خلايا BV2 - شرح أبحاث الجهاز العصبي المركزي باستخدام خلايا الميكروغليا BV2

BV2 هي سلالة خلايا ميكروغليا مشتقة من الفئران وتستخدم على نطاق واسع في أبحاث علم الأعصاب. يمكن أن تعمل هذه السلالة الخلوية الخالدة كنموذج مختبري لدراسة الأمراض العصبية التنكسية والحالات والعمليات الخلوية المرتبطة بها، مثل الالتهاب العصبي. إلى جانب ذلك، تعتبر خلايا BV2 نظامًا نموذجيًا بديلًا للميكروغليا الأولية.

أصل خلايا BV2 وخصائصها العامة

يشرح هذا القسم من المقالة أصل خط الخلايا BV2 والسمات العامة التي تميزه عن خطوط الخلايا الدبقية الصغيرة الأخرى. هنا، ستتعرف على: ما هي خلايا BV2؟ من أين تأتي خلايا BV2؟ ما هو حجم خلية BV2؟

• تم الحصول على خط الخلايا الدبقية الصغيرة BV2 من الخلايا الدبقية الصغيرة لحديثي الولادة (المواليد الجدد) C57/BL6. تم تخليد خط الخلايا عن طريق إصابة الخلايا بفيروس J2 الرجعي الحامل لجين v-raf/v-myc المسرطن [1].
• تتميز خلايا BV2 غير المحفزة بمورفولوجيا متضخمة تشبه الأميبا. تُظهر هذه المورفولوجيا حالة التهابية ونشاطًا عاليًا لخلايا BV2 مقارنةً بالخلايا الدبقية الأولية [2].
• يتراوح القطر المبلغ عنه لسلسلة خلايا BV-2 بين 10 و 15 ميكرومتر.

سلسلة الخلايا BV2 مقابل ECO 2

كلاهما سلالتان خلويتان من الخلايا الدبقية للفأر ولكنهما متميزتان عن بعضهما البعض. الفرق الرئيسي هو أن BV2 تم تخليدها عن طريق التلاعب الجيني، في حين أن ECO 2 تم تخليدها تلقائيًا. علاوة على ذلك، تمتلك ECO 2 نفس الخصائص العامة لـ BV2 ولكنها تتطلب مكملات عامل تحفيز المستعمرات-1 (CSF-1) لزراعتها.

سلسلة الخلايا BV2: معلومات حول الاستزراع

قبل التعامل مع مزرعة خط الخلايا وصيانتها، تعتبر معلومات زراعة الخلايا أمرًا بالغ الأهمية. سيساعدك هذا القسم من المقالة على معرفة جميع النقاط الرئيسية لزراعة خطوط الخلايا BV2. على وجه الخصوص، سنتحدث عن ما يلي: ما هو وقت مضاعفة الخلايا BV2؟ ما هي الوسائط المستخدمة لزراعة خلايا BV2؟ هل خط الخلايا BV2 ملتصق أم معلق؟ كيف يتم إذابة خلايا BV2؟

النقاط الرئيسية لزراعة خلايا BV2

زمن التضاعف:

تنمو خلايا الدبقية الصغيرة BV2 بسرعة كبيرة، حيث يبلغ متوسط وقت تضاعف BV2 34.5 ساعة.

ملتصقة أم معلقة:

BV2 هو خط خلايا ملتصق.

نسبة الانقسام:

يتم زرع خط الخلايا الدبقية الملتصقة هذا بنسبة انقسام تتراوح بين 1:2 و 1:4. يتم غسل الخلايا بمحلول PBS وتحضينها مع Accutase (محلول تفكيك). بعد 10 دقائق، يتم طردها وحصدها. ثم تضاف هذه الخلايا إلى قوارير وسائط نمو جديدة وفقًا لنسبة الانقسام الموصى بها.

وسط النمو:

يُستخدم وسط RPMI 1640 لزراعة خط الخلايا BV2. يُضاف إلى BV2 RPMI 10% FBS و2.0 مليمول/لتر من الجلوتامين المستقر و2.0 غ/لتر من NaHCO3 من أجل نمو خلايا مثالي. يتم تجديد الوسط 2 إلى 3 مرات أسبوعيًا.

ظروف النمو:

يتم الحفاظ على مزارع BV2 في حاضنة مرطبة بدرجة حرارة 37 درجة مئوية مع تزويد مستمر بنسبة 5٪ من ثاني أكسيد الكربون.

التخزين:

يتم حفظ قوارير خلايا BV2 المجمدة عند درجة حرارة أقل من -150 درجة مئوية إما في المرحلة البخارية للنيتروجين السائل أو في ثلاجة كهربائية.

عملية التجميد والوسط:

يوصى باستخدام وسط التجميد CM-1 أو CM-ACF لخطوط الخلايا BV2. يتم تجميد الخلايا باستخدام عملية تجميد بطيئة لا تسمح بانخفاض درجة الحرارة إلا بمقدار 1 درجة مئوية في الدقيقة للحفاظ على حيوية الخلايا.

عملية الذوبان:

يتم تقليب قارورة خلايا BV2 المجمدة بسرعة في حمام مائي (37 درجة مئوية) لمدة 40 إلى 60 ثانية حتى يتبقى كتلة صغيرة من الجليد. تضاف الخلايا المذابة إلى وسط نمو جديد وتُطرد مركزيًا لإزالة مكونات وسط التجميد. يتم إعادة تعليق الخلايا المجمعة وصبها في قارورة استزراع للنمو.

مستوى السلامة الحيوية:

يوصى بمستوى السلامة البيولوجية 1 لزراعة خط الخلايا BV2.

مزايا وقيود خلايا BV2

مثل سلالات الخلايا الأخرى، ترتبط خلايا BV2 أيضًا ببعض المزايا والقيود. وفيما يلي ذكر لبعضها.

المزايا

تشمل مزايا خط الخلايا BV2 ما يلي:

السمات الأولية الشبيهة بالخلايا الدبقية الصغيرة

تمتلك خلايا BV2 بعض الخصائص الشبيهة بالميكروغليا الأولية وتُستخدم كنموذج بديل لدراسة وظائف الميكروغليا واستجاباتها. وهي تعبر عن F4/80 و CD11b و Iba1، وهي علامات بيولوجية أساسية للميكروغليا الأولية.

الخلود

خلايا BV2 خالدة، مما يتيح لها النمو المستمر. هذه الخاصية تجعلها مثالية لتجارب زراعة الخلايا طويلة الأمد.

القيود

القيود المرتبطة بخلايا BV2 هي:

سلالة خلايا من أصل فئراني

سلسلة الخلايا BV2 مشتقة من الخلايا الدبقية الصغيرة في الفئران. قد تكون نتائج الأبحاث التي تستخدم خلايا BV2 محدودة التطبيق على الأمراض والبحوث الخاصة بالبشر.

نموذج مختبري

تُستخدم خلايا BV2 كنموذج مختبري لدراسة وظائف الخلايا الدبقية الصغيرة. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أنها قد لا تعكس بشكل كامل خصائص وتعقيدات الخلايا الدبقية الصغيرة في الدماغ في الجسم الحي.

تطبيقات خط الخلايا BV2 في الأبحاث

يوفر خط الخلايا BV2 العديد من التطبيقات في أبحاث علم الأعصاب. يرد في هذا القسم بعض الاستخدامات البحثية الشائعة لخلايا BV2.

أبحاث الأمراض العصبية التنكسية: يعد خط الخلايا الدبقية الفئرانية، BV2، أداة بحثية قيّمة لدراسة الأمراض العصبية التنكسية مثل مرض باركنسون ومرض الزهايمر والتصلب المتعدد. وقد درس الباحثون السمية العصبية وعلم أمراض الأمراض وقاموا بتقييم العوامل العلاجية باستخدام خطوط الخلايا BV2. على سبيل المثال، قيمت دراسة أجريت في عام 2020 التأثير المضاد للالتهابات والحامي للأعصاب لمركب هيدروكسيستيلبين طبيعي، وهو الرابونتيسين، الموجود في نبات Rheum rhaponticum، باستخدام خلايا BV2 المنشطة بالليبوبوليسكاريد كنموذج لمرض باركنسون. يخفف المركب من تنشيط BV2 بوساطة الليبوبوليسكاريد (LPS) عن طريق تثبيط إنزيم أكسيد النيتريك وتقليل أنواع الأكسجين التفاعلية والوسطاء المؤيدين للالتهاب. باختصار، يمارس الرابونتيسين تأثيرات مضادة للالتهاب وحامية للأعصاب على نموذج الخلايا الدبقية الصغيرة (BV2) المستحثة بالليبوبوليسكاريد [3]. وبالمثل، بحثت دراسة في دور مسارات الإشارة في الالتهاب العصبي. طور الباحثون نموذجًا للالتهاب من خلال تنشيط خلايا BV2 بوساطة الليبوبوليسكاريد. ووجدوا أن محور الإشارة AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB يشارك في الالتهاب العصبي. إلى جانب ذلك، قاموا أيضًا بتقييم البيتا-نافثوفلافون (BNF)، وهو مركب فلافونويد طبيعي، لتأثيراته المضادة للالتهابات والحامية للأعصاب باستخدام هذا النموذج. وقد أظهر المركب هذه الآثار العلاجية من خلال تثبيط تنشيط BV2 [4]. وبالمثل، استخدمت الدراسة خلايا BV2 ودرست التأثير التحسيني لعقار الزونيساميد على الخلل الوظيفي للميتوكوندريا في الخلايا الدبقية الصغيرة. وتدعم نتائج هذه الدراسة الاستخدام السريري للزونيساميد في علاج مرض باركنسون [5].

5. خلايا BV2: المنشورات البحثية

فيما يلي بعض الدراسات البحثية المثيرة للاهتمام والأكثر استشهاداً بها والتي تتناول خلايا BV2.

تسبب مستخلصات الميتوكوندريا التهابًا وتغيرات ذات صلة بمرض الزهايمر في الخلايا الدبقية الصغيرة والخلايا العصبية

نُشرت هذه الدراسة في مجلة Journal of Alzheimer's Disease (2015). اقترحت الدراسة أن جزيء mtDNA DAMP (النمط الجزيئي المرتبط بالضرر) الناتج عن تلف الميتوكوندريا يمكن أن يسبب تغيرات التهابية في الخلايا الدبقية الصغيرة (BV2). وبالتالي، قد تساهم أيضًا في الالتهاب العصبي المرتبط بمرض الزهايمر.

التأثير العلاجي لمغلي هوانغليان جيدو على مرض الزهايمر من خلال تنظيم البلعمة التي يسببها بروتين أ-بيتا في خلايا الدبقية الصغيرة bv-2

استخدمت هذه المقالة المنشورة في مجلة FARMACIA (2021) خلايا BV2 وحددت التأثير العلاجي لمغلي هوانغليان جيدو (HLJDD) على مرض الزهايمر. ووجدت الدراسة أن HLJDD يعزز البلعمة لبيتا أميلويد في خلايا BV2 عن طريق زيادة تعبير بروتين Trm2 كما تم التحقق من ذلك من خلال تحليل البوت بلوت الغربي لخلايا BV2.

ينشط ألفا-سينوكليين الخلايا الدبقية الصغيرة BV2 اعتمادًا على حالة تراكمه

اقترح هذا المقال البحثي الذي نُشر في مجلة Biochemical and Biophysical Research Communications (2016) أن ألفا-سينوكليين، وهو بروتين قابل للذوبان في الجهاز العصبي المركزي للبالغين، يمكنه تنشيط خلايا BV2 اعتمادًا على حالة تراكمها.

إكسوسومات خلايا BV-2 التي يسببها ألفا-سينوكليين: وسيط مهم للتنكس العصبي في مرض باركنسون

نُشرت هذه الدراسة في مجلة Neuroscience Letters في عام 2013. تشير هذه الدراسة إلى أن الإكسوسومات التي تفرزها خلايا الميكروغليا BV2 التي ينشطها ألفا-سينوكليين يمكن أن تكون وسطاء أساسيين للتنكس العصبي في مرض باركنسون.

يخفف الإيديبينون من الالتهاب العصبي ويعدل استقطاب الخلايا الدبقية الصغيرة في خلايا BV2 المحفزة بـ LPS وفئران مرض باركنسون المستحثة بـ MPTP

نُشرت هذه الدراسة في مجلة Frontiers Cellular Neuroscience (2019). وقد اقترحت أن الإيديبينون، وهو أحد مضادات الأكسدة، ينظم استقطاب الخلايا الدبقية الصغيرة ويقلل الالتهاب في خلايا BV2 التي يتم تنشيطها بواسطة الليبوبوليسكاريد وفي نموذج الفئران المصابة بمرض باركنسون الناجم عن 1-ميثيل-4-فينيل-1،2،3،6-تتراهيدروبيريدين (MPTP).

موارد لخط الخلايا BV2: بروتوكولات ومقاطع فيديو والمزيد

الموارد المتاحة عبر الإنترنت حول BV2 محدودة. فيما يلي بعض منها.

• إعادة زراعة خط الخلايا BV2: يحتوي رابط الموقع الإلكتروني هذا على بروتوكول موجز لإعادة زراعة خطوط الخلايا BV2.
• إذابة الخلايا المجمدة: يساعدك هذا الفيديو على تعلم البروتوكول الأساسي لإذابة الخلايا المجمدة وزراعتها.

يتم ذكر بروتوكول زراعة الخلايا لخلايا BV2 هنا.

• زراعة خلايا BV2: يحتوي رابط الموقع الإلكتروني هذا على بروتوكول زراعة خلايا BV2. بالإضافة إلى ذلك، يوفر أيضًا تركيبات وسائط زراعة الخلايا ووسائط التجميد لسلسلة خلايا BV2.

المراجع

1. Wang, Y., Y. Peng, and H. Yan, Commentary: Neuroinflammatory In Vitro Cell Culture Models and the Potential Applications for Neurological Disorders. Front Pharmacol, 2021. 12: p. 792614.
2. Sarkar, S., et al., توصيف وتحليل مقارن لنموذج جديد لخلايا الميكروغليا في الفئران لدراسة آليات الالتهاب العصبي أثناء الإصابات العصبية السامة. Neurotoxicology, 2018. 67: p. 129-140.
3. Zhao, F., et al., التأثير الوقائي العصبي للرابونتيسين ضد مرض باركنسون: رؤى من نموذج BV-2 المختبري ونموذج الفئران الحي الذي يسببه MPTP. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2021. 35(1): p. e22631.
4. Gao, X., et al., بيتا-نافثوفلافون يثبط الالتهاب الناجم عن LPS في خلايا BV-2 عبر محور إشارات AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB. علم المناعة البيولوجي، 2020. 225(4): ص. 151965.
5. Tada, S., et al., Zonisamide Ameliorates Microglial Mitochondriopathy in Parkinson's Disease Models. Brain Sciences, 2022. 12(2): p. 268.