精密カットライブ肺樹状細胞を可視化するために、マウスの肺スライスを
Summary
我々は、精密カット肺スライス（PCLS）を生成し、肺における種々の免疫細胞型の局在を可視化するために、それらを免疫染色するための方法を記載しています。我々のプロトコルは、種々の条件下で多くの異なる細胞型の位置と機能を可視化するために拡張することができます。
Abstract
アレルゲンおよび病原体を吸入すると、肺の免疫細胞型の様々な複数の変更を誘発します。フローサイトメトリー、免疫細胞上の細胞表面タンパク質の定量分析のための強力な技術であるが、それは、肺内のこれらの細胞の局在および移動パターンに関する情報を提供しません。同様に、走化性アッセイは、in vitroで走化性因子に応答する細胞の可能性を研究するために行うことができますが、これらのアッセイは、完全な肺の複雑な環境を再現していません。これらの前述の技術とは対照的に、肺内の個々の細胞型の位置は、容易に商業的に入手可能な、蛍光タグ付けされた抗体を用いてそれらを染色し、精密カット肺スライス（PCLS）を生成し、共焦点顕微鏡により断面を可視化することにより可視化することができます。 PCLSは生きと固定の両方の肺組織に使用することができ、スライス全体ローブの断面と同じ大きさの領域を包含することができます。我々正常樹状細胞、マクロファージ、好中球、T細胞及びB細胞の異なるタイプ、ならびにリンパ管などの構造細胞、内皮を含む肺における細胞型の多様な位置を視覚化するためにこのプロトコルを使用している、および上皮細胞。細胞が肺内に移動し、定常状態での炎症の間に相互作用どのようなライブ、三次元の肺組織における樹状細胞とT細胞との間のもののような細胞相互作用を視覚化する能力は、明らかにすることができます。そのようなフローサイトメトリーおよび定量的PCRのような他の処置と組み合わせて使用される場合したがって、PCLSは、肺のアレルギー性および炎症性疾患の基礎となる細胞事象の包括的な理解に寄与することができます。
Introduction
このようリポポリサッカライド（LPS）などの炎症誘発性刺激の吸入後、への免疫細胞の協調運動は内、および肺から、そこにあります。例えば、好中球が急速に肺実質や気道に動員されます。また、従来の樹状細胞（cDCを）として知られているいくつかのプロフェッショナル抗原提示細胞は、比較的複雑な移行パターン1,2を受けます。 cDCを、表面マーカーのCD11cのそれらの表示に部分的に基づいて、フローサイトメトリーを用いて同定することができます。 DCの異なるサブセットは、CD103とのCD11b 3の差動表面発現によって区別することができます。吸入抗原を取得すると、いくつかのcDCを、肺を出て、それらが抗原特異的T細胞4にペプチドを提示する場合、肺流入領域リンパ節（LNS）にリンパ管を通って移動します。これは、適応免疫Rの開始における重要な初期のイベントでありますesponses。理由は不明であるが、しかし、吸入抗原を獲得していないすべてのcDCを、肺を残し、そしてこれらの細胞の多くは、数ヶ月5、6のためにその器官にとどまります。単球由来のCD11c +ケモカイン受容体CCR7を欠く細胞は、地域のLN 7,8に移行することができないので、この観察は、部分的に、これらの細胞の発達祖先によって説明することができます。 cDCをの移行の可能性はまた、肺内でのそれらの解剖学的位置によって、少なくとも部分的に決定される可能性が高いようです。しかし、肺におけるcDCを、これらの異なる集団の正確な位置は、完全に特徴付けされていません。肺内、およびそれを指示する分子の免疫細胞局在の改善知識は、肺の免疫系が活性化する方法をよりよく理解するために必要とされています。
PCLSが増加していますLY肺アーキテクチャ9、10の構造的完全性を維持しながら、細胞の位置決めおよび細胞-細胞相互作用を可視化するためのex vivoアプローチとして使用。 PCLSは、マウスを含む多くの種の肺、ウシ、サル、羊、馬、そして人間11を研究するために使用されています。この技術の主な利点は、約20スライスは、それによって個々の実験に必要な動物の数を減少させる、マウス肺の単一葉から調製することができることです。事実上すべてのDC、マクロファージ、好中球、およびT細胞を含む免疫細胞の種類は、PCLS中に存在し、彼らの正常な構造を維持します。
PCLSはまた、アセチルコリン12またはメタコリン13で処理した後カルシウムシグナル伝達および気道平滑筋細胞の収縮性を研究するために使用することができます。このアプローチでは、肺の小部分のみです微視的alyzed、しかし、1つの研究では、PCLSにおける気道収縮の測定はスライスするスライスから約10％しか変動し、この変動がそのまま動物における肺機能検査14を使用して見られるものに匹敵することを報告しました。他の研究者らは、LPS 15とのインキュベーション後にサイトカイン発現および細胞表面マーカーの変化を研究するためのex vivoアプローチとしてPCLSを使用しています。 PCLSも小さいイントラ腺房動脈における低酸素性肺血管収縮のex vivoモデルにおいて使用されてきました。これらの血管は、動脈切開セグメントまたは胸膜下容器16の分析からの記録を含む他の手順を使用して到達できない肺の一部に配置されています。私たちの研究室では、主に、定常状態でのライブ肺組織中の免疫細胞の局在を可視化するためにPCLSを使用し、in vivoでの炎症性刺激を以下ました。次のように我々はこのために開発した手順があります。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここで説明するプロトコルは、もともと肺内cDCをの2つのサブセットの位置を視覚化するために開発されました。しかしながら、このプロトコルは、容易に細胞の生存率および肺の三次元構造を維持しながら、多くの異なる細胞型を研究するために適合させることができます。後者の特徴は、細胞培養システムを超える重要な利点であり、希少細胞タイプの識別を容易にします。この方法は、…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは顕微鏡で彼らの助けのためにジェフ・タッカー、エリカ・スカッピーニ、およびアグネス・ジャノシャジ感謝の重要な読書のためのマウスコロニーの彼女の管理のためのリゴン・ペロー、およびジャン・チェン、マイケル・サンダーソン組織スライサーとの助けのため、そしてマイケル・フェスラーとデレク・カイン原稿。この作品は、今度は保健社会福祉省が主催してNIEHS、NIH（ZIA ES102025-09）、学内の枝によって賄われていました。
Materials
| C57BL/6J mice | Jackson Laboratory | 000664 | |
| Prox1-TdTomato transgenic mice | Jackson Laboratory | 018128 | B6;129S-Tg(Prox1-tdTomato)12Nrud/J |
| OT-II OVA-specific TCR x Nur77-GFP transgenic mice | Jackson Laboratory | 004194, 006617 | B6.Cg-Tg(TcraTcrb)425Cbn/J x C57BL/6-Tg(Nr4a1-EGFP/cre)820Khog/J |
| Rag1 knock-out mice | Jackson Laboratory | 002216 | B6.129S7-Rag1tm1Mom/J |
| Ovalbumin, Low Endo, Purified | Worthington Biochemical Corporation | LS003059 | |
| Lipopolysaccharides from Escherichia coli | Sigma-Aldrich Co. | L2630-25MG | |
| Polyethylene tubing (Non-Sterile) 100 ft | BD Diagnostic Systems | 427421 | 0.86 mm inside diameter, 1.27 mm outside diameter |
| GeneMate Sieve GQA Low Melt Agarose | BioExpress | E-3112-125 | 2% solution dissolved in PBS at 70 °C and held at 40 °C. |
| Compresstome VF-300 | Precisionary Instruments, Inc. | VF-300 | |
| Double Edge Stainless Razor Blade | Electron Microscopy Sciences | 72000 | Disposable; 250/box. Blade should be changed for every lung. |
| Krazy Glue All Purpose Instant Gel | VWR | 500033-484 | Commonly available for $3/tube in local drugstores |
| Leibovitz's L-15 Medium, no phenol red | ThermoFisher Scientific | 21083027 | |
| Normal Rat Serum | Jackson ImmunoResearch Inc. | 012-000-120 | |
| Normal Mouse Serum | Jackson ImmunoResearch Inc. | 015-000-120 | |
| Fetal bovine serum | Hyclone | SH30071.03HI | |
| Staining Buffer | Made in House | N/A | PBS w/ 0.5% bovine serum albumin, 0.1% NaN3, pH 7.4 |
| Fc Blocker (anti-CD16/32 antibodies) | Made in House | N/A | Supernatant of cultured hybridoma cell line 2.4G2 |
| Anti-mouse CD11b eFluor 450 | eBioscience | 48-0112-80 | Anti-mouse CD11b eFluor 450 (clone: M1/70) |
| Anti-mouse CD11c Brilliant Violet 605 | BioLegend | 101237 | Brilliant Violet 605 anti-mouse CD11c (clone: M1/70) |
| Anti-mouse CD11c Phycoerythrin | eBioscience | 12-0114-82 | PE conjugated anti-mouse CD11c (clone: N418) |
| Anti-mouse CD11c Allophycocyanin | BD Phamingen | 550261 | APC-labeled anti-mouse CD11c 9clone: HL3) |
| Anti-mouse CD88 Phycoerythrin | BioLegend | 135806 | PE anti-mouse CD88 (clone: 20/70) |
| Anti-mouse CD103 Allophycocyanin | eBioscience | 17-1031-82 | Anti-mouse CD103 APC (clone: 2E7) |
| Anti-mouse CD90.2/Thy1.2 eF450 | eBioscience | 48-0902-82 | Anti-mouse CD90.2 eFluor 450 (clone: 53-2.1) |
| Anti-mouse CD172a/Sirp1a Allophycocyanin | eBioscience | 17-1721-82 | Anti-mouse CD172a APC (clone: P84) |
| Anti-mouse CD324 Brilliant Violet 421 | BD Horizon | 564188 | BV421 mouse anti-E Cadherin (clone: 5E8 also known as 5E8-G9-B4) |
| Anti-mouse CD324 Alexa Fluor 488 | eBioscience | 53-3249-82 | Anti-CD324(E-Cadherin) Alexa Flour 488 (clone: DECMA-1) |
| Anti-mouse CD324 Alexa Fluor 647 | eBioscience | 51-3249-82 | Anti-CD324(E-Cadherin) Alexa Flour 647 (clone: DECMA-1) |
| Glass Bottom Microwell Dishes 35mm petri dish, 14mm Microwell, No. 1.5 coverglass | MatTek Corperation | P35G-1.5-14-C | |
| Nunc Lab-Tek Chambered Coverglass | ThermoFisher Scientific | 155411PK | Pack of 16 |
| 15 mm Coverslip, No. 1.5 Glass Thickness | MatTek Corperation | PCS-1.5-15 | |
| Bare Platinum Wire | World Precision Instruments | PTP201 | 0.020" (0.5mm) diameter cut into ~1 cm long pieces and bent into an "L" shape |
| ProLong Gold Antifade Mountant | ThermoFisher Scientific | P36934 | Keep at 4 °C, warm to room tempterature before use. |
| Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) Basement Membrane Matrix, Phenol Red-Free, *LDEV-Free | Corning | 356231 | |
| Zeiss 880 multi-photon laser-scanning microscope | Carl Zeiss | Zen Black software version 8.1, 2012 (Zeiss) | |
| Plan-Apochromat 20x/0.8 M27 objective lends | Carl Zeiss | 420650-9901-000 |
References
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