ライブセル蛍光顕微鏡を用いた細菌毒素誘導される応答の可視化

Summary

組換え体からコレステロール結合毒素ストレプトリジンOの精製方法<em> E大腸菌の</em真核細胞を生きるためにバインド毒素の>と可視化が記載されている。毒素の局所送達は、毒素の生物学の新たな側面を明らかに標的細胞における迅速かつ複雑な変化を誘導する。

Abstract

細菌毒素は、細胞内容物と外部環境からの物質の流入の漏洩を可能に孔を形成し、膜中のコレステロールと結合する。セルは、アクティブ膜修復プロセスを必要とするこの侮辱から回復、または他の毒素曝露や細胞タイプ¹の量に応じて、死ぬことができます。さらに、これらの毒素は、炎症性サイトカインの配列^2を産生^するマクロファージなどの免疫細胞の活性化を介して感染したホスト内の強い炎症反応を誘導する。多くのグラム陽性菌は、主に特徴づけられていないメカニズムを介してそれらの病原性に寄与することが示されているコレステロール結合毒素を産生する。

これらの毒素に曝露した細胞の形質膜における形態学的変化は本質的な細胞防御を示唆し、細胞外空間に流すことができ、コレステロールに富んだ表面突起、に彼らの隔離を含む機構^3,4。このプロセスは、代謝活性の不在下で、すべてのセルで発生し、化学的固定^4の後にEMを使用して可視化することができる。そのような毒素曝露に応答して炎症を媒介マクロファージなどの免疫細胞は、誘導される膜小胞はIL-1ファミリーのサイトカインを含むことが示唆されており、毒素を流し、これらの炎症性サイトカイン^5,6,7を広めるための両方の責任があるかもしれません。両方とも⁸カスパーゼ1依存プロセスであるとして、IL-1β放出および細胞死の特定の種類の間にリンクと呼ばれるpyroptosisが、示唆されている。膜小胞の毒素結合、脱粒、サイトカイン放出、および潜在的に細胞死を含むこのマクロファージ応答の複雑さを整理するために、我々には、毒素 – 細胞間の相互作用のリアルタイム可視化を可能にラベリング手法や蛍光顕微鏡法を開発した機能不全と死の測定（ 図1）。使用ライブセルイメージングの他の技術の制限のために必要です。フローサイトメトリーは、個々の細胞の高分解能、リアルタイム可視化を提供していないながら、生化学的アプローチは、個々の細胞で発生する効果を解決することはできません。ここで説明する方法は、細胞内の複雑な表現型の変化を伴うその他の刺激によって誘導される応答の動態解析に適用することができます。

Protocol

1。ストレプトリジンO（SLO）の精製 0.5LのLBブロスにプラスミドpBADgIII SLOhis-9を含むBL21 GOLDの細胞を20mlの一晩培養物を接種し、500μlの50 mg / mlのアンピシリンを追加します。 37℃で225rpmで振とう培養し、OD 600 = 0.6になるまでには、通常1.5時間を〜。 10,000 5分xgで1 mlの細菌（T 0と見なされます）遠心し、140μlの1×SDSサンプルバッファー/ 1 ODでペレットを溶解し、タ?…

Representative Results

典型的には10 7〜10 8 U / mlのSLOは4 mg / mlのタンパク質濃度を求めることができる。細胞溶解に必要な毒素の量は、細胞の種類によって異なりますが、通常125から500 U / mlのSLO（ 図2B）です。他人（特にT細胞株）は、より敏感であるけれどもマクロファージ様細胞型（4000 U / ml）を、より耐性があることができます。これらの感応度は市販のSLOに対応しています。毒素活性は?…

Discussion

技術は細菌毒素に対する免疫細胞の反応の検査を可能にする、ここで説明。最も重要なステップは、毒素の取り扱いと投薬です。毒素活性はさらにそのもろさのために、同じ製剤の異なるアリコートの間、非常に可変にすることができます。これは、いずれかの基準セルラインや赤血球に対する毒素の各アリコートをテストする、または毒素のグラデーションを使用する必要が生じて。毒素?…

Materials

Name of the reagent	Company	Catalogue number	Comments (optional)
Ni-NTA agarose	Qiagen	30210
polymixin-agarose	Sigma	P1411-5ML
Zeba Desalt Spin col	Fisher	PI-89891
sheep RBCs	Fisher	50-415-688
pBADgIII-SLO	N/A	N/A	see ref9
Cy5 monoreactive dye	GE Healthcare	PA25001
Fura2-AM	Life Technologies	F1221
Calcein AM/ Ethidium homodimer	Life Technologies	L3224
Anti-CD11c-APC	BD Biosciences	550261
collagen-coated glass-bottom dish	Mattek	P35GCol-1.5-10-C
femto-tip II	Fisher	E5242957000
Microloader	Fisher	E5242956003
dextran Alexa 555	Life Technologies	D34679
Injectman NI 2	Eppendorf	920000029
FemtoJet	Eppendorf	5247 000.013
			Table 1. List and source of specific reagents and equipment needed. Specific equipment and reagents used in this protocol, along with company and catalogue number are listed.
			Buffer Composition Step Used Lyse/Wash 50 mM NaH2PO4 300 mM NaCl 10 mM imidazole, pH 8.0 1.4 Tris/salt 50 mM Tris, pH 8.0 300 mM NaCl 1.7 Elution buffer 50 mM Tris, pH 8.0 300 mM NaCl 250 mM imidazole 1.8 RBC Assay buffer 0.3% BSA 2 mM CaCl2 10 mM HEPES, pH 7.4 2.1 buffer R/B RPMI cell culture medium 2 mM CaCl2 0.5% BSA 3.1
			Table 2. List of buffers used in this protocol. The buffers used, their composition and the first step at which they are used in the protocol are listed.