BV2-rakud – kesknärvisüsteemi uurimine BV2-mikroglia rakkude abil

BV2 on hiirtelt pärinev mikroglia rakuliin, mida kasutatakse laialdaselt neuroteaduste uurimistöös. See immortaliseeritud rakuliin võib toimida in vitro mudelina neurodegeneratiivsete haiguste ning nendega seotud rakkude seisundite ja protsesside, nt neuroinflammatsiooni uurimiseks. Lisaks peetakse BV2 rakke esmase mikroglia alternatiivseks mudelisüsteemiks.

BV2-rakkude päritolu ja üldised omadused

Artikli selles osas selgitatakse BV2 rakuliini päritolu ja üldisi omadusi, mis eristavad seda teistest mikroglia rakuliinidest. Siin saate teada: Mis on BV2 rakud? Kust pärinevad BV2 rakud? Kui suur on BV2 rakk?

• BV2 mikroglia rakuliin saadi vastsündinud (vastsündinud) C57/BL6 mikroglia rakkudest. Rakuliin muudeti surematuks, nakatades rakke v-raf/v-myc onkogeeni kandva J2 retroviirusega [1].
• Stimuleerimata BV2-rakud on amööbi sarnase, hüpertrofeerunud morfoloogiaga. See morfoloogia näitab BV2-rakkude väga aktiivset ja põletikulist seisundit võrreldes esmaste mikroglia rakkudega [2].
• BV-2 rakuliini läbimõõt on vahemikus 10–15 μm.

BV2 vs ECO 2 rakuliin

Mõlemad on hiire mikroglia rakuliinid, kuid erinevad üksteisest. Peamine erinevus seisneb selles, et BV2 on geneetilise manipuleerimise teel muudetud surematuks, samas kui ECO 2 muutus surematuks spontaanselt. Lisaks sellele on ECO 2-l samad üldised omadused kui BV2-l, kuid selle kultiveerimiseks on vaja kolooniat stimuleeriva faktori-1 (CSF-1) lisamist.

BV2 rakuliin: kasvatamisjuhised

Enne rakuliini kultuuri käitlemist ja hooldamist on oluline tutvuda rakukultuuri kasvatamise teabega. Käesolev artikliosa aitab teil tutvuda kõigi BV2 rakuliini kasvatamise põhipunktidega. Eelkõige räägime järgmistest teemadest: Milline on BV2 rakkude kahekordistumisaeg? Millist kasvukeskkonda kasutatakse BV2 rakkude kasvatamiseks? Kas BV2 rakuliin on adhesiivne või suspensiooniline? Kuidas sulatada BV2 rakke?

BV2-rakkude kasvatamise põhipunktid

Kaksinkordistumisaeg:

BV2 mikroglia rakud kasvavad väga kiiresti, BV2 keskmine kahekordistumisaeg on 34,5 tundi.

Adherentne või suspensioonis:

BV2 on adhesiivne rakuliin.

Jagunemissuhe:

Seda adhesiivset mikroglia rakuliini subkultiveeritakse jagamissuhtega 1:2 kuni 1:4. Rakud pestakse PBS-ga ja inkubeeritakse Accutase'iga (dissotsiatsioonilahus). 10 minuti pärast tsentrifuugitakse ja koristatakse need. Seejärel lisatakse need rakud soovitatud jagamissuhte järgi värsketesse kasvukeskkonnaga kolbidesse.

Kasvukeskkond:

BV2 rakuliini kultiveerimiseks kasutatakse RPMI 1640 keskkonda. BV2 RPMI-le lisatakse 10% FBS, 2,0 mM stabiilset glutamiini ja 2,0 g/l NaHCO3, et tagada ideaalne rakkude kasv. Keskkonda vahetatakse 2–3 korda nädalas.

Kasvatustingimused:

BV2 kultuure hoitakse 37 °C niisutatud inkubaatoris, kuhu juhitakse pidevalt 5% CO2.

Säilitamine:

Külmutatud BV2 rakuvialid hoitakse temperatuuril alla -150 °C kas vedela lämmastiku aurufaasis või elektrilises sügavkülmikus.

Külmutamisprotsess ja keskkond:

BV2 rakuliinide jaoks soovitatakse kasutada CM-1 või CM-ACF külmutuskeskkonda. Rakud külmutatakse aeglase külmutamisprotsessi abil, mis võimaldab temperatuuri langust vaid 1 °C minutis, et säilitada rakkude eluvõime.

Sulatusprotsess:

Külmutatud BV2 rakuviaali loksutatakse kiiresti veevannis (37 °C) 40–60 sekundit, kuni jääb alles väike jääklomp. Sulatatud rakkudele lisatakse värsket kasvukeskkonda ja tsentrifuugitakse, et eemaldada külmutuskeskkonda sisalduvad komponendid. Kogutud rakud suspendeeritakse uuesti ja valatakse kasvatamiseks kultuurikolbi.

Bioloogiline ohutustase:

BV2 rakuliini kasvatamiseks soovitatakse bioloogilise ohutuse taset 1.

BV2-rakkude eelised ja piirangud

Nagu teistelgi rakuliinidel, on ka BV2-rakkudel mõned eelised ja piirangud. Mõned neist on siin nimetatud.

Eelised

BV2 rakuliini eelised on järgmised:

Esmased mikroglia-laadsed omadused

BV2-rakkudel on mõned esmased mikroglia-laadsed omadused ja neid kasutatakse alternatiivse mudelina mikroglia funktsioonide ja reaktsioonide uurimiseks. Nad ekspresseerivad F4/80, CD11b ja Iba1, mis on esmase mikroglia olulised biomarkereid.

Immortaliseerimine

BV2-rakud on immortalisatsioonitud, mis võimaldab neil pidevalt kasvada. See omadus teeb need ideaalseks pikaajalisteks rakukultuuri katseteks.

Piirangud

BV2-rakkudega seotud piirangud on järgmised:

Hiire päritolu rakuliin

BV2 rakuliin on saadud hiire mikroglia rakkudest. BV2 rakke kasutades saadud uurimistulemused võivad olla piiratud rakendatavusega inimestele iseloomulike haiguste ja uuringute puhul.

In vitro mudel

BV2-rakud toimivad in vitro mudelina mikroglia funktsioonide uurimiseks. Siiski on oluline märkida, et need ei pruugi täielikult kajastada aju mikroglia rakkude omadusi ja keerukust in vivo.

BV2 rakuliini rakendused teadustöös

BV2 rakuliinil on mitmeid rakendusi neuroteaduste uurimistöös. Käesolevas jaotises on nimetatud mõned BV2 rakkude levinumad uurimisrakendused.

Neurodegeneratiivsete haiguste uurimine: hiire mikroglia rakuliin BV2 on väärtuslik uurimisvahend neurodegeneratiivsete haiguste, nagu Parkinsoni tõve, Alzheimeri tõve ja hulgiskleroosi uurimiseks. Teadlased on uurinud neurotoksilisust ja haiguste patoloogiat ning hinnanud ravimeid, kasutades BV2 rakuliine. Näiteks 2020. aastal läbi viidud uuringus hinnati Rheum rhaponticum taimes leiduva loodusliku hüdroksüstilbeeni, rapontitsiini, põletikuvastast ja neuroprotektiivset toimet, kasutades lipopolüsahhariidiga aktiveeritud BV2 rakke Parkinsoni tõve mudelina. See ühend nõrgendab lipopolüsahhariidi (LPS) poolt vahendatud BV2 aktiveerimist, inhibeerides lämmastikoksiidi süntaasi ja vähendades reaktiivseid hapniku liike ja proinflammatoorseid vahendajaid. Lühidalt öeldes avaldab rapontitsiin põletikuvastast ja neuroprotektiivset mõju LPS-i poolt indutseeritud mikroglia mudelile (BV2) [3]. Samamoodi uuriti ühes uuringus signaaliteede osalust neuropõletikus. Teadlased arendasid välja põletikumudeli lipopolüsahhariidide poolt vahendatud BV2 aktiveerimise kaudu. Nad leidsid, et AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB signaalitee on seotud neuropõletikuga. Lisaks hindasid nad selle mudeli abil ka loodusliku flavonoidi beeta-naftoflavoni (BNF) põletikuvastast ja neuroprotektiivset toimet. Ühend avaldas neid terapeutilisi toimeid, inhibeerides BV2 aktiveerumist [4]. Samuti kasutati uuringus BV2 rakke ja uuriti zonisamiidi ravimi leevendavat mõju mikroglia rakkude mitokondriaalsele düsfunktsioonile. Selle uuringu tulemused toetavad zonisamiidi kliinilist kasutamist Parkinsoni tõve ravis [5].

5. BV2-rakud: teadusartiklid

Allpool on toodud mõned huvitavad ja enim tsiteeritud teadusuuringud, milles on käsitletud BV2-rakke.

Mitokondriaalsed lüsaadid põhjustavad põletikku ja Alzheimeri tõvega seotud muutusi mikroglia- ja neuronrakkudes

See uurimus on avaldatud ajakirjas Journal of Alzheimer's Disease (2015). Uuringus väidetakse, et mitokondriaalsest kahjustusest tulenev DAMP (kahjustusega seotud molekulaarne muster) mtDNA molekul võib põhjustada põletikulisi muutusi mikroglia rakkudes (BV2). Seega võivad need kaasa aidata ka Alzheimeri tõve neuropõletikule.

Huanglian jiedu keetmise terapeutiline toime Alzheimeri tõvele, reguleerides aβ poolt indutseeritud fagotsütoosi bv-2 mikroglia rakkudes

Selles ajakirjas FARMACIA (2021) avaldatud artiklis kasutati BV2-rakke ja määrati kindlaks Huanglian Jiedu dekokti (HLJDD) terapeutiline toime Alzheimeri tõvele. Uuringus leiti, et HLJDD soodustab BV2-rakkudes amüloid-beeta fagotsütoosi, suurendades Trm2-valgu ekspressiooni, mis on kinnitatud BV2-rakkude Western blot analüüsiga.

Alfa-sünukleiin aktiveerib BV2 mikroglia sõltuvalt selle agregatsiooni seisundist

Ajakirjas Biochemical and Biophysical Research Communications (2016) avaldatud uurimusartiklis väidetakse, et alfa-sünukleiin, täiskasvanud kesknärvisüsteemis leiduv lahustuv valk, võib aktiveerida BV2-rakke sõltuvalt nende agregatsiooni seisundist.

Alfa-sünukleiini poolt indutseeritud BV-2 rakkude eksosomid: oluline neurodegeneratsiooni vahendaja Parkinsoni tõves

See uurimus avaldati ajakirjas Neuroscience Letters 2013. aastal. Uurimus väidab, et alfa-sünukleiini poolt aktiveeritud BV2-mikroglia rakkudest erituvad eksosomid võivad olla olulised neurodegeneratsiooni vahendajad Parkinsoni tõves.

Idebenoon leevendab neuropõletikku ja moduleerib mikroglia polarisatsiooni LPS-stimuleeritud BV2-rakkudes ja MPTP-indutseeritud Parkinsoni tõvega hiirtel

See uuring avaldati ajakirjas Frontiers Cellular Neuroscience (2019). Selles väidetakse, et antioksüdant idebenoon moduleerib mikroglia polarisatsiooni ja vähendab põletikku lipopolüsahhariidiga aktiveeritud BV2-rakkudes ja 1-metüül-4-fenüül-1,2,3,6-tetrahüdropüridiiniga (MPTP) indutseeritud Parkinsoni tõve hiiremudelis.

BV2 rakuliini ressursid: protokollid, videod ja muud

BV2 kohta kättesaadavad veebiressursid on piiratud. Siin on mõned neist.

• BV2 rakuliini subkultiveerimine: See veebisaidi link sisaldab lühikest protokolli BV2 rakuliinide subkultiveerimiseks.
• Külmutatud rakkude sulatamine: See video aitab teil õppida külmutatud rakkude sulatamise ja kultiveerimise põhiprotokolli.

Siin on toodud BV2 rakkude kultiveerimise protokoll.

• BV2 rakuliini kasvatamine: See veebisaidi link sisaldab BV2 rakuliini kasvatamise protokolli. Lisaks on seal esitatud ka BV2 rakuliini jaoks vajalikud rakukultuuri- ja külmutuskeskkondade koostised.

Viited

1. Wang, Y., Y. Peng ja H. Yan, Kommentaar: Neuroinflammatoorsed in vitro rakukultuurimudelid ja nende potentsiaalsed rakendused neuroloogiliste häirete puhul. Front Pharmacol, 2021. 12: lk 792614.
2. Sarkar, S. jt, Uue hiire mikroglia rakumudeli iseloomustus ja võrdlev analüüs neurotoksiliste kahjustuste ajal toimuvate neuroinflammatoorsete mehhanismide uurimiseks. Neurotoxicology, 2018. 67: lk 129–140.
3. Zhao, F. jt, Rapontitsiini neuroprotektiivne toime Parkinsoni tõve vastu: järeldused in vitro BV-2 mudelist ja in vivo MPTP-indutseeritud hiiremudelist. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2021. 35(1): lk e22631.
4. Gao, X. jt, Beeta-naftoflavoon pärsib LPS-i poolt indutseeritud põletikku BV-2 rakkudes AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB signaalimistee kaudu. Immunobiology, 2020. 225(4): lk 151965.
5. Tada, S. jt, Zonisamiid leevendab mikrogliaalse mitokondriopaatiat Parkinsoni tõve mudelites. Brain Sciences, 2022. 12(2): lk 268.