Summary

Isolierung und Analyse von Brain-sequestered Leukozyten aus<em> Plasmodium berghei</em> ANKA-infizierte Mäuse

Published: January 02, 2013
doi:

Summary

Verfahren zur Isolierung von adhärenten entzündliche Leukozyten aus dem Gehirn Blutgefäße<em> Plasmodium berghei</em> ANKA-infizierten Mäusen beschrieben. Das Verfahren ermöglicht die Quantifizierung sowie phänotypischen Charakterisierung von isolierten Leukozyten nach Färbung mit fluoreszierenden Antikörpern und anschließende Analyse durch Durchflusszytometrie.

Abstract

Wir beschreiben ein Verfahren zur Isolierung und Charakterisierung von adhärenten Entzündungszellen aus Gehirn Blutgefäße von P. berghei ANKA-infizierten Mäusen. Infektion von empfänglichen Maus-Stämme mit diesen Parasiten Dehnung ergibt sich bei der Induktion von experimenteller zerebrale Malaria, eine neurologische Syndrom daß rekapituliert bestimmte wichtige Aspekte des Plasmodium falciparum-vermittelte schwerer Malaria beim Menschen 1,2. Reifen Formen von Blut-stufigen Malaria exprimieren parasitäre Proteine ​​auf der Oberfläche der infizierten Erythrozyten, wodurch sie an vaskulären Endothelzellen binden können. Dieser Prozess induziert Hindernisse in den Blutfluss, was zu Sauerstoffmangel und Blutungen 3 und stimuliert auch die Rekrutierung von Entzündungszellen Leukozyten an den Ort der Parasit Sequestrierung.

Im Gegensatz zu anderen Infektionen, also Viren neutrotopic 4-6, beide Malaria-Parasiten befallenen Erythrozyten (PRBC) sowie zugehörigen InflammAtory Leukozyten bleiben abgesondert innerhalb von Blutgefäßen als Infiltration des Hirnparenchym. So eine Kontamination des einsamen Leukozyten mit nicht-entzündlichen zirkulierenden Zellen, umfangreiche intrakardiale Perfusion von infizierten-Mäuse vor Organentnahme und Gewebe Verarbeitung zu vermeiden wird in diesem Verfahren erforderlich, um die Blut-Kompartiment zu entfernen. Nach Perfusion, werden geerntet und seziert Gehirne in kleine Stücke. Das Tissue-Struktur wird weiter durch enzymatische Behandlung mit Kollagenase D und DNAse I gestört Die resultierende Hirnhomogenisat wird dann auf einem Percoll-Gradienten, die Trennung von brain-sequestered Leukozyten (BSL) von Myelin und andere Gewebedebris ermöglicht zentrifugiert. Isolierte Zellen werden dann gewaschen, gezählt unter Verwendung eines Hämozytometers und gefärbt mit fluoreszierenden Antikörpern für die anschließende Analyse durch Durchflusszytometrie.

Dieses Verfahren ermöglicht eine umfassende phänotypische Charakterisierung von entzündlichen Leukozyten Migration auf das Gehirn in retion auf verschiedene Stimuli, einschließlich Schlaganfall sowie viralen oder parasitären Infektionen. Das Verfahren stellt auch ein nützliches Werkzeug für die Beurteilung von neuartigen anti-inflammatorische Therapien in präklinischen Tiermodellen.

Protocol

Ein. Infektion von Mäusen mit P. berghei-ANKA Defrost ein Aliquot von kryokonservierten P. berghei ANKA PRBC. Restrain eine zerebrale Malaria-resistente BALB / c Donor-Maus (8-12 Wochen alt) mit dem two-handed Zurückhaltung Technik. Inject Maus mit 100-200 ul PRBC mit einer 1 ml Insulinspritze (28G Nadel). Routinemäßig werden 1-2 Spender-Mäusen injiziert. Am Tag 4-5 nach der Infektion (pi) zu entfernen Donor-Maus aus dem Käfig und legen Sie sie auf einer Workstation…

Representative Results

Die Ergebnisse in Abb.. 2 zeigen Prozentsätze und absolute Zahl der verschiedenen BSL Populationen aus Gehirnen von perfundierten oder unperfused Malaria-infizierten und naiven Kontrollmäusen erholt. Isolated BSL wurden mit PE-anti-NK1.1 und APC-anti-TCR-β-Antikörper gefärbt, wie im Protokoll Text angezeigt. Übereinstimmend mit früheren Resultaten 7-9, bestehend αβTCR + T-Zellen einen hohen Anteil an der BSL Pool in Gehirnen von perfundierten Malaria-infizierte Mäuse (6 Tage pi). Diese Po…

Discussion

Die Isolierung und Analyse der BSL ist eine Methode, Charakterisierung und Quantifizierung von Entzündungszellen die Migration auf das Gehirn als Reaktion auf Gewebeverletzung oder Infektion in experimentellen Mausmodellen können. Die Einführung eines intrakardialen Perfusion Schritt zur Entfernung des Organs Blutabteil vor Extraktion und anschließende Zellisolation ist nützlich, um eine Kontamination von entzündlichen Zellen mit nicht-entzündliche zirkulierenden Leukozyten zu verhindern. Dies könnte nicht eine …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren bedanken sich bei Frau Liana Mackiewicz für die technische Unterstützung bedanken. Diese Arbeit wurde ermöglicht durch Victorian State Government Operational Support der Infrastruktur und der australischen Regierung National Health and Medical Research Council IRIISS und Project Grant 1031212.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Solutions and buffers
Giemsa’s azur eosin methylene blue solution Merck Millipore 1.09204.0500 1:10 dilution in distilled water
RPMI medium Mouse tonicity
Mouse tonicity PBS 20 mM Sodium Phosphate, 0.149 NaCl, pH 7.3
0.4%Trypan Blue Sigma Aldrich T-8154 1:2 dilution
Collagenase D Worthington Biochemical
Deoxyribonuclease (DNAse) I Sigma Aldrich D4263-5VL From bovine pancreas
Percoll GE Healthcare 17-0891-01 30% solution in PBS
Ultrapure Tris Invitrogen 15505-020
Ammonium Chloride (NH4Cl) AnalaR 10017
Red Cell Lysis Buffer 17 mM Tris,14 nM NH4Cl, pH 7.2
FCS Gibco 1009
EDTA disodium salt Merck 10093.5V 0.1M, pH 7.2
Antibodies and conjugates
Anti-mouse CD16/CD32 (Fc Block), clone 2.4G2 BD Pharmingen 553142 1 μl in 50 μl staining buffer (0.5 mg/50 ml)
FITC-anti-mouse CD4, clone H129.19 BD Pharmingen 553651
PE-anti-mouse NK1.1, clone PK136 BD Pharmingen 553165
PerCPCy5.5-anti-mouse CD8, clone 53-6-7 BD Pharmingen 551162
APC-anti-mouse TCR-β, clone H57-597 BD Pharmingen 553174
PE-anti-mouse CXCR3, clone 220803 R&D Systems FAB1685P
Biotinylated-anti-mouse CCR5, clone C34-3448 BD Pharmingen 559922
Steptavidin-PerCP-Cy5.5 BD Pharmingen 551419
Equipment and material
SuperFrost microscope slide Lomb Menzel-Gläser
Dissection forceps, scissors REDA Instrumente
500 ml PBS reservoir Nalgene
Rubber tubing
23G needle BD PrecisionGlide 302008
Cell dissociation kit containing metal sieve Sigma Aldrich CD-1
70 μm nylon cell strainer BD Falcon 352350
Hemocytometer GmbH Neubauer 717810
Flow cytometry tubes BD Falcon 352008

References

  1. Brian de Souza, J., Riley, E. M. Cerebral malaria: the contribution of studies in animal models to our understanding of immunopathogenesis. Microbes and Infection. 4, 291-300 (2002).
  2. Schofield, L., Grau, G. E. Immunological processes in malaria pathogenesis. Nature. 5, 722-735 (2005).
  3. Miller, L. H., Baruch, D. I., Marsh, K., Doumbo, O. K. The pathogenic basis of malaria. Nature. 415, 673-679 (2002).
  4. Howe, C. L., Lafrance-Corey, R. G., Sundsbak, R. S., Lafrance, S. J. Inflammatory monocytes damage the hippocampus during acute picornavirus infection of the brain. Journal of neuroinflammation. 9, 50 (2012).
  5. LaFrance-Corey, R. G., Howe, C. L. Isolation of Brain-infiltrating Leukocytes. J. Vis. Exp. (52), e2747 (2011).
  6. Lim, S. M., Koraka, P., Osterhaus, A. D., Martina, B. E. West Nile virus: immunity and pathogenesis. Viruses. 3, 811-828 (2011).
  7. Belnoue, E., et al. On the pathogenic role of brain-sequestered alphabeta CD8+ T cells in experimental cerebral malaria. Journal of Immunology. 169, 6369-6375 (2002).
  8. Campanella, G. S., et al. Chemokine receptor CXCR3 and its ligands CXCL9 and CXCL10 are required for the development of murine cerebral malaria. Proceedings of the National Academy of Science U S A. 105, 4814-4819 (2008).
  9. Hansen, D. S., Bernard, N. J., Nie, C. Q., Schofield, L. NK cells stimulate recruitment of CXCR3+ T cells to the brain during Plasmodium berghei-mediated cerebral malaria. Journal of Immunology. 178, 5779-5788 (2007).
  10. Amante, F. H., et al. A role for natural regulatory T cells in the pathogenesis of experimental cerebral malaria. The American journal of pathology. 171, 548-559 (2007).
  11. Nie, C. Q., et al. IP-10-mediated T cell homing promotes cerebral inflammation over splenic immunity to malaria infection. PLoS pathogens. 5, e1000369 (2009).
  12. Franke-Fayard, B., et al. Murine malaria parasite sequestration: CD36 is the major receptor, but cerebral pathology is unlinked to sequestration. Proceedings of the National Academy of Science U S A. 102, 11468-11473 (2005).
  13. Nitcheu, J., et al. Perforin-dependent brain-infiltrating cytotoxic CD8+ T lymphocytes mediate experimental cerebral malaria pathogenesis. Journal of Immunololgy. 170, 2221-2228 (2003).
  14. Lundie, R. J., et al. Blood-stage Plasmodium infection induces CD8+ T lymphocytes to parasite-expressed antigens, largely regulated by CD8alpha+ dendritic cells. Proceeding of the National Academy of Science U S A. 105, 14509-14514 (2008).

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Ryg-Cornejo, V., Ioannidis, L. J., Hansen, D. S. Isolation and Analysis of Brain-sequestered Leukocytes from Plasmodium berghei ANKA-infected Mice. J. Vis. Exp. (71), e50112, doi:10.3791/50112 (2013).

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