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BV2-Zellen - Forschung am Zentralnervensystem mit BV2-Mikrogliazellen erklärt

BV2 ist eine aus der Maus stammende Mikroglia-Zelllinie, die in der neurowissenschaftlichen Forschung weit verbreitet ist. Diese immortalisierte Zelllinie kann als In-vitro-Modell für die Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen und damit verbundener Zellzustände und Prozesse, wie z.B. Neuroinflammation, dienen. Außerdem gelten BV2-Zellen als alternatives Modellsystem für primäre Mikroglia.

In diesem Artikel werden die Herkunft, die Zellkulturinformationen und die Forschungsanwendungen einer Maus-Mikroglia-Zelllinie, BV2, erörtert. Insbesondere werden wir die folgenden Punkte durchgehen:

  1. Herkunft und allgemeine Merkmale der BV2-Zellen
  2. BV2-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
  3. Vorteile und Grenzen von BV2-Zellen
  4. Anwendungen der BV2-Zelllinie in der Forschung
  5. BV2-Zellen: Veröffentlichungen zur Forschung
  6. Ressourcen für die BV2-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr

1. Herkunft und allgemeine Merkmale der BV2-Zellen

In diesem Abschnitt des Artikels werden die Herkunft der BV2-Zelllinie und die allgemeinen Merkmale, die sie von anderen Mikroglia-Zelllinien unterscheiden, erläutert. Darin werden Sie lernen: Was sind BV2-Zellen? Woher stammen die BV2-Zellen? Wie groß ist eine BV2-Zelle?

  • Die BV2-Mikroglia-Zelllinie wurde aus den Mikroglia neonataler (neugeborener) C57/BL6-Zellen gewonnen. Die Zelllinie wurde immortalisiert, indem die Zellen mit dem J2-Retrovirus infiziert wurden, der das v-raf/v-myc-Onkogen trägt [1].
  • Unstimulierte BV2-Zellen besitzen eine amöbenartige, hypertrophierte Morphologie. Diese Morphologie weist auf einen hochgradig aktivierten und entzündlichen Zustand der BV2-Zellen im Vergleich zu primären Mikroglia hin [2].
  • Der für die BV-2-Zelllinie angegebene Durchmesser liegt zwischen 10 und 15 μm.

BV2 vs. ECO-2-Zelllinie

Beide sind Mikroglia-Zelllinien der Maus, unterscheiden sich aber voneinander. Der Hauptunterschied besteht darin, dass BV2 durch genetische Manipulation immortalisiert wurde, während ECO 2 spontan immortalisiert wurde. Darüber hinaus besitzt ECO 2 die gleichen allgemeinen Eigenschaften wie BV2, benötigt aber für die Kultivierung eine Supplementierung mit Kolonie-stimulierendem Faktor-1 (CSF-1).

Animation von durch ein buntes Netzwerk von Nervenzellen mit Impulsen.

2.bV2-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung

Vor der Handhabung und Pflege einer Zelllinienkultur sind Informationen zur Zellkultivierung von entscheidender Bedeutung. In diesem Artikel finden Sie alle wichtigen Informationen zur Kultivierung von BV2-Zelllinien. Insbesondere werden wir über die folgenden Punkte sprechen: Was ist die Verdopplungszeit von BV2? Welche Medien werden für die Kultivierung von BV2-Zellen verwendet? Ist die BV2-Zelllinie adhärent oder in Suspension? Wie kann man BV2-Zellen auftauen?

Wichtige Punkte für die Kultivierung von BV2-Zellen

Verdopplungszeit:

Die BV2-Mikrogliazellen wachsen sehr schnell, mit einer durchschnittlichen BV2-Verdopplungszeit von 34,5 Stunden.

Adhärent oder in Suspension:

BV2 ist eine semi-adhärente Zelllinie. Die Zellen existieren sowohl in Suspension als auch in adhärenter Form.

Splitverhältnis:

Diese semiadhärente Mikroglia-Zelllinie wird in einem Splitverhältnis von 1:2 bis 1:4 subkultiviert. Für die Passage der Zellen werden die suspendierten Zellen in einem Kulturröhrchen gesammelt. Die adhärenten Zellen werden dagegen mit PBS gewaschen und mit Accutase (Dissoziationslösung) inkubiert. Nach 10 Minuten werden adhärente und suspendierte Zellen zusammen zentrifugiert und geerntet. Diese Zellen werden dann entsprechend dem empfohlenen Splitverhältnis in frische Wachstumsmedienflaschen gegeben.

Wachstumsmedium:

Für die Kultur der BV2-Zelllinie wird DMEM-Medium verwendet. BV2 DMEM wird mit 10% FBS, 1,5 g/L NaHCO3, 4,5 g/L Glucose, 4 mM L-Glutamin und 1,0 mM Natriumpyruvat für ein ideales Zellwachstum ergänzt. Das Medium wird 2 bis 3 Mal pro Woche erneuert.

Wachstumsbedingungen:

BV2-Kulturen werden in einem befeuchteten 37°C-Inkubator mit einer kontinuierlichen 5%igen CO2-Zufuhr gehalten.

Lagerung:

Gefrorene BV2-Zellfläschchen werden bei Temperaturen unter -150 °C entweder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff oder in einem elektrischen Gefrierschrank aufbewahrt.

Einfrierverfahren und -medium:

Für BV2-Zelllinien werden die Einfriermedien CM-1 oder CM-ACF empfohlen. Die Zellen werden mit einem langsamen Gefrierverfahren eingefroren, das nur einen Temperaturabfall von 1 °C pro Minute erlaubt, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu erhalten.

Auftauprozess:

Das Fläschchen mit den gefrorenen BV2-Zellen wird 40 bis 60 Sekunden lang in einem Wasserbad (37 °C) geschüttelt, bis ein kleiner Eisklumpen übrig bleibt. Die aufgetauten Zellen werden mit frischem Wachstumsmedium versetzt und zentrifugiert, um die Bestandteile des Gefriermediums zu entfernen. Die gesammelten Zellen werden erneut resuspendiert und zum Wachstum in einen Kulturkolben gegossen.

Biologische Schutzstufe:

Für die Kultivierung der BV2-Zelllinie wird Biologische Schutzstufe 1 empfohlen.

BV2-Mikrogliazellen unter dem Mikroskop bei 40facher und 20facher Vergrößerung.

3.vorteile und Grenzen von BV2-Zellen

Wie bei anderen Zelllinien gibt es auch bei BV2-Zellen einige Vorteile und Einschränkungen. Einige davon werden hier erwähnt.

Vorteile

Zu den Vorteilen der BV2-Zelllinie gehören:

Primäre mikrogliaähnliche Merkmale

BV2-Zellen weisen einige primäre mikrogliaähnliche Eigenschaften auf und werden als alternatives Modell zur Untersuchung mikroglialer Funktionen und Reaktionen verwendet. Sie exprimieren F4/80, CD11b und Iba1, die wesentliche Biomarker der primären Mikroglia sind.

Immortalisierung

BV2-Zellen werden immortalisiert, so dass sie ein kontinuierliches Wachstum erfahren. Diese Eigenschaft macht sie ideal für langfristige Zellkulturexperimente.

Beschränkungen

Die mit BV2-Zellen verbundenen Einschränkungen sind:

Zelllinie murinen Ursprungs

Die BV2-Zelllinie stammt von Mikroglia der Maus. Forschungsergebnisse, bei denen BV2-Zellen verwendet werden, sind möglicherweise nur begrenzt auf humanspezifische Krankheiten und Forschungsarbeiten übertragbar.

In-vitro-Modell

BV2-Zellen dienen als In-vitro-Modell für die Untersuchung von Mikrogliafunktionen. Es ist jedoch zu beachten, dass sie die Eigenschaften und die Komplexität der Mikrogliazellen im Gehirn in vivo nicht vollständig nachbilden können.

4.anwendungen der BV2-Zelllinie in der Forschung

Die BV2-Zelllinie bietet mehrere Anwendungsmöglichkeiten in der neurowissenschaftlichen Forschung. In diesem Abschnitt werden einige gängige Forschungsanwendungen von BV2-Zellen genannt.

Erforschung neurodegenerativer Krankheiten: Die murine Mikroglia-Zelllinie BV2 ist ein wertvolles Forschungsinstrument zur Untersuchung neurodegenerativer Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und Multiple Sklerose. Forscher haben Neurotoxizität und Krankheitspathologie untersucht und therapeutische Wirkstoffe mit BV2-Zelllinien evaluiert. So wurde in einer 2020 durchgeführten Studie die entzündungshemmende und neuroprotektive Wirkung eines natürlichen Hydroxystilbens, Rhaponticin, das in der Pflanze Rheum rhaponticum vorkommt, anhand von durch Lipopolysaccharid aktivierten BV2-Zellen als Parkinson-Modell untersucht. Der Wirkstoff dämpft die durch Lipopolysaccharid (LPS) vermittelte BV2-Aktivierung, indem er die Stickstoffmonoxid-Synthase hemmt und reaktive Sauerstoffspezies sowie proinflammatorische Mediatoren reduziert. Kurz gesagt, Rhaponticin hat entzündungshemmende und neuroprotektive Wirkungen auf das LPS-induzierte Mikroglia-Modell (BV2) [3]. In ähnlicher Weise wurde in einer Studie die Beteiligung von Signalwegen an der Neuroinflammation untersucht. Die Forscher entwickelten ein Entzündungsmodell durch Lipopolysaccharid-vermittelte BV2-Aktivierung. Sie fanden heraus, dass die AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB-Signalachse an der Neuroinflammation beteiligt ist. Außerdem untersuchten sie anhand dieses Modells die entzündungshemmenden und neuroprotektiven Wirkungen von Beta-Naphthoflavon (BNF), einem natürlichen Flavonoid. Diese therapeutischen Wirkungen wurden durch die Hemmung der BV2-Aktivierung erzielt [4]. In der Studie wurden ebenfalls BV2-Zellen verwendet und die verbessernde Wirkung von Zonisamid auf die mitochondriale Dysfunktion in Mikrogliazellen untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie unterstützen den klinischen Einsatz von Zonisamid zur Behandlung der Parkinson-Krankheit [5].

5.bV2-Zellen: Forschungspublikationen

Im Folgenden sind einige interessante und meist zitierte Forschungsstudien aufgeführt, in denen BV2-Zellen verwendet wurden.

Mitochondriale Lysate induzieren Entzündungen und für die Alzheimer-Krankheit relevante Veränderungen in Mikroglia- und neuronalen Zellen

Diese Forschungsarbeit wurde im Journal of Alzheimer's Disease (2015) veröffentlicht. Die Studie schlug vor, dass von mitochondrialen Schäden abgeleitete DAMP (damage-associated molecular pattern) mtDNA-Moleküle entzündliche Veränderungen in Mikrogliazellen (BV2) verursachen können. Somit könnten sie auch zur Neuroinflammation der Alzheimer-Krankheit beitragen.

Die therapeutische Wirkung von Huanglian Jiedu Dekokt auf die Alzheimer-Krankheit durch Regulierung der durch aβ induzierten Phagozytose in bv-2 Mikrogliazellen

In diesem in FARMACIA (2021) veröffentlichten Artikel wurden BV2-Zellen verwendet und die therapeutische Wirkung von Huanglian Jiedu Decoction (HLJDD) auf die Alzheimer-Krankheit untersucht. Die Studie ergab, dass HLJDD die Amyloid-Beta-Phagozytose von BV2-Zellen fördert, indem es die Expression des Trm2-Proteins erhöht, wie durch eine BV2-Westernblot-Analyse bestätigt wurde.

Alpha-Synuclein aktiviert BV2-Mikroglia in Abhängigkeit von seinem Aggregationszustand

Dieser in Biochemical and Biophysical Research Communications (2016) veröffentlichte Forschungsartikel schlug vor, dass Alpha-Synuclein, ein lösliches Protein im adulten Zentralnervensystem, BV2-Zellen in Abhängigkeit von ihrem Aggregationszustand aktivieren kann.

Exosomen von BV-2-Zellen, die durch Alpha-Synuclein induziert werden: wichtiger Vermittler der Neurodegeneration bei Parkinson

Diese Forschungsarbeit wurde 2013 in Neuroscience Letters veröffentlicht. Diese Studie besagt, dass Exosome, die von Alpha-Synuclein-aktivierten BV2-Mikrogliazellen abgesondert werden, wesentliche Vermittler der Neurodegeneration bei der Parkinson-Krankheit sein können.

Idebenon lindert die Neuroinflammation und moduliert die mikrogliale Polarisierung in LPS-stimulierten BV2-Zellen und MPTP-induzierten Mäusen mit Parkinson-Krankheit

Diese Studie wurde in Frontiers Cellular Neuroscience (2019) veröffentlicht. Sie schlug vor, dass Idebenon, ein Antioxidans, die mikrogliale Polarisierung moduliert und die Entzündung in Lipopolysaccharid-aktivierten BV2-Zellen und im 1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP) induzierten Parkinson-Mausmodell reduziert.

6.ressourcen für die BV2-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr

Die online verfügbaren Ressourcen zu BV2 sind begrenzt. Hier sind einige von ihnen.

Das Zellkulturprotokoll für BV2-Zellen wird hier erwähnt.

  • Kultivierung von BV2-Zellen: Dieser Website-Link enthält das Protokoll für die BV2-Zellkultur. Darüber hinaus finden Sie dort auch Zellkulturmedien und Einfriermedienzusammensetzungen für die BV2-Zelllinie.

Quellenangaben

  1. Wang, Y., Y. Peng, und H. Yan, Kommentar: Neuroinflammatorische In-vitro-Zellkulturmodelle und ihre möglichen Anwendungen bei neurologischen Erkrankungen. Front Pharmacol, 2021. 12: p. 792614.
  2. Sarkar, S., et al., Characterization and comparative analysis of a new mouse microglial cell model for studying neuroinflammatory mechanisms during neurotoxic insults. Neurotoxicology, 2018. 67: p. 129-140.
  3. Zhao, F., et al., Neuroprotective effect of rhaponticin against Parkinson disease: Insights from in vitro BV-2 model and in vivo MPTP-induced mice model. Zeitschrift für Biochemische und Molekulare Toxikologie, 2021. 35(1): p. e22631.
  4. Gao, X., et al., Beta-Naphthoflavon hemmt LPS-induzierte Entzündung in BV-2-Zellen über die AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB-Signalachse. Immunobiology, 2020. 225(4): p. 151965.
  5. Tada, S., et al., Zonisamide Ameliorates Microglial Mitochondriopathy in Parkinson's Disease Models. Brain Sciences, 2022. 12(2): p. 268.

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