BV2-cellen – Onderzoek naar het centrale zenuwstelsel uitgelegd aan de hand van BV2-microglia-cellen

BV2 is een van muizen afkomstige microgliacellijn die op grote schaal wordt gebruikt in neurowetenschappelijk onderzoek. Deze geïmmortaliseerde cellijn kan dienen als in-vitromodel voor het bestuderen van neurodegeneratieve aandoeningen en daarmee samenhangende celcondities en -processen, zoals neuro-ontsteking. Bovendien worden BV2-cellen beschouwd als een alternatief modelsysteem voor primaire microglia.

Oorsprong en algemene kenmerken van de BV2-cellen

In dit deel van het artikel worden de oorsprong van de BV2-cellijn en de algemene kenmerken die deze onderscheiden van andere microgliale cellijnen toegelicht. Hierin leert u: Wat zijn BV2-cellen? Waar komen BV2-cellen vandaan? Hoe groot is een BV2-cel?

• De BV2-microgliale cellijn is verkregen uit de microglia van pasgeboren C57/BL6-muizen. De cellijn is geïmmortaliseerd door cellen te infecteren met het J2-retrovirus dat het v-raf/v-myc-oncogen draagt [1].
• Niet-gestimuleerde BV2-cellen hebben een amoebe-achtige, hypertrofische morfologie. Deze morfologie duidt op een sterk geactiveerde en inflammatoire toestand van BV2-cellen in vergelijking met primaire microglia [2].
• De diameter die voor de BV-2-cellijn wordt gerapporteerd, varieert tussen 10 en 15 μm.

BV2 versus ECO 2-cellijn

Beide zijn microgliale cellijnen van muizen, maar verschillen van elkaar. Het belangrijkste verschil is dat BV2 door genetische manipulatie onsterfelijk is gemaakt, terwijl ECO 2 spontaan onsterfelijk is geworden. Bovendien bezit ECO 2 dezelfde algemene kenmerken als BV2, maar vereist het een aanvulling van koloniestimulerende factor-1 (CSF-1) voor de kweek.

BV2-cellijn: informatie over het kweken

Voordat u een celkweek gaat hanteren en onderhouden, is informatie over het kweken van cellen van cruciaal belang. Dit artikel helpt u alle belangrijke punten te kennen voor het kweken van BV2-cellijnen. We zullen met name ingaan op het volgende: Wat is de verdubbelingstijd van BV2? Welke media worden gebruikt voor het kweken van BV2-cellen? Is de BV2-cellijn hechtend of zwevend? Hoe ontdooit u BV2-cellen?

Belangrijke punten voor het kweken van BV2-cellen

Verdubbelingstijd:

De BV2-microgliale cellen groeien zeer snel, met een gemiddelde verdubbelingstijd van 34,5 uur.

Hechtend of in suspensie:

BV2 is een hechtende cellijn.

Splitsingsverhouding:

Deze hechtende microgliale cellijn wordt gesubcultiveerd met een splitsingsverhouding van 1:2 tot 1:4. De cellen worden gewassen met PBS en geïncubeerd met Accutase (dissociatieoplossing). Na 10 minuten worden ze gecentrifugeerd en geoogst. Deze cellen worden vervolgens toegevoegd aan flessen met vers groeimedium volgens de aanbevolen splitsingsverhouding.

Groeimedium:

RPMI 1640-medium wordt gebruikt om de BV2-cellijn te kweken. BV2 RPMI wordt aangevuld met 10% FBS, 2,0 mM stabiele glutamine en 2,0 g/l NaHCO3 voor een optimale celgroei. Het medium wordt 2 tot 3 keer per week ververst.

Groeicondities:

BV2-culturen worden gehouden in een bevochtigde incubator bij 37 °C met een continue toevoer van 5% CO2.

Opslag:

Ingevroren BV2-celvials worden bewaard bij een temperatuur onder -150 °C, hetzij in de dampfase van vloeibare stikstof, hetzij in een elektrische vriezer.

Invriesproces en medium:

CM-1- of CM-ACF-invriesmedia worden aanbevolen voor BV2-cellijnen. Cellen worden ingevroren met behulp van een langzaam invriesproces waarbij de temperatuur slechts 1 °C per minuut daalt om de levensvatbaarheid van de cellen te behouden.

Ontdooiproces:

Het bevroren BV2-celflesje wordt gedurende 40 tot 60 seconden snel geschud in een waterbad (37 °C) totdat er een klein klompje ijs overblijft. Aan de ontdooide cellen wordt vers groeimedium toegevoegd en ze worden gecentrifugeerd om componenten van het invriesmedium te verwijderen. De verzamelde cellen worden opnieuw gesuspendeerd en in een kweekfles gegoten voor groei.

Bioveiligheidsniveau:

Bioveiligheidsniveau 1 wordt aanbevolen voor het kweken van de BV2-cellijn.

Voordelen en beperkingen van BV2-cellen

Net als andere cellijnen hebben ook BV2-cellen een aantal voordelen en beperkingen. Enkele daarvan worden hier genoemd.

Voordelen

De voordelen van de BV2-cellijn zijn onder meer:

Primaire microglia-achtige kenmerken

BV2-cellen bezitten enkele primaire microglia-achtige kenmerken en worden gebruikt als alternatief model om microgliale functies en reacties te bestuderen. Ze brengen F4/80, CD11b en Iba1 tot expressie, wat essentiële biomarkers zijn van primaire microglia.

Onsterfelijkheid

BV2-cellen zijn geïmmortaliseerd, waardoor ze continu kunnen groeien. Deze eigenschap maakt ze ideaal voor langdurige celkweekexperimenten.

Beperkingen

De beperkingen van BV2-cellen zijn:

Cellijn van muizen

De BV2-cellijn is afkomstig van microglia van muizen. Onderzoeksresultaten met BV2-cellen zijn mogelijk slechts in beperkte mate toepasbaar op menselijke ziekten en onderzoek.

In-vitro-model

BV2-cellen dienen als in-vitro-model voor het bestuderen van microgliale functies. Het is echter belangrijk op te merken dat ze de kenmerken en complexiteit van microgliale cellen in de hersenen in vivo mogelijk niet volledig nabootsen.

Toepassingen van de BV2-cellijn in onderzoek

De BV2-cellijn biedt verschillende toepassingen in neurowetenschappelijk onderzoek. In dit gedeelte worden enkele veelvoorkomende onderzoeksdoeleinden van BV2-cellen genoemd.

Onderzoek naar neurodegeneratieve aandoeningen: De muriene microgliale cellijn BV2 is een waardevol onderzoeksinstrument voor het bestuderen van neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer en multiple sclerose. Onderzoekers hebben neurotoxiciteit en ziektepathologie bestudeerd en therapeutische middelen geëvalueerd met behulp van BV2-cellijnen. Zo werd in een in 2020 uitgevoerd onderzoek het ontstekingsremmende en neuroprotectieve effect beoordeeld van een natuurlijke hydroxystilbeen, rhaponticine, dat voorkomt in de Rheum rhaponticum-plant, waarbij met lipopolysaccharide geactiveerde BV2-cellen werden gebruikt als model voor de ziekte van Parkinson. De verbinding verzwakt de door lipopolysaccharide (LPS) gemedieerde BV2-activering door stikstofmonoxide-synthase te remmen en reactieve zuurstofsoorten en pro-inflammatoire mediatoren te verminderen. Kort gezegd oefent rhaponticine ontstekingsremmende en neuroprotectieve effecten uit op het LPS-geïnduceerde microgliale model (BV2) [3]. Evenzo onderzocht een studie de betrokkenheid van signaalroutes bij neuro-ontsteking. Onderzoekers ontwikkelden een ontstekingsmodel via door lipopolysaccharide gemedieerde BV2-activering. Ze ontdekten dat de AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB-signaalroute betrokken is bij neuro-ontsteking. Daarnaast evalueerden ze ook beta-naftoflavon (BNF), een natuurlijke flavonoïde, op zijn ontstekingsremmende en neuroprotectieve effecten met behulp van dit model. De verbinding oefende deze therapeutische effecten uit door de BV2-activering te remmen [4]. Evenzo maakte het onderzoek gebruik van BV2-cellen en bestudeerde het het verbeterende effect van het geneesmiddel zonisamide op mitochondriale disfunctie in microgliale cellen. De bevindingen van deze studie ondersteunen het klinische gebruik van zonisamide voor de behandeling van de ziekte van Parkinson [5].

5. BV2-cellen: Wetenschappelijke publicaties

Hieronder volgen enkele interessante en veel geciteerde onderzoeksstudies waarin BV2-cellen centraal staan.

Mitochondriale lysaten veroorzaken ontstekingen en veranderingen die relevant zijn voor de ziekte van Alzheimer in microgliale en neuronale cellen

Dit onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Alzheimer's Disease (2015). De studie stelde dat het DAMP-molecuul (damage-associated molecular pattern) mtDNA, afkomstig van mitochondriale schade, ontstekingsveranderingen kan veroorzaken in microgliale cellen (BV2). Daardoor kunnen ze mogelijk ook bijdragen aan neuro-ontsteking bij de ziekte van Alzheimer.

Het therapeutische effect van huanglian jiedu-afkooksel op de ziekte van Alzheimer door regulering van de door aβ geïnduceerde fagocytose in bv-2-microgliale cellen

Dit artikel, gepubliceerd in FARMACIA (2021), maakte gebruik van BV2-cellen en bepaalde het therapeutische effect van Huanglian Jiedu-afkooksel (HLJDD) op de ziekte van Alzheimer. Uit het onderzoek bleek dat HLJDD de fagocytose van amyloïde-bèta in BV2 bevordert door de expressie van het Trm2-eiwit te verhogen, zoals gevalideerd door middel van BV2-western-blotanalyse.

Alfa-synucleïne activeert BV2-microglia afhankelijk van de aggregatietoestand

Dit onderzoeksartikel, gepubliceerd in Biochemical and Biophysical Research Communications (2016), stelde dat alfa-synucleïne, een oplosbaar eiwit in het centrale zenuwstelsel van volwassenen, BV2-cellen kan activeren, afhankelijk van hun aggregatietoestand.

Exosomen van BV-2-cellen geïnduceerd door alfa-synucleïne: belangrijke mediator van neurodegeneratie bij PD

Dit onderzoek werd in 2013 gepubliceerd in Neuroscience Letters. Deze studie stelt dat exosomen die worden uitgescheiden door alfa-synucleïne-geactiveerde BV2-microglia-cellen essentiële mediatoren kunnen zijn van neurodegeneratie bij de ziekte van Parkinson.

Idebenon verlicht neuro-ontsteking en moduleert microgliale polarisatie in LPS-gestimuleerde BV2-cellen en MPTP-geïnduceerde muizen met de ziekte van Parkinson

Deze studie werd gepubliceerd in Frontiers Cellular Neuroscience (2019). Er werd voorgesteld dat idebenon, een antioxidant, de microgliale polarisatie moduleert en ontstekingen vermindert in door lipopolysaccharide geactiveerde BV2-cellen en in een muizenmodel met door 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) geïnduceerde ziekte van Parkinson.

Bronnen voor de BV2-cellijn: protocollen, video's en meer

De online bronnen over BV2 zijn beperkt. Hier zijn er enkele.

• Subcultivering van de BV2-cellijn: Deze website bevat een kort protocol voor het subcultiveren van BV2-cellijnen.
• Ontdooien van ingevroren cellen: Deze video helpt u het basisprotocol voor het ontdooien en kweken van ingevroren cellen te leren.

Het celkweekprotocol voor BV2-cellen wordt hier vermeld.

• BV2-celkweek: Deze website bevat het BV2-celkweekprotocol. Daarnaast biedt het ook samenstellingen van celkweekmedia en invriesmedia voor de BV2-cellijn.

Referenties

1. Wang, Y., Y. Peng en H. Yan, Commentaar: Neuro-inflammatoire in-vitro-celkweekmodellen en de mogelijke toepassingen voor neurologische aandoeningen. Front Pharmacol, 2021. 12: p. 792614.
2. Sarkar, S., et al., Karakterisering en vergelijkende analyse van een nieuw microgliaal celmodel van muizen voor het bestuderen van neuro-inflammatoire mechanismen tijdens neurotoxische aantastingen. Neurotoxicology, 2018. 67: p. 129-140.
3. Zhao, F., et al., Neuroprotectief effect van rhaponticine tegen de ziekte van Parkinson: inzichten uit het in vitro BV-2-model en het in vivo MPTP-geïnduceerde muizenmodel. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2021. 35(1): p. e22631.
4. Gao, X., et al., Beta-naftoflavon remt LPS-geïnduceerde ontsteking in BV-2-cellen via de AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB-signaalas. Immunobiology, 2020. 225(4): p. 151965.
5. Tada, S., et al., Zonisamide verlicht microgliale mitochondriopathie in modellen van de ziekte van Parkinson. Brain Sciences, 2022. 12(2): p. 268.