Neste artigo, nós fornecemos que um protocolo detalhado para a expressão de proteínas da fusão fluorescente em murino medula óssea derivada de macrófagos e células dendríticas. O método é baseado na transdução da medula óssea progenitores com construções retrovirais seguidas por diferenciação em macrófagos e dendríticas células em vitro.
Macrófagos e células dendríticas são células cruciais que formam a primeira linha de defesa contra patógenos. Eles também desempenham papéis importantes no início de uma resposta imune adaptável. Trabalho experimental com estas células é bastante desafiador. Sua abundância em órgãos e tecidos é relativamente baixa. Como resultado, eles não podem ser isolados em grandes números. Eles também são difíceis de transfect com construções de cDNA. No modelo murino, estes problemas podem ser parcialmente superados por diferenciação em vitro de progenitores da medula óssea na presença de macrófagos de M-CSF ou GM-CSF para células dendríticas. Desta forma, é possível obter grandes quantidades dessas células de poucos animais. Além disso, os progenitores da medula óssea podem ser transfectadas com vetores retrovirais carregando do cDNA construções durante as fases iniciais de cultivo antes da sua diferenciação em células dendríticas derivada de medula óssea e macrófagos. Assim, a transdução retroviral seguida de diferenciação em vitro pode ser usada para expressar várias construções de cDNA nestas células. A habilidade de expressar proteínas ectópica substancialmente amplia a gama de experiências que podem ser executadas nessas células, incluindo a imagem de célula viva de proteínas fluorescentes, purificações em tandem para interactome análises, análises de estrutura-função, monitoramento de funções celulares com biosensores e muitos outros. Neste artigo, descrevemos um protocolo detalhado para retroviral transdução de murino medula óssea derivada de células dendríticas e macrófagos com vetores que codifica para proteínas fluorescente-etiquetadas. O exemplo de duas proteínas do adaptador, OPAL1 e PSTPIP2, vamos demonstrar sua aplicação prática em citometria de fluxo e microscopia. Também discutimos as vantagens e as limitações desta abordagem.
Células mieloides representam uma parte indispensável dos nossos mecanismos de defesa contra patógenos. Eles são capazes de eliminar rapidamente os micróbios, bem como células morrendo. Além disso, também estão envolvidos na regulação da reparação e desenvolvimento do tecido e na manutenção da homeostase1,2,3. Todas as células mieloides diferenciarem dos progenitores mieloides comuns na medula óssea. Sua diferenciação em vários subconjuntos funcionalmente e morfologicamente distintos é em grande medida controlada por citocinas e suas várias combinações de4. Os subconjuntos de células mieloides mais intensivamente estudadas incluem neutrofílico granulócitos, macrófagos e células dendríticas. Defeitos em qualquer dessas populações levam a consequências potencialmente fatais e causa graves disfunções do sistema imunológico em humanos e ratos1,2,3,5, 6.
Ao contrário de neutrofílico granulócitos, macrófagos e células dendríticas são células residentes do tecido e sua abundância em órgãos imunes é relativamente baixa. Como resultado, o isolamento e purificação de primárias células dendríticas e macrófagos para experimentos que exigem um grande número dessas células é caro e muitas vezes impossível. Para resolver este problema, foram desenvolvidos protocolos para obter grandes quantidades de homogêneos macrófagos ou células dendríticas em vitro. Essas abordagens baseiam-se a diferenciação das células da medula murino na presença de citocinas: macrófago colônia-estimulando fator (M-CSF) por macrófagos e fator colônia-estimulando de granulócitos macrófagos (GM-CSF) ou Flt3 ligante para células dendríticas7,8,9,10,11,12. As células geradas por esse método são comumente descritas na literatura como medula óssea derivada de macrófagos (BMDMs) e medula óssea derivadas de células dendríticas (BMDCs). Eles têm propriedades fisiológicas mais em comum com o primários macrófagos ou células dendríticas do que com linhas de célula correspondente. Outra grande vantagem é a possibilidade de obter estes formam células geneticamente modificadas ratos13. Comparativo de estudos entre o selvagem-tipo pilhas e células derivadas de camundongos geneticamente modificados são muitas vezes críticas para descobrindo novas funções dos genes ou proteínas de interesse.
Análise de Localização subcellular das proteínas nas células vivas requer o acoplamento de uma etiqueta fluorescente à proteína do interesse na vivo. Isto é conseguido mais comumente expressando a construção de fusão geneticamente codificado, composta por uma proteína analisada acoplada (geralmente através de um curto vinculador) a uma proteína fluorescente (EG., verde proteína fluorescente (GFP))14,15 , 16. a expressão de proteínas fluorescente etiquetadas em células dendríticas ou macrófagos é um desafio. Estas células são geralmente difíceis de transfect por procedimentos de transfeccao padrão e as eficiências tendem a ser muito baixa. Além disso, o transfection é transitório, ele gera estresse celular e alcançou a intensidade de fluorescência pode não ser suficiente para microscopia17. A fim de obter uma fração razoável destas células, com um nível suficiente de expressão do transgene, a infecção de células progenitoras de medula óssea com retroviral vetores e sua posterior diferenciação em BMDMs ou BMDCs tornou-se um muito eficiente abordagem. Isso permitiu a análise das proteínas de origem mieloide em seu ambiente nativo de celular, em um estado estável ou durante os processos que são críticos para a resposta imune, tais como a fagocitose, formação de sinapse imunológica ou migração. Aqui, descrevemos um protocolo que permite a expressão estável de proteínas fluorescente etiquetadas um interesse de murino medula óssea derivada de macrófagos e células dendríticas.
A expressão da proteína de interesse em células-alvo é uma etapa chave em muitos tipos de estudos biológicos. Diferenciada de macrófagos e células dendríticas são difíceis de transfect por transfecção padrão e técnicas de transdução retroviral. Ignorando o transfeccao dessas células diferenciadas com retroviral transdução da medula óssea progenitores, seguido de diferenciação, quando eles já carregam a construção desejada, é um passo crítico, permitindo a expressão dos cDNAs ectópica nestes t…
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi financiado pela Checa Science Foundation (GACR) (número do projeto 16-07425S), por Charles University Grant agência (SAUNG) (número do projeto 923116) e pelo financiamento institucional do Instituto de Genética Molecular, Academia de Ciências da República Checa República (RVO 68378050).
DMEM | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | 15028 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | 10270 | For media suplementation |
KHCO3 | Lachema, Brno, Czech Republic | N/A | |
NH4Cl | Sigma-Aldrich (Merck, Kenilworth, NJ, USA) | A9434 | |
Penicillin | BB Pharma AS, Prague, Czech Republic | N/A | PENICILIN G 1,0 DRASELNÁ SOL' BIOTIKA |
Streptomycin | Sigma-Aldrich (Merck, Kenilworth, NJ, USA) | S9137 | Streptomycin sulfate salt powder |
Gentamicin | Dr. Kulich Pharma, Hradec Králové, Czech Republic | N/A | |
Polyethylenimine, linear, MW 25,000 | Polyscience, Warrington, PA, USA | 23966 | |
Polybrene | Sigma-Aldrich (Merck, Kenilworth, NJ, USA) | H9268 | |
EDTA | Sigma-Aldrich (Merck, Kenilworth, NJ, USA) | E5134 | |
PBS | Prepared in-house by media facility of IMG ASCR, Prague, Czech Republic | N/A | |
APC anti-mouse/human CD11b Antibody, clone M1/70 | BioLegend (San Diego, CA, USA) | 101212 | flow cytometry analysis |
PE anti-mouse F4/80 Antibody, clone BM8 | BioLegend (San Diego, CA, USA) | 123110 | flow cytometry analysis |
APC anti-mouse CD11c Antibody, clone N418 | BioLegend (San Diego, CA, USA) | 117310 | flow cytometry analysis |
M-CSF | PeproTech (Rocky Hill, NJ, USA) | 315-02 | |
GM-CSF | PeproTech (Rocky Hill, NJ, USA) | 315-03 | |
Hoechst 33258 | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | H1398 | flow cytometry analysis use at 1-2 µg/ml |