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小胶质细胞系:终极指南选择

小胶质细胞的图像

小神经胶质细胞包括脑的原代组织巨噬细胞群。因此,他们动态调查他们的环境,清除杂物,重塑神经回路,并执行其他杂物管家的职责。虽然最近在转录进展表明之间的关键分子差异体内小胶质细胞和小神经胶质细胞系,[1]后者仍然由于其有用的顺从高通量测定法和遗传操作。但小胶质细胞系,你应该选择最适合您的实验?

本文概述了最流行的和容易获得的小胶质细胞系,并提出了建议,其中之一可能是适合你的目的。

小胶质细胞系的优点和缺点

在这种情况下,大脑 - 就像任何组织的巨噬细胞,小胶质细胞在它们所在的组织“有教养”。[2]因此,小胶质细胞执行特定脑功能,因为脑的具体因素告诉他们。例如,元释放趋化因子,告知小胶质细胞有关的干扰,以他们的健康。[3]当小胶质细胞是从大脑取出并放入塑料皿中,他们失去了这些脑特异性信号,因此他们的身份的一部分。[4]

由于传统的细胞培养条件难以复制大脑的复杂环境中,许多人认为,小胶质细胞系不佳代表他们体内同行。[1]这在很大程度上是真实的。然而,体内小胶质细胞是出了名的难以操纵的基因,和高通量的化验几乎不可能执行体内。另外,人小胶质细胞是道德和技术上的挑战来获得。小神经胶质细胞系因此可用于补充 - 不更换 -体内小胶质细胞。

BV-2小胶质细胞系提供了小胶质细胞系效用的一个具体例子。它最近被用于CRISPR/Cas9筛选试验,以确定吞噬作用和脂滴形成受损的遗传调控因子。[5,6]这些筛查为小胶质细胞生物学提供了关键的见解,如果没有使用一种细胞系,要弄清这一点即使不是不可能,也是很困难的bob网站appCRISPR / Cas9屏需要的细胞数以百万计

如何选择一个小胶质细胞系

我们知道很多关于什么使得小胶质相对于其他的巨噬细胞的独特前大多数小胶质细胞系被做了。可以说,巴胶质细胞系的生成 - 即,在何种程度上一个新的小胶质细胞系综述体内小胶质细胞?- 高现在比20世纪90年代,因为我们知道这么多关于小神经胶质细胞。这使得最近发生的小胶质细胞系更具吸引力,如果你的目标是概括小胶质细胞生物学。bob网站app

由于在选择任何细胞系时,有选择的小神经胶质细胞系时,应考虑几个因素:真实性,物种,永生化,功能特性,生物安全问题,以及介质的要求的方法,如下面所讨论。

真实性和物种

许多小胶质细胞系在二十年前产生,并通过多个实验室通过。如果没有认证细胞系的身份,你无法确定其来源,从生成该行实验室获得时也是如此。真实性和物种信息是用于基因扰动实验关键的,因为基因组序列在物种间变化基本上。另外,人的小胶质细胞可用于研究人特异性疾病更相关,如人免疫缺陷病毒-1(HIV-1)感染。[7]

不灭的方法

病毒癌基因或自发永生化的逆转录病毒转导:小胶质细胞系已经由两个永生化方法产生的。虽然没有真正复制的未转换特性体内小胶质细胞,逆转录病毒永生化会导致非常快速的生长速度(24小时翻倍)和异常的基因组特征(例如,异常的染色体数目)。病毒转化小胶质细胞的生长速度可以通过随后的人类端粒酶(hTERT)基因转导而减慢。而快速生长的小胶质细胞系可能代表一个显著的背离体内小胶质细胞,它们在需要数百万细胞的基因组规模的筛选应用中非常有用。

功能特征

如细胞表面标记,响应于炎性刺激,和吞噬能力的功能特征是细胞的保真度重要的指标 - 即,不特定细胞系综述体内小胶质细胞?- 与实验成功的决定因素。例如,BV-2细胞已被证明比HMC3和CHME5细胞更吞噬,[8],从而它们可以是更适合吞噬作用相关应用。这些特性在后面详细,对本文中讨论。

生物安全顾虑

许多胶质细胞系是由病毒致癌基因的逆转录病毒转导(例如永生化,V-MYC)。尽管这些细胞没有传播这些病毒,它们需要特殊处理的做法 - 例如,那些由美国公共卫生署和美国典型培养物保藏中心(ATCC)定义 - 因为它们含有病毒序列,可能对人体有害。虽然自发永生小胶质细胞系可以较不严格的条件下进行处理(即,BSL-1),ATCC建议使用BSL-2的条件下的所有细胞系因为没有细胞系可以测试所有的病毒。

媒体要求

集落刺激因子1 (CSF-1)是许多巨噬细胞群体的主要生长因子体内。因此,一些自发永生化的小胶质细胞系需要补充CSF-1来维持其在培养中的生长和存活。对于逆转录病毒转导的小胶质细胞系来说,CSF-1不是必需的,因为这些细胞系中存在的病毒致癌基因足以维持它们的生存和生长。

常用的和/或易得的小胶质细胞系总结在表格1。使用这个方便的指南,以帮助您决定哪些小胶质细胞系使用您的应用程序。

表1:常用的小胶质细胞系的特征

细胞系 种类 永生化方法 生长培养基 生物安全等级(BSL) 凡获得
BV-2 老鼠 逆转录病毒/ V-RAF&V-myc基因 DMEM + 10%FBS BSL-2 [9]
N-9 鼠标/不明 逆转录病毒/ V-myc基因 DMEM + 10%FBS BSL-2 [10]
CHME-5 鼠/不明 SV40大T抗原 DMEM + 10%FBS BSL-2 [11]
HMC3 人的 SV40大T抗原 EMEM + 10%FBS BSL-2 ATCC CRL-3304
HMC20 人的 SV40大T抗原/ hTERT的 DMEM + 5%FBS BSL-2 [8]
EOC 2 老鼠 自发 DMEM + 10%FBS + 20%LADMAC条件培养基 BSL-1 ATCC CRL-2467
EOC 13.31 老鼠 自发 DMEM + 10%FBS + 20%LADMAC条件培养基 BSL-1 ATCC CRL-2468
EOC 20 老鼠 自发 DMEM + 10%FBS + 20%LADMAC条件培养基 BSL-1 ATCC CRL-2469
SIM-A9 老鼠 自发 DMEM / F12 + 5%马血清+ 10个%FBS BSL-1 ATCC CRL-3265
IMG小胶质细胞 老鼠 逆转录病毒/ V-RAF&V-myc基因 DMEM + 10%FBS BSL-2 Sigma-Aldrich公司

我们来仔细看看下面这些细胞系。

鼠小胶质细胞系

BV-2细胞系由Blasi和他的同事[9]开发,是迄今为止最流行的小胶质细胞系之一。它也是最古老的城市之一;它成立于1990年,通过逆转录病毒转导与V-MYCV-RAF致癌基因。由于它的流行,这一行已广泛地比较,与初生婴儿和成人小胶质细胞。独立研究表明,当受到各种炎症因子的挑战时,BV-2细胞的反应类似,尽管不如原代小胶质细胞的攻击性强。[12]

IMG小胶质细胞系是最近通过将成年小鼠小胶质细胞以与BV-2s相同的方式永生而获得的。[13] IMG细胞比BV-2细胞对炎症反应更强,因此它们可能更好地再现了原代小胶质细胞的敏感性。IMG细胞也具有与BV-2细胞相同的吞噬能力。

的N-9和CHME-5小胶质细胞系也有些流行的选择。然而,其真实性值得怀疑,可能是因为文档质量很差的。的N-9细胞系通常记录为来自大鼠小胶质细胞始发时,实际上,原始纸清楚地描述的永生化老鼠小胶质细胞。更令人担忧的是,最初被标榜为人类小胶质细胞[11]的CHME-5细胞系,最近被凯斯西方和美国国立卫生研究院的研究人员发现来自大鼠。[7,14]因此,从其他实验室获得的这些细胞系的库存在使用前必须经过验证。

上面所讨论的小胶质细胞系通过遗传方式的。如果你正在寻找一个自发永生替代方案,没有进一步看比SIM-A9和EOC线。SIM-A9细胞表达的小胶质细胞标记物如Iba1和CD68,促炎和抗炎药的免疫反应正常,并吞噬淀粉样?和细菌颗粒。[15] EOC小胶质细胞系显示类似的特征,但需要细胞集落刺激因子-1(CSF-1)培养过程中补充。[16]

人类小胶质细胞系

人类的小胶质细胞是很难得到的。它们不仅需要从胎儿身上获取,或者通过手术切除/死后的脑组织,而且还必须尽快将其隔离,以避免在使用前激活它们。一些研究人员已经求助于使人类小胶质细胞永垂不朽来为他们的实验产生一种可再生资源。

最初被称为CHME3的HMC3细胞系,在其来源出现一些混乱后,最近被ATCC认证。CHME3和CHME5系来源于同一个实验室,但如前所述,后者可能在其分布初期就受到了大鼠细胞的污染。值得庆幸的是,HMC3线没有。HMC3细胞具有原代小胶质细胞的许多特征,包括小胶质细胞表面标记物、吞噬潜能和对促炎刺激的炎症反应。

从与SV40大T抗原(SV40)和人端粒酶(永生化冷冻保存的人小胶质细胞获得HMC20细胞系端粒酶)基因。[7]中的表达端粒酶极大地减少了SV40永生化人的小胶质细胞的增殖率,并减缓细胞衰老的进程。HMC20细胞正常响应炎症刺激,吞噬凋亡细胞,并表达小胶质细胞特异性的细胞表面受体如P2RY12。而他们的基础转录与那些显著重叠离体人和小鼠的小胶质细胞。这些特性使得HMC20线对于需要人类而不是小鼠小胶质细胞的低通量应用非常理想。

对于这些细胞系之间更详细的比较,请通过Stansley评论等。[12];蒂默曼,等。[18];和Rodhe[19]。

了解更多关于如何使用的细胞系从我们的文章中讨论了生物可重复性的概念细胞系实验

参考文献

1. Butovsky O,在小神经胶质细胞独特的TGF-β依赖性分子和功能特征的识别自然神经科学。2014; 17(1): 131 - 43。

2.戈塞尔林d,环境驱动器的选择和增强控制组织特异性巨噬细胞身份的功能细胞。2014年,159(6):1327 - 40。

3.拜伯K,神经元-小胶质细胞信号:作为多功能信使的趋化因子ĴNeuroimmunol。2008; 198(1-2):69-74。

4.Gosselin D,环境依赖的转录网络指定的人小胶质细胞的身份科学。2017, 356(6344)。

5. Pluvinage合资,CD22封锁恢复老化的大脑稳态的小胶质细胞的吞噬作用性质。2019; 568(7751):187-92。

6. MarschallingerĴ,脂滴积累的小胶质细胞代表了脑老化功能失调和促炎状态自然神经科学。2020; 23(2):194-208。

7.加西亚 - 梅萨Y,原发性小胶质细胞的永生化:研究HIV在中枢神经系统调控的新平台J Neurovirol。2017; 23(1): 47 - 66。

8.陆上A,定量,小胶质细胞的功能和形态的活细胞动力学分析。在:神经科学学会2018会议11月3-8加利福尼亚州圣迭戈。

9.布拉西E,通过V-RAF / V-myc的承载逆转录病毒鼠小神经胶质细胞的永生化ĴNeuroimmunol。1990; 27(2-3):229-37。

10.里吉男,由小胶质细胞克隆产生单核素欧洲免疫学杂志。1989; 19(8):1443-8。

11.贾纳比N,用SV40大T抗原胚胎小神经胶质细胞的原代培养物的转染后的人小胶质细胞系的建立神经科学快报。1995; 195(2):105-8。

12. Stansley B,阿尔茨海默病小胶质细胞生物学研究的细胞培养系统的比较综述bob网站appĴ神经炎症。2012; 9:115。

13.麦卡锡RC,一种新颖的成年鼠的表征淀粉样β蛋白的永生化胶质细胞系和其激活Ĵ神经炎症。2016; 13:21。

14.坎贝尔洛杉矶,细胞介导的CRISPR/Cas9核糖核蛋白复合物灭活HIV原病毒摩尔疗法。2019; 27(1):151-63。

15.永元-梳子K,一种来自自发永生小胶质细胞的新细胞系Ĵ神经科学方法。2014; 233:187-98。

16.沃克WS,小鼠小胶质细胞系在构成和干扰素诱导的抗原呈递活性对幼稚和记忆CD4+和CD8+ T细胞不同ĴNeuroimmunol。1995; 63(2):163-74。

17. Dello Russo都C,人小胶质细胞HMC3行:我们处在什么位置?一个系统的文献综述Ĵ神经炎症。2018; 15(1):259。

18.提莫曼R,小胶质细胞的体外研究综述前细胞神经科学。2018; 12:242。

19. Rodhe J.的人和鼠小胶质细胞系的细胞培养方法分子生物学。2013; 1041:11-6。

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