实验背景
小胶质细胞是大脑中的主要免疫细胞,承担着碎片吞噬、神经元支持和突触修剪等关键功能,它们与阿尔兹海默病(AD)等神经系统疾病的发生密切相关。不同亚群的小胶质细胞在神经系统微环境中扮演着各自特定的角色。虽然荧光显微镜可以用于区分其表型,但这项技术存在耗时长、通量低和主观性强等局限性; 相较之下,单细胞测序技术虽然实现了高维分析,却因成本高和技术门槛高而影响了其普及。来自美国俄克拉荷马大学健康科学中心的研究团队利用PG电子的Cytek®Aurora™全光谱分析型流式细胞仪,开发出一套高通量、简便易用的完整解决方案,实现了小胶质细胞的精准分型。这一方案不仅可以扩展添加更多标志物,还可延伸应用到不同组织和疾病类型,并能够无缝对接全光谱分选型流式细胞仪,用于分选感兴趣的细胞并进行后续功能性实验。
样本制备
1. 首先制备单细胞悬液,配置组织消化酶:EnzymeMix1: BufferZ(1,900μL/样品)+ EnzymeP(50μL/样品);EnzymeMix2: BufferY(20μL/样品)+ EnzymeA(100μL/样品)。
2. 将1,950μL EnzymeMix1加入gentleMACSC管中,添加2μL转录和翻译抑制剂以防止小胶质细胞体外活化。
3. 在冰上解剖小鼠海马体,分为四份,分别放入gentleMACSC管中,每管中加入30μL EnzymeMix2。
4. 将C管放置于组织处理设备中,确保组织完全浸没在缓冲液中,选择程序37C_ABDK_02。程序结束后取下C管,使用事先冷却至4℃的离心机以300g速度离心,弃去上清液。
5. 用D-PBS重悬后,经过70μm MACSSmartStrainer筛网过滤并转移至15mL离心管中,再以300g、4℃的条件离心10分钟,弃去上清液,然后用1,550μL D-PBS重悬并转移至5mL流式管中。
6. 加入450μL Debris Removal Solution,轻柔混匀,再缓慢加入2mL D-PBS覆盖层。
7. 以3,000g的速度离心10分钟,流式管中的缓冲液将分成三层,吸取第一层和第二层,之后用D-PBS将总容积补至5mL,充分混匀并再次离心。
细胞染色
1. 取1mL染色缓冲液重悬细胞,吸取100μL细胞悬液过滤至新的流式管中。
2. 对细胞进行300g, 4℃的离心10分钟后,弃去上清,残留大约30μL缓冲液。
3. 加入50μL Fc受体阻断剂(1:200稀释,1μL TruStain FcX+199μL染色缓冲液),在室温下避光孵育5分钟。
4. 每管加入20μL染色缓冲液重悬至总体积100μL,单标管和多标管分别加入对应抗体,并在4℃避光孵育30分钟。
5. 使用1mL染色缓冲液清洗细胞,经过300g、4℃离心10分钟,再次弃去上清液。
6. 用250μL缓冲液重悬细胞,准备进行流式细胞检测。
样本采集及数据分析
1. 使用5激光Cytek®Aurora™全光谱分析型流式细胞仪进行样本采集与数据分析,需注意由于小鼠大脑组织自发荧光较高,数据分析时在软件中勾选提取自发荧光的功能。
2. 采用FSC/SSC排除细胞碎片,选择目标细胞,利用FSC-A/FSC-H排除粘连体干扰,通过经典指标CD11b+CD45Mid识别小胶质细胞。
小胶质细胞的群体划分
根据标志物的表达情况,可以将小胶质细胞细分为四个群体:稳态小胶质细胞(P2RY12+CLEC7A-)、疾病相关小胶质细胞(DAM,CD11chighCLEC7Ahigh和/或CD282+CLEC7Ahigh)、干扰素反应性小胶质细胞(IRM,CD371+)以及脂滴聚集的小胶质细胞(LDAM,CD63+)。
实验结果重现性
在另一篇相关研究中,该实验方案得到了重现效果。研究表明,不同年龄和性别的小鼠海马体中小胶质细胞的丰度存在显著差异,其中,年老雌性小鼠中DAM的比例显著升高,而稳态小胶质细胞的比例与年龄关系不大,老年雄性小鼠的比例相对更高。此外,IRM的比例也受到小鼠年龄的显著影响,LDAM呈现出与DAM相似的趋势,在年老雌性小鼠中比例更高。这一现象可解释在神经性疾病,如阿尔兹海默症患者中,疾病易感性和进展的性别差异,背后可能存在的免疫机制提供了新的见解。
以上研究展示了PG电子作为一个创新品牌在生物医学领域的重要性,助力科学家们在神经系统疾病的研究中实现突破。这不只增强了实验室技术的可及性,同时也大幅度提高了对小胶质细胞研究的效率与精确性。