Celbiologie van Astrocyt Cellen: Protocols, Transfection

Astrocyten, of astroglia, zijn de stervormige gliacellen die zich in de hersenen en het ruggenmerg bevinden. Zij zijn de talrijkste cellen in de menselijke hersenen en voeren vele taken uit. Tot de taken van astrocyten behoren het ondersteunen van de cellen die de bloed-hersenbarrière vormen, het handhaven van de extracellulaire ionenbalans, het leveren van voedingsstoffen aan zenuwweefsel en het helpen bij posttraumatische herstel- en littekenprocessen. Bovendien voeren astrocyten signaleringstaken uit die vergelijkbaar zijn met die van neuronen, waarbij ze gebruik maken van calciumionen en zendmoleculen.

Astrocyt Morphology

Astrocyten kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van hun cellulaire morfologie en anatomische locatie: protoplasmatisch, fibreus, of radiaal. Protoplasmatische astrocyten vertonen een fijn vertakte morfologie die tot uiting komt in een uniforme globoïde distributie en worden overal in de grijze stof aangetroffen. Fibreuze astrocyten vertonen een lange vezelachtige morfologie en worden in alle witte stof aangetroffen. Studies tonen aan dat zowel protoplasmatische als vezelige astrocyten uitgebreide contacten maken met bloedvaten, en ook gap junctions vormen tussen distale processen van naburige astrocyten. Radiale astrocyten komen voor op het snijpunt van grijze stof en de pia mater, de binnenste laag van de membranen die de hersenen en het ruggenmerg omgeven. Radiale astrocyten worden ook aangetroffen in het gewervelde oog (vormen de Muellercellen van het netvlies) en als Bergmann glia (epitheelcellen in het cerebellum). Deze cellen zijn bipolair, met langwerpige uitsteeksels en eivormig lichaam. Radiale gliacellen zijn de initiële cellen die zich ontwikkelen uit de neurale progenitors en vormen de voornaamste steigerstructuren die helpen bij de neuronale migratie. In het netvlies transformeren radiale astrogliacellen tot Muller-cellen en maken 23% uit van het totale netvliescelvolume.

Primaire astrocyten

Veel primaire astrocyten brengen GFAP tot expressie, het intermediaire filament glial fibrillary acidic protein, een karakteristieke eigenschap.

Rol van astrocyten in het centrale zenuwstelsel

Astrocyten, of astrocytische gliacellen, vormen samen astroglia, stervormige cellen die neuronen in de hersenen en het ruggenmerg omgeven. Astrocyten overtreffen neuronen in aantal met 50:1 en zijn zeer actief in het centrale zenuwstelsel, in tegenstelling tot de vroegere ideologie van astrocyten als “opvulcellen”. Niet-neuronale cellen in het zenuwstelsel zijn gliacellen en astrocyten vormen een subtype van deze categorie. Zij zorgen voor het onderhoud, de ondersteuning en het herstel van het zenuwweefsel dat zij bedienen en zijn verantwoordelijk voor de plasticiteit van het zenuwstelsel. Astrocyten moduleren ook de synaptische transmissie door het maken en vrijgeven van glutamaat, de belangrijkste excitatoire neurotransmitter, en hun vele processen omhullen vaak neurale synapsen. Onderzoek suggereert dat astrocyten communiceren met neuronen door de afgifte van transmitters, bekend als gliotransmitters, via een calciumionafhankelijk mechanisme.

Astrocyten spelen een belangrijke rol in de hersenschakelingen en -verwerking door een grote verscheidenheid aan neuronale functies op celniveau. Ze controleren de neuronale circuits door de vorming, rijping, eliminatie en instandhouding van synapsen te reguleren. Synaptische signalering berust op moleculen die door astrocyten worden afgescheiden, doorgaans cholesterol en trombine. Astrocyten zijn ook verantwoordelijk voor ionische homeostase, klaring van neurotransmitters, en regulering van de extracellulaire ruimte volume.

Astrocyten reageren op het centrale zenuwstelsel (CZS) letsel of ziekte via het proces genaamd reactieve astrogliosis. Deze pathologie is een kenmerk geworden van structurele letsels van het zenuwstelsel en is een belangrijk gebied van huidig onderzoek. Astrocyten zijn geïdentificeerd als betrokken bij de pathologieën van de ziekte van Huntington, de ziekte van Alzheimer, hersenschudding, beroerte en infecties van het CZS. Huidig onderzoek geeft aan dat reactieve astrocyten een belangrijke rol spelen bij veel aandoeningen van het CZS.

Er zijn veel functies van gliacellen, waaronder het opbouwen van de micro-architectuur van hersenparenchym, het creëren van de hersenomgeving, het handhaven van de homeostase van de hersenen, het opslaan van energie, het controleren van de ontwikkeling van synaptogenese, synaptisch onderhoud, neurale cellen en hersenverdediging.

Diermodellen (vooral knaagdieren) hebben een belangrijke rol gespeeld bij het bepalen van de kenmerken en functies van astrocyten. Onderzoek heeft echter geleid tot de hypothese dat een verandering in de kenmerken van astrocyten hun bijdrage aan neuronale functies zal veranderen. Redenen voor deze hypothese zijn onder andere het bewijs dat de verhouding tussen astrocyten en neuronen toeneemt met het evolutionaire stadium van een bepaalde soort en dat de structuur, morfologie en diversiteit van menselijke astrocyten aanzienlijk verschillen van die van knaagdieren. Beperkte toegang tot gezond menselijk weefsel vormt een obstakel voor het verkrijgen van meer informatie over menselijke astrocyten. Post-mortem en foetale monsters hebben echter bijgedragen aan de studie van astrocytische eigenschappen in de menselijke hersenen.

Links

Astrocyten (Wikipedia)

siRNA Levering – In Vivo Transfectie Kits

Xenograft preklinisch onderzoek diensten: Meer dan 50 gevalideerde xenograftmodellen: Link

Generatie van stabiel klinkende cellijnen in 28 dagen

RNAi Stable Cell Line Generation

In Vivo siRNA Delivery: Tissue-targeted siRNA

Encapsulation of Protein, RNA, mRNA, and DNA Molecules into Liposomes

Astrocyte Research Articles and References

• Characterization of astrocyte cells in response to stimuli: This study developed a protocol to prepare rat astrocytes in culture and then measured their response to chemical stimuli. Onder de geteste stimuli waren blootstelling aan waterstofperoxide, resveratrol (en zijn vermogen om tegen oxidatie te beschermen), en blootstelling aan endotoxine. PlosOne Journal
• NetworkGlia
• Gebruik van astrocyten als substraat voor andere neurale cellen: Onderzoekers ontdekten dat de overleving van CNS-cellen wordt verbeterd wanneer ze worden gekweekt boven op een confluente laag van astrocyten. Zij hebben een protocol ontwikkeld dat selecteert voor type I astrocyten in een confluente laag, en met succes geplateerd dorsale wortel ganglion/dorsale hoorn co-culturen op de top van hen. CSHP Protocols