Eine Transkriptom-Datenbank für Astrozyten, Neuronen und Oligodendrozyten: Eine neue Ressource zum Verständnis der Gehirnentwicklung und -funktion

Das Verständnis der Zell-Zell-Interaktionen, die die Entwicklung und Funktion des ZNS steuern, war lange Zeit durch das Fehlen von Methoden zur sauberen Trennung neuronaler Zelltypen eingeschränkt. Hier beschreiben wir Methoden zur prospektiven Isolierung und Reinigung von Astrozyten, Neuronen und Oligodendrozyten aus dem sich entwickelnden und reifen Vorderhirn von Mäusen. Wir verwendeten FACS (fluoreszenzaktivierte Zellsortierung), um Astrozyten von transgenen Mäusen zu isolieren, die unter Kontrolle eines S100beta-Promotors das enhanced green fluorescent protein (EGFP) exprimieren. Mittels Affymetrix GeneChip-Arrays erstellten wir anschließend eine Transkriptom-Datenbank der Expressionsniveaus von >20.000 Genen durch Genprofilierung dieser drei Haupttypen neuronaler Zellen des ZNS in verschiedenen postnatalen Altersstadien zwischen postnatalem Tag 1 (P1) und P30. Diese Datenbank bietet eine detaillierte globale Charakterisierung und einen Vergleich der von akut isolierten Astrozyten, Neuronen und Oligodendrozyten exprimierten Gene. Wir fanden heraus, dass Aldh1L1 ein hochspezifischer antigener Marker für Astrozyten ist, mit einem deutlich breiteren Expressionsmuster in Astrozyten als der traditionelle Astrozytenmarker GFAP. Astrozyten zeigten eine Anreicherung in spezifischen metabolischen und lipidsynthetischen Pfaden sowie in den phagozytischen Pfaden draper/Megf10 und Mertk/integrin alpha(v)beta5, was darauf hindeutet, dass Astrozyten professionelle Phagozyten sind. Unsere Ergebnisse stellen das Konzept einer "glialen" Zellklasse infrage, da die Genprofile von Astrozyten und Oligodendrozyten sich ebenso stark voneinander unterscheiden wie von Neuronen. Diese Transkriptom-Datenbank akut isolierter gereinigter Astrozyten, Neuronen und Oligodendrozyten stellt der Neurowissenschaftsgemeinschaft eine Ressource bereit, indem sie verbesserte zellspezifische Marker bietet und zum besseren Verständnis der neuronalen Entwicklung, Funktion und Erkrankungen beiträgt.