In Vivo Photolabeling von Zellen im Darm wandernden Potential der hämatopoetischen Zellen bei Neugeborenen Mäusen zu bewerten
Summary
Das hier beschriebene Protokoll nutzt einen Photolabeling Ansatz bei Neugeborenen Mäusen gezielt Immunzellen identifizieren, die aus dem Dickdarm in extra Darm Websites auszuwandern. Diese Strategie werden Host-Microbiome Interaktionen in den ersten Lebensjahren zu untersuchen.
Abstract
Magensaftresistente bakteriengemeinschaften sind schon früh im Leben etabliert und Immunzelle Entwicklung und Funktion zu beeinflussen. Die neonatale Mikrobiota ist anfällig für zahlreiche äußere Einflüsse, einschließlich Antibiotika-Einsatz und Ernährung, die Anfälligkeit für Autoimmun-und Entzündungserkrankungen auswirkt. Erkrankungen wie entzündliche Darm-Krankheit (IBD) zeichnen sich durch einen massiven Zustrom von Immunzellen in den Darm. Immunzellen, die bedingt durch die Mikrobiota können jedoch zusätzlich aus den Darm zu beeinflussen Immunreaktionen an extra Darm Standorten auswandern. So, gibt es eine Notwendigkeit zu identifizieren und zu charakterisieren, Zellen, die mikrobielle Nachrichten aus dem Darm zu distalen Seiten tragen können. Hier beschreiben wir eine Methode, um beschriftungszellen in den Darm des Neugeborenen Mäusen in Vivo , die ihre Identifizierung an extra Darm Standorten nach der Migration ermöglicht.
Introduction
Der Säugetiere Magen-Darm-Trakt beherbergt Hunderte von Arten von Bakterien, die in einer symbiotischen Beziehung mit dem Host1vorhanden sind. Die Immunzellen vorhanden im lokalen Umfeld ein friedliches Zusammenleben mit dieser Mikroben zu erzwingen und eine schützende Barriere gegen Erreger Invasionen zu etablieren. Bi-direktionale Interaktionen zwischen den Immunzellen und die Mikrobiota sind so entscheidend für eine Kommensale Gemeinschaft zu etablieren, die bildet das Immunsystem des Wirts und setzt die Schwelle für immune Reaktivität gegenüber Krankheitserregern. Änderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung oder Dysbiose, stören die Immunsystem Homöostase und Radardetektoren Regelkreise, die Darm-Entzündungen zu immunvermittelte Erkrankungen wie Typ-1-Diabetes und IBD2,3 zurückhalten .
Die Zeit unmittelbar nach der Geburt eine einmalige Entwicklung in der intestinalen mikrobiellen Gemeinschaften beginnen, zur gleichen Zeit das Immune System zu etablieren reift4. Die postnatale Mikrobiota ist nicht stabil, mit Verschiebungen in der Zusammensetzung natürlich vorkommenden und häufig5. Die Immunzellen, die Interaktion mit der Mikrobiota befinden sich in zwei unterschiedlichen anatomischen Standorten im Darm – Lamina Propria und dem Darmepithel6. Zahlreiche Arten von Immunzellen sind im Darm, einschließlich Lymphozyten (z. B. T-Zellen, B-Zellen und angeborene Lymphzellen) sowie myeloische Zellen (die dendritischen Zellen, Monozyten und Makrophagen enthalten). Diese Zellen, auch bekannt als hämatopoetischen Zellen führen eine Vielzahl von Funktionen, die bewahren die Darmbarriere und Homöostase aufrechtzuerhalten.
Neben ihrer regulatorischen Funktionen im Darm Websites können immune Zellen der Schleimhaut auch mikrobielle Nachrichten zu den extra Darm Sites, systemische Immunität7,8,9Regeln durchführen. Dies ist ein Bereich des wachsenden Forschungsinteresses und unterstreicht die Notwendigkeit der Methoden zur Ermittlung von Immunzellen, die aus intestinalen Gewebe migrieren, um ihre Funktion zu prüfen. Das Protokoll hier berichtet nutzt eine handelsübliche Maus-Modell in dem ein Photoconvertible fluoreszierendes Protein Label Zellen genutzt wird. PhAMherausgeschnitten Mäuse express ubiquitär ein grünes fluoreszierendes Dendra2 Protein, das irreversibel auf rote Fluoreszenz bei Aktivierung durch ultraviolette (UV) Licht10umgestiegen ist. Verwenden eine Faser-Optik-Kanüle, um 405 nm Licht in den Darm des Neugeborenen Mäusen zu liefern, zeigen wir, dass die Photoconverted hämatopoetischen Zellen, die ihren Ursprung in oder Durchreise durch den Darm in der Milz gefunden werden können.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Identifizierung und Charakterisierung von Zellen, die Interaktion mit und sind beeinflusst durch die Mikrobiota im Dickdarm sind wichtig und sollten erleichtern Überblick darüber, wie Informationen aus der Schleimhaut Mikroumgebung für den Rest des Körpers weitergeleitet wird. Eine Methode zur Untersuchung im Zusammenhang mit dem Darm Zellwanderung erfordert die Isolierung des Darm-assoziierten Zellen, gefolgt von einen Adoptiv-Transfer in Empfänger Mäuse zu bestimmen, ihre Gewebe-Homing-Muster und<sup class="x…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nitya Jain wurde durch ein NIH/NIAID Career Transition Award-1K22AI116661-01 unterstützt.
Materials
| Laser | |||
| Light Emitting Diode (LED) | THORLABS | M405FP1 | CAUTION: this is a Class 3b laser. Safety goggles must be worn when using the laser. It emits a 405 nm wavelength with a current of 1400 mA. It is fiber-coupled. It accepts SMA connector. https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?partnumber=M405FP1 |
| LED driver | THORLABS | LEDD1B | Drives a constant current of 1200 mA through the laser. https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=2616 |
| Optogenetics patch cable | THORLABS | M87L01 | 1 m long cable with an SMA connector. https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=11405&pn=M87L01#11454 |
| Fiber optic cannula | Doric lenses | MFC_480/500-0.5_5mm_ZF1.25_C45 | 5 mm long cannula with an outer diameter of 500 µm and an inner diameter of 480 µm. The NA value is 0.5. The ferrule is zirconia, 1.25 mm OD. https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=6036 |
| Power supply | THORLABS | KPS101 | Supplies 15 V with a current of 2.4 A https://www.thorlabs.com/search/thorsearch.cfm?search=KPS101 |
| LG3 laser safety goggles | THORLABS | LG3 | Orange lenses with 47% visible light transmission https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=762&pn=LG3#2523 |
| Red light | Electron Microscopy Sciences | 74327-10 | 15 W lamp https://us.vwr.com/store/product/12360027/paterson-safelight-electron-microscopy-sciences |
| Intestinal cell isolation | |||
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 07-893-1389 | CAUTION: inhalation of this anesthetic may cause dizziness, drowsiness, or even unconsciousness. This anesthetic should be used in a Class II hood. https://www.pattersonvet.com/Supplies/ProductFamilyDetails/PIF_762328?carouselPageNumber=3 |
| 1X HBSS | Gibco | 14025076 | Ca/Mg free https://www.fishersci.com/shop/products/gibco-hbss-calcium-magnesium-no-phenol-red-4/14025076?searchHijack=true&searchTerm=14025076&searchType=RAPID&matchedCatNo=14025076 |
| Calf Serum | Hyclone AZM | 197696 | |
| EDTA | Invitrogen | 15575020 | 0.5 M concentration https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15575020?SID=srch-srp-15575020 |
| DTT | Sigma | 10197777001 | CAUTION: harmful if swallowed and causes skin irritation. 1 M concentration https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/dttro?lang=en®ion=US |
| HEPES | Gibco | 15630080 | 1 M concentration https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/15630080?SID=srch-hj-15630080 |
| Petri dish | Corning | 353004 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-easy-grip-tissue-culture-dishes-2/08772f?searchHijack=true&searchTerm=08772F&searchType=RAPID&matchedCatNo=08772F |
| 70 micron cell strainer | Falcon | 352350 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/087712 |
| Micro magnetic stir bar | Fisherbrand | 1451364 | Rinse in 70% ethanol after each use. Rinse several times in distilled water prior to each use. The bar is 8 mm long with an octagonal shape. https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-octagonal-magnetic-stir-bars-12/1451364#?keyword=1451364 |
| Magnetic stir plate | Corning Laboratory Stirrers | 440826 | https://www.coleparmer.com/i/corning-440826-nine-position-stirrer-120-vac-60-hz/8430420?PubID=UX&persist=true&ip=no&gclid=CjwKCAiAqbvTBRAPEiwANEkyCLPLrWABXmOUI0QE53NLV0Owxlcs2V1K6rWbRPOwlcVVDq000FBiQxoCqQAQAvD_BwE |
| Collagenase | Roche | 5401020001 | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/05401020001?lang=en®ion=US&gclid=CjwKCAiAjuPRBRBxEiwAeQ2QPhE44qlvxjmo1PYu3zCas3w-_d6P9gKjXW82-c1EOm6NjPHCc5WuixoC_0IQAvD_BwE |
| DNase I | Sigma | 10104159001 | https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/roche/10104159001?lang=en®ion=US |
| 1X PBS | Gibco | 20012-027 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/20012027?SID=srch-hj-20012-027 |
| Pipet aid | Thermo Scientific | 14387165 | https://www.fishersci.com/shop/products/s1-pipette-fillers/14387165#?keyword=14387165 |
| 10 mL serological pipet | Falcon | 357530 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-serological-pipets-bulk-pack-5/p-163659 |
| 25 mL serological pipet | Falcon | 357515 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-serological-pipets-bulk-pack-5/p-163659 |
| 15 mL conical centrifuge tube | Thermo Scientific | 339651 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/339650 |
| 50 mL conical centrifuge tube | Thermo Scientific | 339653 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/339650 |
| Single cell suspension | |||
| Eppendorf tubes | Seal-Rite | 1615-5500 | Holds 1.5 mL. https://www.usascientific.com/Seal-Rite-1.5-ml-tube.aspx |
| Tissue homogenizer | Kimble | K7495400000 | Requires 2 AA batteries. https://www.fishersci.com/shop/products/kontes-pellet-pestle-cordless-motor-cordless-motor/k7495400000 |
| Homogenizer tips | Kimble | 7495210590 | Plastic, 0.5 mL tips https://www.fishersci.com/shop/products/kimble-chase-kontes-pellet-pestle-14/k7495210590#?keyword=7495210590 |
| ACK lysing buffer | Gibco | A10492-01 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A1049201?SID=srch-hj-A10492-01 |
| 40 micron cell strainer | Falcon | 08-771-1 | https://www.fishersci.com/shop/products/falcon-cell-strainers-4/087711 |
| Antibodies | |||
| BV786 anti-mouse CD45 | BD | 564225 | Clone 3O-F11 https://www.bdbiosciences.com/us/reagents/research/antibodies-buffers/immunology-reagents/anti-mouse-antibodies/cell-surface-antigens/bv786-rat-anti-mouse-cd45-30-f11/p/564225 |
| Live/Dead | Invitrogen | L34962 | https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/L34962 |
| Other | |||
| Razor blades | VWR | 55411-050 | Use for decapitation. https://us.vwr.com/store/product/4548306/vwr-razor-blades |
References
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