星状細胞、ニューロン、およびオリゴデンドロサイトのトランスクリプトームデータベース：脳の発達と機能を理解するための新しいリソース

CNSの発達と機能を制御する細胞細胞相互作用を理解することは、神経細胞タイプをきれいに分離する方法の欠如によって長い間制限されてきました。ここでは、発達中および成熟マウス前脳からの星状細胞、ニューロン、および乏突起細胞の前向き分離と精製の方法について説明します。S100BETAプロモーターの制御下で緑色蛍光タンパク質（EGFP）の増強を発現するトランスジェニックマウスから星状細胞を分離するために、FACS（蛍光活性化細胞ソート）を使用しました。Affymetrix GeneChipアレイを使用して、出生後1日目（P1）とP30の間のさまざまな出生後の年齢でこれら3つの主要なCNS神経細胞タイプをプロファイリングすることにより、20,000を超える遺伝子の発現レベルのトランスクリプトームデータベースを作成しました。このデータベースは、急性に分離された星状細胞、ニューロン、および乏突起細胞によって発現された遺伝子の詳細なグローバルな特性評価と比較を提供します。ALDH1L1は、従来の星状細胞マーカーGFAPよりも星状細胞発現の実質的に広いパターンを持つ星状細胞の非常に特異的な抗原マーカーであることがわかりました。星状細胞は、特定の代謝および脂質合成経路、ならびにDRAPER/MEGF10およびMERTK/Integrin Alpha（V）Beta5の貪食経路で濃縮され、星状細胞が専門的な食細胞であることを示唆しています。我々の発見は、星状細胞と乏突起膠細胞の遺伝子プロファイルがニューロンと同様に互いに類似しているため、「グリア」細胞クラスの概念に疑問を投げかけています。急性分離された精製星状細胞、ニューロン、および乏突起細胞のこのトランスクリプトームデータベースは、改善された細胞型固有のマーカーを提供し、神経発達、機能、および疾患をよりよく理解することにより、神経科学コミュニティにリソースを提供します。

Understanding the cell-cell interactions that control CNS development and function has long been limited by the lack of methods to cleanly separate neural cell types. Here we describe methods for the prospective isolation and purification of astrocytes, neurons, and oligodendrocytes from developing and mature mouse forebrain. We used FACS (fluorescent-activated cell sorting) to isolate astrocytes from transgenic mice that express enhanced green fluorescent protein (EGFP) under the control of an S100beta promoter. Using Affymetrix GeneChip Arrays, we then created a transcriptome database of the expression levels of >20,000 genes by gene profiling these three main CNS neural cell types at various postnatal ages between postnatal day 1 (P1) and P30. This database provides a detailed global characterization and comparison of the genes expressed by acutely isolated astrocytes, neurons, and oligodendrocytes. We found that Aldh1L1 is a highly specific antigenic marker for astrocytes with a substantially broader pattern of astrocyte expression than the traditional astrocyte marker GFAP. Astrocytes were enriched in specific metabolic and lipid synthetic pathways, as well as the draper/Megf10 and Mertk/integrin alpha(v)beta5 phagocytic pathways suggesting that astrocytes are professional phagocytes. Our findings call into question the concept of a "glial" cell class as the gene profiles of astrocytes and oligodendrocytes are as dissimilar to each other as they are to neurons. This transcriptome database of acutely isolated purified astrocytes, neurons, and oligodendrocytes provides a resource to the neuroscience community by providing improved cell-type-specific markers and for better understanding of neural development, function, and disease.