל מירנה ב microglia לא רק קשה לפרש, אלא גם מפחית את איכות RNA ולא באופן דרסטי בשל ריכוז גבוה של חומצות גרעין, חלבונים, שומנים חלקיקי מיאלין.
כפי שהזכרנו לעיל, קושי משמעותי במדידת ביטוי מירנה ב microglia הוא מספר קטן של תאים כמות נמוכה של RNA שהתקבלו אפילו קבוצה גדולה של עכברים (10 או יותר). לכן אנו ממליצים לעשות רשימה קצרה של 10-30 מיקרו RNA ולחפש בנפרד ברמת הביטוי של כל אחד באמצעות singleplex qRT-PCR במקום להשתמש פחות רגישים זמנית מבחני ה-PCR או מערכים כידורשים כמות גבוהה למדי של RNA. לאחר הערכת ביטוי של רנ"א על ידי מספר singleplex qRT-PCR כפי שתוארו, אחרים גדולים בקנה מידה מירנה שיטות אפיון יוכל לשמש לאחר אימות זהירה שלהם. לאחרונה היתה כתבה על שיטה רגישה יותר לניתוח זמנית של רנ"א על פלטפורמות מיקרופלואידיקה 13, אשר עלול להיות מאומץ על microRNA גדול פרופיל ביטוי בקנה מידה microglia.
אין ניגוד עניינים הצהיר.
העבודה נתמכה על ידי R01 NIH NS071039-01A1 מענק מחקר.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
1X PBS | GIBCO | 14190 | אפשר להכין מכל המרכיבים היבשים pH מעבדה,: 7.2-7.4 |
10X PBS | Thermo Scientific | SH30258.02 | אפשר להכין מכל המרכיבים היבשים pH מעבדה,: 7.2-7.4 |
DMEM, FBS | GBCO | 11965, 10438 | |
miRVana ערכת | Invitrogen | AM1561 | |
Percoll | סיגמא | P4937-500 מ"ל | 100 מ"ל של Percoll 100% מוכן על ידי ערבוב 10 מ"ל של PBS 10X ו 90 מ"ל של Percoll מ Sigma. 50 מ"ל של Percoll 70% הואשהוכן על ידי ערבוב של 35 מ"ל של Percoll 100% ו 15 מ"ל של DMEM 50 מ"ל של Percoll 40% מכינים על ידי ערבוב של 20 מ"ל Percoll 100% ו - 30 מ"ל של 1X PBS |
ש"א 35-55 פפטיד | AnaSpec Inc | 60130-5 | |
CFA | DIFCO | 263810 | |
שעלת רעלן | סיגמא | P7208 | |
FCR חסימת נוגדנים | BD Biosciences | 553142 | Clone 2.4G2 |
נגד CD11b - PE MAB | BD Biosciences | 553311 | ניתן להשתמש fluorophores שונים (למשל AF488) |
Anti-CD45-APC-Cy7 מבז | Biolegend | 103116 | ניתן להשתמש fluorophores שונים (לדוגמא: APC) |
Paraformaldehyde (16%) | EMS Inc | 15710 | לדלל 1:15 ב 1X PBS |
15% TBE-דשן ג'ל | החיים טכנולוגיות בע"מ | EC68855BOX | |
הפוך TaqMan MicroRNA תמלול Kit | Life Technologies Inc | 4366596 | |
TaqMan יוניברסל PCR מיקס מאסטר | Life Technologies Inc | 4304437 | |
TaqMan מבחני microRNA MMU-miR-124a | Life Technologies Inc | 4427975 מזהה 001182 | |
TaqMan מבחני microRNA snoRNA-55 | Life Technologies Inc | 4427975 מזהה 001228 | |
Nuclease ללא מים | Life Technologies Inc | AM9937 | Nuclease ללא מים |
384 גם ברור התגובה אופטי צלחת | החיים טכנולוגיות בע"מ | 4309849 | ניתן להחליף עם לוחות אחרים (למשל 96 צלחת היטב) בזמן אמת מכשירים שונים ה-PCR |
Dounce homogenizer (15 מ"ל) | ויטון המדע מוצרים. | 358044 | טפלון / זכוכית |
40 ניילון μ תא מסננת | בז | 352340 | |
ביג צנטריפוגות | Sorval | RT 6000B | רוטור בקוטר 18.5 ס"מ |
קטן צנטריפוגות | Eppendorf | R 5415 | רוטור בקוטר 6.5 ס"מ |
בזמן אמת PCR Instrument | החיים טכנולוגיות בע"מ | AB 7900 HT | ניתן להחליף עם מכשירים אחרים |
תזרים cytometer | BD Biosciencess | LSR II | ניתן להחליף עם מכשירים אחרים |
FACS | BD Biosciences | FACSAria | ניתן להחליף עם מכשירים אחרים |
Nanodrop ספקטרופוטומטר | Thermo Scientific | Nanodrop 1000 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved