Biologia komórki komórek astrocytów: Protocols, Transfection

Astrocyty, lub astroglia, są komórkami glejowymi w kształcie gwiazdy, które rezydują w mózgu i rdzeniu kręgowym. Są one najliczniejszymi komórkami w ludzkim mózgu, wykonującymi wiele zadań. Do zadań astrocytów należy wspieranie komórek tworzących barierę krew-mózg, a także utrzymywanie pozakomórkowej równowagi jonowej, dostarczanie substancji odżywczych do tkanki nerwowej oraz wspomaganie procesów naprawy pourazowej i bliznowacenia. Ponadto astrocyty wykonują zadania sygnalizacyjne podobne do neuronów, wykorzystując jony wapnia i cząsteczki przekaźników.

Morfologia astrocytów

Astrocyty można podzielić na trzy kategorie w oparciu o ich morfologię komórkową i lokalizację anatomiczną: protoplazmatyczne, włókniste lub promieniste. Astrocyty protoplazmatyczne wykazują drobno rozgałęzioną morfologię wyrażoną w jednolitej globoidalnej dystrybucji i występują w całej istocie szarej. Astrocyty włókniste wykazują morfologię przypominającą długie włókna i występują w całej istocie białej. Badania wskazują, że zarówno astrocyty protoplazmatyczne, jak i włókniste nawiązują rozległe kontakty z naczyniami krwionośnymi, a także tworzą połączenia szczelinowe pomiędzy dystalnymi wyrostkami sąsiadujących astrocytów. Astrocyty promieniste występują na styku istoty szarej i opony twardej, która jest najbardziej wewnętrzną warstwą błony otaczającej mózg i rdzeń kręgowy. Astrocyty promieniste występują również w oku kręgowców (tworzą komórki Muellera w siatkówce) oraz jako glia Bergmanna (komórki nabłonkowe w móżdżku). Komórki te są dwubiegunowe, z wydłużonymi wyrostkami i jajowatym ciałem. Komórki gleju promienistego są początkowymi komórkami, które rozwijają się z jego neuronalnych progenitorów i tworzą główne struktury rusztowania, które pomagają w migracji neuronów. W siatkówce komórki astrogleju promienistego przekształcają się w komórki Mullera i stanowią 23% całkowitej objętości komórek siatkówki.

Astrocyty pierwotne

Wiele astrocytów pierwotnych wykazuje ekspresję GFAP, pośredniego filamentu glejowego fibrylarnego białka kwasowego, co jest cechą charakterystyczną.

Rola astrocytów w ośrodkowym układzie nerwowym

Astrocyty, lub astrocytarne komórki glejowe, wspólnie tworzą astroglej, który jest gwiaździstym kształtem komórek otaczających neurony w mózgu i rdzeniu kręgowym. Astrocyty przewyższają liczebnością neurony 50:1 i są bardzo aktywne w centralnym układzie nerwowym, w przeciwieństwie do wcześniejszej ideologii, według której astrocyty są komórkami „wypełniającymi”. Komórki nieneuronalne w układzie nerwowym to komórki glejowe, a astrocyty stanowią podtyp tej kategorii. Służą one do utrzymania, wspierania i naprawy tkanki nerwowej, której służą i są odpowiedzialne za plastyczność układu nerwowego. Astrocyty modulują również przekaźnictwo synaptyczne poprzez wytwarzanie i uwalnianie glutaminianu, głównego neuroprzekaźnika pobudzającego, a ich liczne procesy często otaczają synapsy neuronalne. Badania sugerują, że astrocyty komunikują się z neuronami poprzez uwalnianie przekaźników, znanych jako gliotransmitery, poprzez mechanizm zależny od jonów wapnia.

Astrocyty odgrywają znaczącą rolę w obwodach mózgowych i przetwarzaniu poprzez dużą różnorodność funkcji neuronalnych na poziomie komórkowym. Kontrolują obwody neuronalne poprzez regulację tworzenia, dojrzewania, eliminacji i utrzymania synaps. Sygnalizacja synaptyczna opiera się na cząsteczkach wydzielanych przez astrocyty, którymi są zazwyczaj cholesterol i trombina. Astrocyty są również odpowiedzialne za homeostazę jonową, usuwanie neuroprzekaźników i regulację objętości przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Astrocyty odpowiadają na uszkodzenie lub chorobę ośrodkowego układu nerwowego (OUN) poprzez proces zwany reaktywną astrogliozą. Patologia ta stała się charakterystyczna dla zmian strukturalnych układu nerwowego i jest głównym obszarem prowadzonych obecnie badań. Astrocyty zostały zidentyfikowane jako zaangażowane w patologie choroby Huntingtona, choroby Alzheimera, wstrząsów mózgu, udarów i infekcji OUN. Obecne badania wskazują, że reaktywna astroglioza odgrywa istotną rolę w wielu zaburzeniach OUN.

Istnieje wiele funkcji komórek glejowych, w tym budowanie mikroarchitektury miąższu mózgu, tworzenie środowiska mózgu, utrzymywanie homeostazy mózgu, magazynowanie energii, kontrolowanie rozwoju synaptogenezy, utrzymywanie synaps, komórek neuronalnych i obrony mózgu.

Modele zwierzęce (zwłaszcza gryzonie) odegrały znaczącą rolę w określaniu cech i funkcji astrocytów. Jednakże badania doprowadziły do hipotezy, że zmiana cech astrocytów zmieni ich udział w funkcjach neuronów. Powody tej hipotezy obejmują dowody na to, że stosunek astrocytów do neuronów wzrasta wraz z etapem ewolucji danego gatunku oraz że struktura, morfologia i różnorodność ludzkich astrocytów różni się znacznie od astrocytów gryzoni. Ograniczony dostęp do zdrowych tkanek ludzkich stanowi przeszkodę w uzyskaniu większej ilości informacji na temat ludzkich astrocytów. Jednakże, próbki pośmiertne i płodowe przyczyniły się do zbadania właściwości astrocytów w ludzkim mózgu.

Linki

Astrocyty (Wikipedia)

DostarczaniesiRNA – Zestawy do transfekcji in vivo

Usługi badań przedklinicznych nad ksenograftami: Ponad 50 zatwierdzonych modeli ksenograftów: Link

Generation of Stably Expressing Cell Lines in 28 Days

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. Wśród badanych bodźców znalazły się ekspozycja na nadtlenek wodoru, resweratrol (i jego zdolność do ochrony przed utlenianiem) oraz ekspozycja na endotoksynę. PlosOne Journal
• NetworkGlia
• Użycie astrocytów jako substratu dla innych komórek nerwowych: Naukowcy odkryli, że przeżywalność komórek OUN jest lepsza, gdy są one hodowane na szczycie konfluentnej warstwy astrocytów. Opracowali oni protokół, który selekcjonuje astrocyty typu I w warstwie konfluentnej i z powodzeniem umieścili na nich hodowlę zwoju korzenia grzbietowego i rogów grzbietowych. Protokoły CSHP