BV2-solut – keskushermoston tutkimusta BV2-mikroglia-soluilla

BV2 on hiirestä peräisin oleva mikroglia-solulinja, jota käytetään laajalti neurotieteiden tutkimuksessa. Tämä ikuistettu solulinja voi toimia in vitro -mallina neurodegeneratiivisten sairauksien sekä niihin liittyvien solutilojen ja prosessien, kuten neuroinflammaation, tutkimuksessa. Lisäksi BV2-soluja pidetään vaihtoehtoisena mallijärjestelmänä primaarisille mikroglia-soluille.

BV2-solujen alkuperä ja yleiset ominaisuudet

Tässä artikkelin osiossa selitetään BV2-solulinjan alkuperä ja yleiset ominaisuudet, jotka erottavat sen muista mikroglia-solulinjoista. Tässä osiossa opit: Mitä ovat BV2-solut? Mistä BV2-solut ovat peräisin? Mikä on BV2-solun koko?

• BV2-mikroglia-solulinja on peräisin vastasyntyneiden (C57/BL6) mikroglioista. Solulinja on immortalisoitu tartuttamalla solut v-raf/v-myc-onkogeenin kantavalla J2-retroviruksella [1].
• Stimuloimattomat BV2-solut ovat amebamaisia ja hypertrofioituneita. Tämä morfologia osoittaa BV2-solujen olevan erittäin aktivoituneessa ja tulehduksellisessa tilassa verrattuna primaarisiin mikroglia-soluisiin [2].
• BV-2-solulinjan halkaisijan on raportoitu olevan 10–15 μm.

BV2 vs. ECO 2 -solulinja

Molemmat ovat hiiren mikroglia-solulinjoja, mutta ne eroavat toisistaan. Suurin ero on siinä, että BV2 on ikuistettu geneettisellä manipuloinnilla, kun taas ECO 2 on ikuistunut spontaanisti. Lisäksi ECO 2:lla on samat yleiset ominaisuudet kuin BV2:lla, mutta sen viljelyyn tarvitaan koloniastimuloivan tekijän 1 (CSF-1) lisäystä.

BV2-solulinja: Viljelyohjeet

Ennen solulinjan viljelyn käsittelyä ja ylläpitoa soluviljelytiedot ovat ratkaisevan tärkeitä. Tämä artikkelin osa auttaa sinua ymmärtämään kaikki BV2-solulinjojen viljelyn avainkohdat. Käsittelemme erityisesti seuraavia aiheita: Mikä on BV2-solulinjan kaksinkertaistumisaika? Mitä viljelyalustoja käytetään BV2-solujen viljelyyn? Onko BV2-solulinja adheesiivinen vai suspensio? Miten BV2-solut sulatetaan?

BV2-solujen viljelyn avainkohdat

Kaksinkertaistumisaika:

BV2-mikroglia-solut kasvavat erittäin nopeasti, ja niiden keskimääräinen kaksinkertaistumisaika on 34,5 tuntia.

Adheesiivinen vai suspensio:

BV2 on adheesiivinen solulinja.

Jakosuhde:

Tämä kiinnittyvä mikroglia-solulinja viljellään uudelleen jakosuhteella 1:2–1:4. Solut pestään PBS:llä ja inkuboidaan Accutase-liuoksella (dissosiaatioliuos). 10 minuutin kuluttua ne sentrifugoidaan ja kerätään talteen. Nämä solut lisätään sitten tuoreisiin kasvualustapulloihin suositellun jakosuhteen mukaisesti.

Kasvatusväliaine:

BV2-solulinjan viljelyyn käytetään RPMI 1640 -kasvatusainetta. BV2 RPMI:hin lisätään 10 % FBS:ää, 2,0 mM stabiilia glutamiinia ja 2,0 g/l NaHCO3:a ihanteellisen solujen kasvun varmistamiseksi. Kasvatusaine uusitaan 2–3 kertaa viikossa.

Kasvuolosuhteet:

BV2-viljelmiä pidetään 37 °C:n kostutetussa inkubaattorissa, johon syötetään jatkuvasti 5 % CO2:ta.

Säilytys:

Jäädytetyt BV2-solupullot säilytetään alle -150 °C:n lämpötilassa joko nestemäisen typen höyryvaiheessa tai sähköpakastimessa.

Jäädytysprosessi ja väliaine:

BV2-solulinjoille suositellaan CM-1- tai CM-ACF-pakastusväliaineita. Solut pakastetaan hitaalla pakastusprosessilla, jossa lämpötila laskee vain 1 °C minuutissa solujen elinkelpoisuuden säilyttämiseksi.

Sulatusprosessi:

Jäädytettyä BV2-solupulloa ravistellaan nopeasti vesihauteessa (37 °C) 40–60 sekuntia, kunnes jäljellä on pieni jääpalas. Sulatetut solut lisätään tuoreeseen kasvualustaan ja sentrifugoidaan jäädytysaineen komponenttien poistamiseksi. Kerätyt solut suspendoidaan uudelleen ja kaadetaan viljelypulloon kasvattamista varten.

Bioturvallisuustaso:

BV2-solulinjan viljelyyn suositellaan bioturvallisuustasoa 1.

BV2-solujen edut ja rajoitukset

Muiden solulinjojen tavoin myös BV2-soluilla on joitakin etuja ja rajoituksia. Joitakin niistä mainitaan tässä.

Edut

BV2-solulinjan etuja ovat:

Ensisijaiset mikrogliaa muistuttavat ominaisuudet

BV2-soluilla on joitakin primaaristen mikrogliojen kaltaisia ominaisuuksia, ja niitä käytetään vaihtoehtoisena mallina mikrogliojen toimintojen ja reaktioiden tutkimiseen. Ne ilmentävät F4/80-, CD11b- ja Iba1-proteiineja, jotka ovat primaaristen mikrogliojen keskeisiä biomarkkereita.

Immortalisaatio

BV2-solut on immortalisoitu, minkä ansiosta ne voivat kasvaa jatkuvasti. Tämä ominaisuus tekee niistä ihanteellisia pitkäaikaisiin soluviljelykokeisiin.

Rajoitukset

BV2-soluja koskevat rajoitukset ovat seuraavat:

Hiiristä peräisin oleva solulinja

BV2-solulinja on peräisin hiiren mikrogliasta. BV2-soluja käyttävien tutkimustulosten sovellettavuus ihmiselle ominaisiin sairauksiin ja tutkimukseen voi olla rajoitettua.

In vitro -malli

BV2-solut toimivat in vitro -mallina mikroglia-solujen toimintojen tutkimuksessa. On kuitenkin tärkeää huomata, että ne eivät välttämättä täysin vastaa aivojen mikroglia-solujen ominaisuuksia ja monimutkaisuutta in vivo.

BV2-solulinjan sovellukset tutkimuksessa

BV2-solulinjalla on useita sovelluksia neurotieteiden tutkimuksessa. Tässä osiossa mainitaan joitakin yleisiä BV2-solujen tutkimuskäyttötarkoituksia.

Neurodegeneratiivisten sairauksien tutkimus: Hiiren mikroglia-solulinja BV2 on arvokas tutkimusväline neurodegeneratiivisten sairauksien, kuten Parkinsonin taudin, Alzheimerin taudin ja multippeliskleroosin, tutkimiseen. Tutkijat ovat tutkineet neurotoksisuutta ja sairauksien patologiaa sekä arvioineet terapeuttisia aineita BV2-solulinjojen avulla. Esimerkiksi vuonna 2020 tehdyssä tutkimuksessa arvioitiin Rheum rhaponticum -kasvissa esiintyvän luonnollisen hydroksistilbeenin, rapontisiinin, anti-inflammatorista ja neuroprotektiivista vaikutusta käyttäen lipopolysakkaridilla aktivoituja BV2-soluja Parkinsonin taudin mallina. Yhdiste heikentää lipopolysakkaridin (LPS) välittämää BV2-aktivaatiota estämällä typpioksidisyntaasia ja vähentämällä reaktiivisia happiyhdisteitä ja proinflammatorisia välittäjäaineita. Lyhyesti sanottuna, rapontisiinilla on anti-inflammatorisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia LPS:n indusoimassa mikroglia-mallissa (BV2) [3]. Vastaavasti eräässä tutkimuksessa selvitettiin signalointireittien osuutta neuroinflammaatiossa. Tutkijat kehittivät tulehdusmallin lipopolysakkaridin välittämän BV2-aktivaation avulla. He havaitsivat, että AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB-signaalinvälitysakseli on mukana neuroinflammaatiossa. Lisäksi he arvioivat tämän mallin avulla luonnollisen flavonoidin, beeta-naftoflavonin (BNF), anti-inflammatorisia ja neuroprotektiivisia vaikutuksia. Yhdisteellä oli näitä terapeuttisia vaikutuksia, koska se esti BV2-aktivaatiota [4]. Samoin tutkimuksessa käytettiin BV2-soluja ja tutkittiin zonisamidilääkkeen parantavaa vaikutusta mikroglia-solujen mitokondrioiden toimintahäiriöön. Tämän tutkimuksen tulokset tukevat zonisamidin kliinistä käyttöä Parkinsonin taudin hoidossa [5].

5. BV2-solut: Tutkimusjulkaisut

Seuraavassa on esitetty joitakin mielenkiintoisia ja eniten siteerattuja tutkimuksia, joissa on käytetty BV2-soluja.

Mitokondriaaliset lysaatit aiheuttavat tulehdusta ja Alzheimerin tautiin liittyviä muutoksia mikroglia- ja hermosoluissa

Tämä tutkimus on julkaistu Journal of Alzheimer's Disease -lehdessä (2015). Tutkimuksessa esitettiin, että mitokondriaalisesta vauriosta johtuva DAMP (vaurioon liittyvä molekyylikuvio) mtDNA-molekyyli voi aiheuttaa tulehdusmuutoksia mikroglia-soluissa (BV2). Näin ollen ne voivat myös vaikuttaa Alzheimerin taudin neuroinflammaatioon.

Huanglian jiedu -keiton terapeuttinen vaikutus Alzheimerin tautiin säätelemällä aβ:n indusoimaa fagosytoosia bv-2-mikroglia-soluissa

Tämä FARMACIA-lehdessä (2021) julkaistu artikkeli käytti BV2-soluja ja määritteli Huanglian Jiedu -keiton (HLJDD) terapeuttisen vaikutuksen Alzheimerin tautiin. Tutkimuksessa havaittiin, että HLJDD edistää BV2-solujen amyloidi-beeta-fagosytoosia lisäämällä Trm2-proteiinin ilmentymistä, mikä vahvistettiin BV2-solujen western blot -analyysillä.

Alfa-synukleiini aktivoi BV2-mikrogliaa sen aggregaatiotilan mukaan

Tässä Biochemical and Biophysical Research Communications -lehdessä (2016) julkaistussa tutkimusartikkelissa ehdotettiin, että alfa-synukleiini, aikuisten keskushermostossa esiintyvä liukoinen proteiini, voi aktivoida BV2-soluja niiden aggregaatiotilan mukaan.

Alfa-synukleiinin indusoimat BV-2-solujen eksosomit: tärkeä välittäjäaine neurodegeneraatiossa Parkinsonin taudissa

Tämä tutkimus julkaistiin Neuroscience Letters -lehdessä vuonna 2013. Tutkimuksessa todetaan, että alfa-synukleiinin aktivoimista BV2-mikroglia-soluista erittyvät eksosomit voivat olla keskeisiä välittäjiä Parkinsonin taudin neurodegeneraatiossa.

Idebenoni lievittää neuroinflammaatiota ja moduloi mikroglia-polarisaatiota LPS-stimuloiduissa BV2-soluissa ja MPTP:n indusoimissa Parkinsonin tautia sairastavissa hiirissä

Tämä tutkimus julkaistiin Frontiers Cellular Neuroscience -lehdessä (2019). Siinä ehdotettiin, että antioksidantti idebenoni moduloi mikroglia-polarisaatiota ja vähentää tulehdusta lipopolysakkaridilla aktivoiduissa BV2-soluissa ja 1-metyyli-4-fenyyli-1,2,3,6-tetrahydropyridiinillä (MPTP) indusoidussa Parkinsonin tautia sairastavien hiirten mallissa.

BV2-solulinjan resurssit: protokollat, videot ja muuta

BV2:sta saatavilla olevat online-resurssit ovat rajalliset. Tässä on muutamia niistä.

• BV2-solulinjan aliviljely: Tämä verkkosivustolinkki sisältää lyhyen protokollan BV2-solulinjojen aliviljelystä.
• Jäädytettyjen solujen sulatus: Tämä video auttaa sinua oppimaan perusohjeet jäädytettyjen solujen sulattamiseen ja viljelyyn.

BV2-solujen viljelyohjeet mainitaan tässä.

• BV2-solujen viljely: Tämä verkkosivustolinkki sisältää BV2-solujen viljelyohjeet. Lisäksi se tarjoaa soluviljelyalustojen ja pakastusaineiden koostumukset BV2-solulinjalle.

Viitteet

1. Wang, Y., Y. Peng ja H. Yan, Kommentti: Neuroinflammatoriset in vitro -soluviljelymallit ja niiden mahdolliset sovellukset neurologisten häiriöiden hoidossa. Front Pharmacol, 2021. 12: s. 792614.
2. Sarkar, S. ym., Uuden hiiren mikroglia-solumallin karakterisointi ja vertaileva analyysi neurotoksisten vaurioiden aikana tapahtuvien neuroinflammatoristen mekanismien tutkimiseksi. Neurotoxicology, 2018. 67: s. 129–140.
3. Zhao, F., et al., Rapontisiinin neuroprotektiivinen vaikutus Parkinsonin tautia vastaan: havaintoja in vitro BV-2-mallista ja in vivo MPTP-indusoidusta hiirimallista. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2021. 35(1): s. e22631.
4. Gao, X., et al., Beeta-naftoflavoni estää LPS:n aiheuttamaa tulehdusta BV-2-soluissa AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB-signalointiaakselin kautta. Immunobiology, 2020. 225(4): s. 151965.
5. Tada, S., et al., Zonisamidi lievittää mikroglia-mitochondriopatiaa Parkinsonin taudin malleissa. Brain Sciences, 2022. 12(2): s. 268.