Komórki BV2 – badania nad ośrodkowym układem nerwowym wyjaśnione na przykładzie komórek mikrogleju BV2

BV2 to pochodząca od myszy linia komórek mikrogleju, szeroko stosowana w badaniach neurologicznych. Ta nieśmiertelna linia komórkowa może służyć jako model in vitro do badania chorób neurodegeneracyjnych oraz związanych z nimi stanów i procesów komórkowych, np. neurozapalenia. Ponadto komórki BV2 są uważane za alternatywny system modelowy dla pierwotnych komórek mikrogleju.

Pochodzenie i ogólna charakterystyka komórek BV2

W tej części artykułu wyjaśniono pochodzenie linii komórkowej BV2 oraz ogólne cechy, które odróżniają ją od innych linii komórkowych mikrogleju. Tutaj dowiesz się: Czym są komórki BV2? Skąd pochodzą komórki BV2? Jaki jest rozmiar komórki BV2?

• Linia komórek mikrogleju BV2 została uzyskana z mikrogleju noworodków (nowo narodzonych) C57/BL6. Linia komórkowa została unieśmiertelniona poprzez zakażenie komórek retrowirusem J2 niosącym onkogen v-raf/v-myc [1].
• Niestymulowane komórki BV2 mają morfologię przypominającą amebę, są przerośnięte. Morfologia ta wskazuje na wysoce aktywowany i zapalny stan komórek BV2 w porównaniu z pierwotnymi mikroglejem [2].
• Średnica komórek linii komórkowej BV-2 wynosi od 10 do 15 μm.

Linia komórkowa BV2 a linia komórkowa ECO 2

Obie są myszymi liniami komórkowymi mikrogleju, ale różnią się od siebie. Główną różnicą jest to, że linia BV2 została uwieczniona poprzez manipulację genetyczną, podczas gdy linia ECO 2 uwieczniła się spontanicznie. Ponadto linia ECO 2 posiada te same ogólne cechy co linia BV2, ale do jej hodowli wymagane jest uzupełnienie o czynnik stymulujący tworzenie kolonii 1 (CSF-1).

Linia komórkowa BV2: Informacje dotyczące hodowli

Przed rozpoczęciem pracy z hodowlą linii komórkowej i jej utrzymaniem kluczowe znaczenie mają informacje dotyczące hodowli komórek. Ta sekcja artykułu pomoże Ci poznać wszystkie kluczowe kwestie związane z hodowlą linii komórkowych BV2. W szczególności omówimy następujące kwestie: Jaki jest czas podwojenia komórek BV2? Jakie pożywki stosuje się do hodowli komórek BV2? Czy linia komórkowa BV2 jest komórkami przylegającymi czy zawieszonymi? Jak rozmrażać komórki BV2?

Kluczowe kwestie dotyczące hodowli komórek BV2

Czas podwojenia:

Komórki mikrogleju BV2 rosną bardzo szybko, a średni czas podwojenia BV2 wynosi 34,5 godziny.

Przylegające czy w zawiesinie:

BV2 to linia komórek przylegających.

Współczynnik podziału:

Ta przylegająca linia komórek mikrogleju jest subkulturowana przy współczynniku podziału od 1:2 do 1:4. Komórki są płukane buforem PBS i inkubowane z Accutase (roztworem dysocjacyjnym). Po 10 minutach są one odwirowywane i zbierane. Następnie komórki te są dodawane do kolb ze świeżą pożywką wzrostową zgodnie z zalecanym współczynnikiem podziału.

Pożywka wzrostowa:

Do hodowli linii komórkowej BV2 stosuje się pożywkę RPMI 1640. Pożywka BV2 RPMI jest uzupełniona 10% FBS, 2,0 mM stabilnej glutaminy oraz 2,0 g/l NaHCO3 w celu zapewnienia idealnych warunków wzrostu komórek. Pożywkę wymienia się 2–3 razy w tygodniu.

Warunki hodowli:

Hodowle BV2 są utrzymywane w nawilżanym inkubatorze o temperaturze 37°C z ciągłym dopływem 5% CO2.

Przechowywanie:

Zamrożone fiolki z komórkami BV2 przechowuje się w temperaturze poniżej -150 °C w fazie gazowej ciekłego azotu lub w zamrażarce elektrycznej.

Proces zamrażania i pożywka:

Do linii komórkowych BV2 zaleca się stosowanie pożywek do zamrażania CM-1 lub CM-ACF. Komórki zamraża się w procesie powolnego zamrażania, który pozwala na spadek temperatury o zaledwie 1°C na minutę, aby zachować żywotność komórek.

Proces rozmrażania:

Fiolet z zamrożonymi komórkami BV2 szybko miesza się w łaźni wodnej (37°C) przez 40 do 60 sekund, aż pozostanie niewielka grudka lodu. Do rozmrożonych komórek dodaje się świeże pożywki wzrostowe i odwirowuje w celu usunięcia składników pożywki do zamrażania. Zebrane komórki ponownie zawiesza się i przelewa do kolby hodowlanej w celu dalszego wzrostu.

Poziom bezpieczeństwa biologicznego:

Do hodowli linii komórkowej BV2 zaleca się poziom bezpieczeństwa biologicznego 1.

Zalety i ograniczenia komórek BV2

Podobnie jak inne linie komórkowe, komórki BV2 mają również pewne zalety i ograniczenia. Niektóre z nich zostały wymienione poniżej.

Zalety

Zalety linii komórkowej BV2 obejmują:

Cechy podobne do pierwotnych mikrogleju

Komórki BV2 posiadają pewne cechy charakterystyczne dla pierwotnych mikrogleju i są wykorzystywane jako alternatywny model do badania funkcji i reakcji mikrogleju. Ekspresjonują one F4/80, CD11b i Iba1, które są kluczowymi biomarkerami pierwotnego mikrogleju.

Nieśmiertelność

Komórki BV2 są nieśmiertelne, co pozwala im na ciągły wzrost. Ta cecha sprawia, że idealnie nadają się do długoterminowych eksperymentów z hodowlą komórek.

Ograniczenia

Ograniczenia związane z komórkami BV2 to:

Linia komórkowa pochodzenia mysiego

Linia komórkowa BV2 pochodzi z mikrogleju myszy. Wyniki badań z wykorzystaniem komórek BV2 mogą mieć ograniczone zastosowanie w przypadku chorób i badań dotyczących wyłącznie ludzi.

Model in vitro

Komórki BV2 służą jako model in vitro do badania funkcji mikrogleju. Należy jednak pamiętać, że mogą one nie odzwierciedlać w pełni cech i złożoności komórek mikrogleju w mózgu in vivo.

Zastosowania linii komórkowej BV2 w badaniach

Linia komórkowa BV2 ma kilka zastosowań w badaniach neurologicznych. W tej sekcji wymieniono niektóre typowe zastosowania komórek BV2 w badaniach.

Badania nad chorobami neurodegeneracyjnymi: Mysia linia komórek mikrogleju BV2 jest cennym narzędziem badawczym do badania chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona, choroba Alzheimera i stwardnienie rozsiane. Naukowcy badali neurotoksyczność i patologię chorób oraz oceniali środki terapeutyczne przy użyciu linii komórkowych BV2. Na przykład w badaniu przeprowadzonym w 2020 r. oceniano działanie przeciwzapalne i neuroprotekcyjne naturalnego hydroksystilbenu, rapontycyny, występującego w roślinie Rheum rhaponticum, wykorzystując komórki BV2 aktywowane lipopolisacharydem jako model choroby Parkinsona. Związek ten osłabia aktywację komórek BV2 wywołaną lipopolisacharydem (LPS) poprzez hamowanie syntazy tlenku azotu oraz redukcję reaktywnych form tlenu i mediatorów prozapalnych. Krótko mówiąc, rapontycyna wywiera działanie przeciwzapalne i neuroprotekcyjne na modelu mikrogleju indukowanym LPS (BV2) [3]. Podobnie w innym badaniu analizowano udział szlaków sygnałowych w neurozapaleniu. Naukowcy opracowali model zapalenia poprzez aktywację komórek BV2 za pośrednictwem lipopolisacharydu. Odkryli, że w neurozapaleniu bierze udział oś sygnałowa AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB. Ponadto, wykorzystując ten model, ocenili również beta-naftoflawon (BNF), naturalny flawonoid, pod kątem jego działania przeciwzapalnego i neuroprotekcyjnego. Związek ten wywierał te działanie terapeutyczne poprzez hamowanie aktywacji BV2 [4]. Podobnie w badaniach wykorzystano komórki BV2 i zbadano łagodzące działanie leku zonisamidu na dysfunkcję mitochondriów w komórkach mikrogleju. Wyniki tych badań potwierdzają kliniczne zastosowanie zonisamidu w leczeniu choroby Parkinsona [5].

5. Komórki BV2: Publikacje naukowe

Poniżej przedstawiono kilka interesujących i najczęściej cytowanych badań naukowych dotyczących komórek BV2.

Lizaty mitochondrialne wywołują stan zapalny i zmiany związane z chorobą Alzheimera w komórkach mikrogleju i neuronach

Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie „Journal of Alzheimer's Disease” (2015). W badaniu wysunięto hipotezę, że cząsteczka mtDNA DAMP (wzorzec molekularny związany z uszkodzeniem) pochodząca z uszkodzenia mitochondriów może powodować zmiany zapalne w komórkach mikrogleju (BV2). W ten sposób mogą one również przyczyniać się do neurozapalenia w chorobie Alzheimera.

Działanie terapeutyczne wywaru huanglian jiedu na chorobę Alzheimera poprzez regulację fagocytozy indukowanej przez aβ w komórkach mikrogleju bv-2

W artykule opublikowanym w czasopiśmie FARMACIA (2021) wykorzystano komórki BV2 i określono terapeutyczne działanie wywaru Huanglian Jiedu (HLJDD) w chorobie Alzheimera. Badanie wykazało, że HLJDD sprzyja fagocytozie beta-amyloidu przez komórki BV2 poprzez zwiększenie ekspresji białka Trm2, co potwierdzono za pomocą analizy Western blot komórek BV2.

Alfa-synukleina aktywuje mikrogleję BV2 w zależności od stanu jej agregacji

W artykule naukowym opublikowanym w czasopiśmie „Biochemical and Biophysical Research Communications” (2016) wysunięto hipotezę, że alfa-synukleina, białko rozpuszczalne w dorosłym ośrodkowym układzie nerwowym, może aktywować komórki BV2 w zależności od ich stanu agregacji.

Egzosomy komórek BV-2 indukowane przez alfa-synukleinę: ważny mediator neurodegeneracji w chorobie Parkinsona

Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie „Neuroscience Letters” w 2013 roku. Badanie to stwierdza, że egzosomy wydzielane przez komórki mikrogleju BV2 aktywowane przez alfa-synukleinę mogą być istotnymi mediatorami neurodegeneracji w chorobie Parkinsona.

Idebenon łagodzi neurozapalenie i moduluje polaryzację mikrogleju w komórkach BV2 stymulowanych LPS oraz u myszy z chorobą Parkinsona wywołaną MPTP

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „Frontiers Cellular Neuroscience” (2019). Zaproponowano w nim, że idebenon, przeciwutleniacz, moduluje polaryzację mikrogleju i zmniejsza stan zapalny w komórkach BV2 aktywowanych lipopolisacharydem oraz w mysim modelu choroby Parkinsona wywołanej 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydyną (MPTP).

Materiały dotyczące linii komórkowej BV2: protokoły, filmy i inne

Zasoby internetowe dotyczące linii komórkowej BV2 są ograniczone. Oto niektóre z nich.

• Subkulturowanie linii komórkowej BV2: Ten link do strony internetowej zawiera krótki protokół subkulturowania linii komórkowych BV2.
• Rozmrażanie zamrożonych komórek: Ten film pomoże Ci poznać podstawowy protokół rozmrażania i hodowli zamrożonych komórek.

Protokół hodowli komórek BV2 został opisany tutaj.

• Hodowla komórek BV2: Ten link do strony internetowej zawiera protokół hodowli komórek BV2. Ponadto zawiera on również składy pożywek do hodowli komórek i pożywek do zamrażania dla linii komórkowej BV2.

Referencje

1. Wang, Y., Y. Peng i H. Yan, Komentarz: Modele hodowli komórkowej in vitro z zapaleniem nerwów i potencjalne zastosowania w zaburzeniach neurologicznych. Front Pharmacol, 2021. 12: str. 792614.
2. Sarkar, S. i in., Charakterystyka i analiza porównawcza nowego modelu mysich komórek mikrogleju do badania mechanizmów neurozapalnych podczas urazów neurotoksycznych. Neurotoxicology, 2018. 67: s. 129-140.
3. Zhao, F. i in., Neuroprotekcyjne działanie rapontycyny w chorobie Parkinsona: wnioski z modelu in vitro BV-2 i modelu myszy z indukowanym in vivo MPTP. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2021. 35(1): s. e22631.
4. Gao, X. i in., Beta-naftoflawon hamuje stan zapalny wywołany LPS w komórkach BV-2 poprzez oś sygnałową AKT/Nrf-2/HO-1-NF-κB. Immunobiology, 2020. 225(4): s. 151965.
5. Tada, S. i in., Zonisamid łagodzi mitokondriopatię mikrogleju w modelach choroby Parkinsona. Brain Sciences, 2022. 12(2): s. 268.