Summary

मात्रात्मक<em> इन विट्रो में</emस्टेटिक शर्तों के तहत सक्रिय प्राथमिक मानव microvascular endothelial कोशिकाओं को न्युट्रोफिल आसंजन उपाय> परख

Published: August 23, 2013
doi:

Summary

संक्रमण की साइटों पर सक्रिय अन्तःचूचुक को न्युट्रोफिल पालन मेजबान भड़काऊ प्रतिक्रिया का एक अभिन्न अंग है. के लिए अनुमति देता है कि एक न्युट्रोफिल बाध्यकारी परख है कि इस रिपोर्ट में वर्णित<em> इन विट्रो में</emस्थिर परिस्थितियों में सूजन मध्यस्थों से सक्रिय endothelial कोशिकाओं के लिए बाध्य प्राथमिक मानव न्युट्रोफिल के> quantitation.

Abstract

संवहनी endothelium भड़काऊ प्रतिक्रिया में एक अभिन्न भूमिका निभाता है. सूजन की तीव्र चरण के दौरान, endothelial कोशिकाओं (ईसीएस) मेजबान मध्यस्थों द्वारा या सीधे संरक्षित माइक्रोबियल घटकों या मेजबान व्युत्पन्न खतरा अणुओं द्वारा सक्रिय कर रहे हैं. सक्रिय ईसीएस व्यक्त साइटोकिन्स, लामबंद कि chemokines और आसंजन अणुओं, संक्रमण या चोट के स्थल पर ल्यूकोसाइट्स सक्रिय करने और बनाए रखने के लिए. न्यूट्रोफिल आने से पहले ल्यूकोसाइट्स हैं, और दोनों कोशिकाओं की सतह पर मौजूद आसंजन अणुओं की एक किस्म के माध्यम से अन्तःचूचुक का पालन करें. neutrophils के मुख्य कार्य सीधे, माइक्रोबियल खतरों को खत्म अतिरिक्त कारकों की रिहाई के माध्यम से अन्य leukocytes की भर्ती को बढ़ावा देने, और घाव की मरम्मत शुरू करने के लिए कर रहे हैं. इसलिए, अन्तःचूचुक को उनकी भर्ती और लगाव भड़काऊ प्रतिक्रिया की दीक्षा में एक महत्वपूर्ण कदम है. इस रिपोर्ट में, हम का उपयोग करते हुए एक इन विट्रो न्युट्रोफिल आसंजन परख में वर्णनcalcein स्थिर परिस्थितियों में microvascular endothelial सेल सक्रियण की हद quantitate को प्राथमिक मानव जीवाणुओं AM लेबल. इस विधि प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री द्वारा quantitated ही नमूने भी सीधे न्युट्रोफिल बंधन का एक और अधिक गुणात्मक मूल्यांकन के लिए प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का उपयोग कल्पना की जा सकती है कि अतिरिक्त लाभ है.

Introduction

संवहनी endothelium घूम रक्त के साथ सीधे संपर्क में है, यह विशिष्ट संक्रमण या चोट के दौरान तेजी से भड़काऊ प्रतिक्रिया आरंभ करने के लिए स्थित है. Endothelial कोशिकाओं (ईसीएस) संरक्षित बैक्टीरियल घटकों और खतरे अणुओं की एक किस्म की पहचान है कि एक्सप्रेस पैटर्न मान्यता रिसेप्टर्स, और इस तरह के TNFα के रूप में मेजबान भड़काऊ मध्यस्थों के लिए रिसेप्टर्स. इन रिसेप्टर्स की सक्रियण ईसीएस साइटोकिन्स (जैसे आईएल -6, आईएल -8, CXCL1 और CCL2) स्रावित करने के लिए, और उनके कोशिका की सतह 1 पर आसंजन अणु (जैसे ई / पी selectin, Vcam-1 और 1-ICAM) upregulate करने के लिए प्रेरित करता है , 2. इन अणुओं सभी संक्रामक एजेंटों के मेजबान स्पष्ट और ऊतकों की मरम्मत 3,4 आरंभ करने के क्रम में संक्रमण और चोट की साइटों के लिए leukocytes के स्थानीयकरण की सुविधा. संक्रमण को न्युट्रोफिल प्रतिक्रिया संवहनी endothelium और जवाब के बीच एक अच्छी तरह से समन्वित परस्पर क्रिया शामिल है जीवाणुओं. चुनाव आयोग सक्रियण पर, आईएल8 स्रावित और संक्रमण या चोट 5,6 की साइट के लिए घर के लिए जीवाणुओं की अनुमति देता है कि अन्तःचूचुक पर एक intravascular ढाल रूपों है. ई / पी selectins मध्यस्थता न्युट्रोफिल पकड़ने और न्युट्रोफिल कोशिका की सतह पर glycomolecules साथ अपेक्षाकृत कमजोर संघों के माध्यम से रोलिंग. इन मुलाकातों, अपने आत्मीय रिसेप्टर्स करने के लिए आईएल -8 बंधन के साथ, मजबूत, इंटीग्रिन की मध्यस्थता लगाव और endothelial सेल सतह 7-10 पर neutrophils की संभावित गिरफ्तारी की सुविधा. गिरफ्तारी के बाद neutrophils, सीधे, रोगजनकों को खत्म रोगजनकों के प्रसार को रोकने के लिए न्युट्रोफिल कोशिकी जाल उत्पन्न, घाव भरने को बढ़ावा देने और इस तरह monocytes, मैक्रोफेज और वृक्ष के समान ही अन्य ल्यूकोसाइट्स भर्ती कि अतिरिक्त कारकों को रिहा करने के लिए संक्रमण के विशिष्ट साइटों के लिए वाहिका संरचना से बाहर पलायन कर सकते हैं कोशिकाओं 11-17.

Microv को न्युट्रोफिल पालन quantitate को एक में इन विट्रो विधि है इस रिपोर्ट में वर्णितascular TNFα मेजबान भड़काऊ मध्यस्थ द्वारा सक्रियण के बाद ईसीएस. यह परख ईसीएस के सक्रियण, और नहीं जीवाणुओं का आकलन करने के लिए बनाया गया है. प्राथमिक मानव जीवाणुओं पहले घनत्व ढाल जुदाई का उपयोग कर अलग कर रहे हैं, और फिर calcein acetoxymethyl (एएम) के साथ लेबल रहे हैं. जीवित कोशिकाओं Hydrolyze calcein भीतर Esterases 492-495 एनएम और 513-516 एनएम 18 के उत्सर्जन के एक उत्तेजना के साथ अत्यधिक फ्लोरोसेंट calcein अणु AM. fluorescently लेबल neutrophils, तो चुनाव आयोग monolayers के साथ incubated हैं, और गैर पक्षपाती neutrophils के बाद हटा रहे हैं. शेष, बाध्य neutrophils की रोशनी तो एक प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग करके मापा, और अच्छी तरह से प्रति कुल न्युट्रोफिल प्रतिदीप्ति निवेश का एक प्रतिशत के रूप में गणना की है. इस विधि स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री में इस्तेमाल बाध्य calcein लेबल neutrophils के सीधे चुनाव आयोग एसी से बाहर पढ़ने के लिए एक और अधिक गुणात्मक देने के लिए प्रतिदीप्ति माइक्रोस्कोपी का उपयोग कल्पना की जा सकती है कि अतिरिक्त लाभ हैtivation. इस परख स्थिर शर्तों के तहत किया जाता है, न्युट्रोफिल आसंजन झरना में होते हैं कि केवल बहुत प्रारंभिक घटनाओं का मूल्यांकन किया जाएगा. इस TNFα का इलाज मानव फेफड़े microvascular चुनाव आयोग (HMVEC-फेफड़े) को उस न्युट्रोफिल पालन ई selectin के साथ बातचीत बाधित है जब monolayers काफी कम है दिखाने के लिए ई selectin अवरुद्ध एंटीबॉडी का उपयोग इस रिपोर्ट में पुष्टि की है.

TNFα के अलावा, हम सफलतापूर्वक टोल की तरह रिसेप्टर 1/2 एगोनिस्ट पेप्टीडोग्लायकन जुड़े लिपोप्रोटीन (पाल), murein लिपोप्रोटीन (MLP) और Pam3Cys और द्वारा मानव नाल की शिरा चुनाव आयोग (HUVEC) सक्रियण की सीमा निर्धारित करने के लिए इस परख का इस्तेमाल किया है Pam3Cys 19,20 से HMVEC-फेफड़े सक्रियण. इसके अलावा, हम सफलतापूर्वक इस पद्धति की एक किस्म के साथ संगत है, सुझाव है कि kinase inhibitors के साथ और HMVEC-फेफड़े में सतह और cytoplasmic प्रोटीन की आरएनएआई की मध्यस्थता पछाड़ना के बाद इस परख इस्तेमाल जैव रासायनिक और screeninजी assays के 20. सारांश में, इस परख इन विट्रो में सूजन मध्यस्थों द्वारा चुनाव आयोग के सक्रियण की हद तक पहुंचने के लिए, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने, अधिक कार्यात्मक रास्ते का उपयोग करने के लिए आसान प्रदान करता है.

Protocol

1. चढ़ाना और microvascular endothelial कोशिकाओं के रखरखाव पिघलना और निर्माताओं के अनुसार अपने microvascular endothelial कोशिकाओं के बढ़ने निर्देश की आपूर्ति की. इस प्रोटोकॉल में, कोशिकाओं ईजीएम -2 एमवी मीडिया (Lonza) में बड़े हो रहे थे, ?…

Representative Results

एक न्युट्रोफिल बाध्यकारी परख का उपयोग विश्वसनीय, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्राप्त करने के लिए, यह चित्र 1 में HMVEC-फेफड़े के साथ सचित्र के रूप में स्वास्थ्य और microvascular endothelial कोशिकाओं की conflue…

Discussion

एक सफल न्युट्रोफिल / microvascular endothelial सेल आसंजन परख के लिए सबसे महत्वपूर्ण कदम हैं: 1) कम बीतने संख्या (<9), स्वस्थ endothelial कोशिकाओं का प्रयोग करें, एक कम घनत्व (यानी <5 x 10 6 कोशिकाओं को अलग जीवाणुओं को बनाए रखने 2…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

इस काम संज्ञाहरण और Perioperative केयर के UCSF विभाग द्वारा समर्थित किया गया था.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
HMVEC-Lung Lonza CC-2527
EGM-2 MV Lonza CC-3202
HBSS Life Technologies 14175-095 Can be substituted with any vendor
48-well Tissue Culture Plates BD Falcon 353078
PBS (without phenol red) UCSF Cell Culture Facility CCFAL001 Can be substituted with any vendor
D-PBS (without Ca2+ and Mg2+ and phenol red) UCSF Cell Culture Facility CCFAL003 Can be substituted with any vendor
RPMI-1640 (without phenol red) Life Technologies 11835-030
Polymorphprep Axis-Shield 1114683
calcein AM Life Technologies C3099 (0.995 mM) stock soln
Trypan Blue Solution Sigma-Aldrich T8154
40 μM filters VWR 21008-949 Can be substituted with any vendor
FLUOstar OPTIMA Spectrophotometer BMG LABTECH

References

  1. Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated. Nat. Rev. Immunol. 7, 678-689 (2007).
  2. Collins, T., et al. Transcriptional regulation of endothelial cell adhesion molecules: NF-kappa B and cytokine-inducible enhancers. FASEB Journal : Official Publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology. 9, 899-909 (1995).
  3. Medzhitov, R. Origin and physiological roles of inflammation. Nature. 454, 428-435 (2008).
  4. Chen, G. Y., Nunez, G. Sterile inflammation: sensing and reacting to damage. Nat. Rev. Immunol. 10, 826-837 (2010).
  5. Middleton, J., et al. Transcytosis and surface presentation of IL-8 by venular endothelial cells. Cell. 91, 385-395 (1997).
  6. Rot, A. Endothelial cell binding of NAP-1/IL-8: role in neutrophil emigration. Immunol. Today. 13, 291-294 (1992).
  7. Detmers, P. A., et al. Neutrophil-activating protein 1/interleukin 8 stimulates the binding activity of the leukocyte adhesion receptor CD11b/CD18 on human neutrophils. J. Exp. Med. 171, 1155-1162 (1990).
  8. Laudanna, C., Kim, J. Y., Constantin, G., Butcher, E. Rapid leukocyte integrin activation by chemokines. Immunol. Rev. 186, 37-46 (2002).
  9. Simon, S. I., Hu, Y., Vestweber, D., Smith, C. W. Neutrophil tethering on E-selectin activates beta 2 integrin binding to ICAM-1 through a mitogen-activated protein kinase signal transduction pathway. J. Immunol. 164, 4348-4358 (2000).
  10. Zarbock, A., Ley, K. Mechanisms and consequences of neutrophil interaction with the endothelium. The American Journal of Pathology. 172, 1-7 (2008).
  11. Muller, W. A. Mechanisms of leukocyte transendothelial migration. Annu. Rev. Pathol. 6, 323-344 (2011).
  12. Brinkmann, V., et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 303, 1532-1535 (2004).
  13. Kumar, V., Sharma, A. Neutrophils: Cinderella of innate immune system. International Immunopharmacology. 10, 1325-1334 (2010).
  14. McDonald, B., et al. Intravascular danger signals guide neutrophils to sites of sterile inflammation. Science. 330, 362-366 (2010).
  15. Nathan, C. Neutrophils and immunity: challenges and opportunities. Nat. Rev. Immunol. 6, 173-182 (2006).
  16. Soehnlein, O., Lindbom, L., Weber, C. Mechanisms underlying neutrophil-mediated monocyte recruitment. Blood. 114, 4613-4623 (2009).
  17. Wilhelmsen, K., Mesa, K. R., Prakash, A., Xu, F., Hellman, J. Activation of endothelial TLR2 by bacterial lipoprotein upregulates proteins specific for the neutrophil response. Innate Immun. 18, 602-616 (2012).
  18. Haugland, R. P., Johnson, I. D., Basey, A. . The Handbook: A Guide to Fluorescent Probes and Labelling Technologies. , (2005).
  19. Shin, H. S., et al. Bacterial lipoprotein TLR2 agonists broadly modulate endothelial function and coagulation pathways in vitro and in vivo. J. Immunol. 186, 1119-1130 (2011).
  20. Wilhelmsen, K., Mesa, K. R., Lucero, J., Xu, F., Hellman, J. ERK5 protein promotes, whereas MEK1 protein differentially regulates, the Toll-like receptor 2 protein-dependent activation of human endothelial cells and monocytes. J. Biol. Chem. 287, 26478-26494 (2012).
  21. Pober, J. S., Sessa, W. C. Evolving functions of endothelial cells in inflammation. Nat. Rev. Immunol. 7, 803-815 (2007).
  22. Oh, H., Siano, B., Diamond, S. Neutrophil isolation protocol. J. Vis. Exp. (17), e745 (2008).
  23. Nuzzi, P. A., Lokuta, M. A., Huttenlocher, A. Analysis of neutrophil chemotaxis. Methods Mol. Biol. 370, 23-36 (2007).
  24. Garcia-Garcia, E., Uribe-Querol, E., Rosales, C. A simple and efficient method to detect nuclear factor activation in human neutrophils by flow cytometry. J. Vis. Exp. (74), e50410 (2013).
  25. Kuma, Y., et al. BIRB796 inhibits all p38 MAPK isoforms in vitro and in vivo. J. Biol. Chem. 280, 19472-19479 (2005).
  26. Westra, J., Kuldo, J. M., van Rijswijk, M. H., Molema, G., Limburg, P. C. Chemokine production and E-selectin expression in activated endothelial cells are inhibited by p38 MAPK (mitogen activated protein kinase) inhibitor RWJ 67657. International Immunopharmacology. 5, 1259-1269 (2005).
  27. Leeuwenberg, J. F., Jeunhomme, G. M., Buurman, W. A. Adhesion of polymorphonuclear cells to human endothelial cells. Adhesion-molecule-dependent, and Fc receptor-mediated adhesion-molecule-independent mechanisms. Clinical and Experimental Immunology. 81, 496-500 (1990).
  28. Akeson, A. L., Woods, C. W. A fluorometric assay for the quantitation of cell adherence to endothelial cells. Journal of Immunological Methods. 163, 181-185 (1993).
  29. Vaporciyan, A. A., Jones, M. L., Ward, P. A. Rapid analysis of leukocyte-endothelial adhesion. Journal of Immunological Methods. 159, 93-100 (1993).
  30. De Clerck, L. S., Bridts, C. H., Mertens, A. M., Moens, M. M., Stevens, W. J. Use of fluorescent dyes in the determination of adherence of human leucocytes to endothelial cells and the effect of fluorochromes on cellular function. Journal of Immunological Methods. 172, 115-124 (1994).
  31. Bevilacqua, M. P., Pober, J. S., Wheeler, M. E., Cotran, R. S., Gimbrone, M. A. Interleukin 1 acts on cultured human vascular endothelium to increase the adhesion of polymorphonuclear leukocytes, monocytes, and related leukocyte cell lines. The Journal of Clinical Investigation. 76, (1985).
  32. Schleimer, R. P., Rutledge, B. K. Cultured human vascular endothelial cells acquire adhesiveness for neutrophils after stimulation with interleukin 1, endotoxin, and tumor-promoting phorbol diesters. J. Immunol. 136, 649-654 (1986).
  33. Gamble, J. R., Harlan, J. M., Klebanoff, S. J., Vadas, M. A. Stimulation of the adherence of neutrophils to umbilical vein endothelium by human recombinant tumor necrosis factor. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82, 8667-8671 (1985).
  34. Braut-Boucher, F., et al. A non-isotopic, highly sensitive, fluorimetric, cell-cell adhesion microplate assay using calcein AM-labeled lymphocytes. Journal of Immunological Methods. 178, 41-51 (1995).
  35. Ait-Oufella, H., Maury, E., Lehoux, S., Guidet, B., Offenstadt, G. The endothelium: physiological functions and role in microcirculatory failure during severe sepsis. Intensive Care Medicine. 36, 1286-1298 (2010).
  36. Andonegui, G., et al. Endothelium-derived Toll-like receptor-4 is the key molecule in LPS-induced neutrophil sequestration into lungs. The Journal of Clinical Investigation. 111, 1011-1020 (2003).
  37. Sharma, J., et al. Lung endothelial cell platelet-activating factor production and inflammatory cell adherence are increased in response to cigarette smoke component exposure. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 302, L47-L55 (2012).
  38. Deban, L., Correale, C., Vetrano, S., Malesci, A., Danese, S. Multiple pathogenic roles of microvasculature in inflammatory bowel disease: a Jack of all trades. The American Journal of Pathology. 172, 1457-1466 (2008).
  39. Gross, W. L., Trabandt, A., Csernok, E. Pathogenesis of Wegener's granulomatosis. Annales de Medecine Interne. 149, 280-286 (1998).
  40. Chen, Y., et al. Evidence of inflammatory cell involvement in brain arteriovenous malformations. Neurosurgery. 62, 1340-1349 (2008).
  41. Martens, C. L., et al. Peptides which bind to E-selectin and block neutrophil adhesion. J. Biol. Chem. 270, 21129-21136 (1995).
check_url/fr/50677?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Wilhelmsen, K., Farrar, K., Hellman, J. Quantitative In vitro Assay to Measure Neutrophil Adhesion to Activated Primary Human Microvascular Endothelial Cells under Static Conditions. J. Vis. Exp. (78), e50677, doi:10.3791/50677 (2013).

View Video