حصاد الانتقائي للMarginating-الرئوية الكريات البيضاء
Summary
Marginating-pulmonary leukocytes exhibit unique characteristics and distinct immunological functions compared to other leukocyte populations. Here we describe selective harvesting of this subpopulation of pulmonary leukocytes, by forced perfusion of the lungs in rats and mice. Marginating-pulmonary leukocytes seem critical in determining susceptibility to blood-borne and lung-related diseases.
Abstract
Marginating-pulmonary (MP) leukocytes are leukocytes that adhere to the inner endothelium of the lung capillaries. MP-leukocytes were shown to exhibit unique composition and characteristics compared to leukocytes of other immune compartments. Evidence suggests higher cytotoxicity of natural killer cells, and a distinct pro- and anti-inflammatory profile of the MP-leukocyte population compared to circulating or splenic immunocytes. The method presented herein enables selective harvesting of MP-leukocytes by forced perfusion of the lungs in either mice or rats. In contrast to other methods used to extract lung-leukocytes, such as tissue grinding and biological degradation, this method exclusively yields leukocytes from the lung capillaries, uncontaminated with parenchymal, interstitial, and broncho-alveolar cells. In addition, the perfusion technique better preserves the integrity and the physiological milieu of MP-leukocytes, without inducing physiological responses due to tissue processing. This unique MP leukocyte population is strategically located to identify and react towards abnormal circulating cells, as all circulating malignant cells and infected cells are detained while passing through the lung capillaries, physically interacting with endothelial cells and resident leukocytes,. Thus, selective harvesting of MP-leukocytes and their study under various conditions may advance our understanding of their biological and clinical significance, specifically with respect to controlling circulating aberrant cells and lung-related diseases.
Introduction
الكريات البيض في الانضمام إلى الشعيرات الدموية في الرئتين (أي marginating الرئوي (MP) الكريات البيض) عرضت 1 لعرض تكوين الكريات البيض متميزة وفريدة من نوعها النشاط بالمقارنة مع الكريات البيض من المقصورات المناعية الأخرى (على سبيل المثال، تداول والطحال ونخاع العظام) 2- 4. على سبيل المثال، معرض MP-الكريات البيضاء أعلى القاتلة الطبيعية (NK) الخلايا السمية الخلوية ضد الخلايا السرطانية المختلفة، بالمقارنة مع تعميم والطحال الخلايا القاتلة الطبيعية، وكذلك مستويات متباينة الرنا المرسال (مرنا)، وزيادة إفراز السيتوكينات المؤيدة والمضادة للالتهابات. ويختلف تكوين خلايا أيضا من الكريات البيض المتداولة كما MP-الكريات البيض لديهم نسبة أعلى من الفطرية مناعة / التكيف مقارنة تعميم الكريات البيض (50٪ مقابل 30٪ على التوالي). الهدف من الطريقة المعروضة هنا هو تمكين الحصاد الانتقائي للMP-الكريات البيض، من أجل دراسة هذه المقصورة المناعة هامة وفريدة (السكان الخلية)، وelucidate تأثير مختلف التلاعب (على سبيل المثال، تنشيط جهاز المناعة) على هذه الخلايا المحددة.
لفهم أهمية هذه الفئة من السكان فريدة من نوعها، من المهم أن نلاحظ أن نظام المناعة يمكن التحكم تعميم الخلايا السرطانية، micrometastases، والمرض المتبقية من خلال وظائف في الجسم الحي من مناعة خلوية (CMI). هذه القدرة هو واضح على الرغم من فشل سابقة من الجهاز المناعي للسيطرة على الورم الرئيسي، وبدعم من وافرة في دليل المجراة في مرضى السرطان والنماذج الحيوانية 5. الأهم من ذلك، هذه النتائج غالبا ما تكون متناسقة مع في المختبر، وبحكم الدراسات المجراة، التي تفيد أن معظم الخلايا السرطانية ذاتي مقاومة لسمية الخلايا من خلال تعميم الكريات البيض في عينات الدم من البشر والحيوانات (التي تقاس فحوصات السمية الخلوية) 6،7. ويمكن أن يعزى هذا التفاوت إلى وجود في الجسم الحي من السكان الكريات البيض متميزة، مثل السالفةالمذكور السكان الكريات البيض النائب، وعلى وجه التحديد في من السكان من الخلايا القاتلة الطبيعية تنشيط 3. في الواقع، عرضت خلايا الورم مسانج (MADB106)، التي وجدت لتكون مقاومة للتعميم والكريات البيض الطحال، إلى أن هي lysed الخلايا MP-NK 3،8. وبالتالي، يتم التحكم في "المقاومة NK 'يزعم خلايا MADB106 أن metastasize إلى الرئتين من fischer344 (F344) الفئران بخلايا MP-NK، ولكن ليس من خلال تعميم أو الخلايا القاتلة الطبيعية الطحال، والتي عادة دراستها نظرا سهولة وصولها.
النقاء ونشطة MP-الكريات البيض لا يمكن الوصول إليها من خلال أساليب الحصاد القياسية من الكريات البيض من الرئتين، والتي تقوم على طحن أنسجة الرئة أو التدهور البيولوجي 9. نهجنا واثنين من المزايا الرئيسية مقارنة بالنهج معالجة الأنسجة. أولا، النهج نضح يحصد انتقائي MP-الكريات البيض، التي تفصلها عن غيرها من الخلايا التي تنشأ من متني الرئة، بيني، وcompar النزلة السنخtments. ثانيا، تقنية نضح أفضل تحافظ على سلامة وبيئة الفسيولوجية MP-الكريات البيض، على عكس الطحن والمعالجة البيولوجية النهج التي تتلف الخلايا، يغير التشكل، وتحفز إنتاج وإطلاق العوامل المختلفة التي تعدل النشاط المناعي، وعلى وجه التحديد قمع NK السمسة 10.
الرئتين هي جهاز هدفا رئيسيا لورم خبيث من السرطان والأمراض المعدية المختلفة. كل الخلايا الخبيثة المنتشرة والخلايا المصابة تمر من خلال الشعيرات الدموية في الرئة، حيث أنها تحتاج إلى تشوه والتفاعل مع الخلايا البطانية الشعرية والكريات البيض المقيم. في ظل هذه الظروف، والخلايا المنتشرة يمكن أن تستهدف بسهولة عن طريق MP-الكريات البيض المقيم. وهكذا يبدو من المفيد من الناحية البيولوجية أن يكون الكريات البيض تفعيلها في هذا الحيز المناعة، وأنه من المهم دراسة هذه فريدة من نوعها MP-السكان في إعدادات البيولوجية، التجريبية، وسريرية مختلفة. ومن الجدير بالذكر أن سيتفعيل stemic المناعي عن طريق مختلف، استجابة معدلات البيولوجية (على سبيل المثال، حمض polyinosinic-polycytidylic (بولي الأول: C) أو oligodeoxynucleotides نوع C الدليل السياسي الشامل (الدليل السياسي الشامل-C ODN)) وقد ثبت أن تفعيل MP-الكريات البيض أكثر من تعميم الكريات البيضاء 3، 8،11.
Protocol
Representative Results
Discussion
الطريقة المعروضة هنا تمكن حصاد انتقائي وتدرس من السكان فريدة من MP-الكريات البيض. مقارنة تعميم أو الكريات البيضاء الطحال، ويتميز سكان النائب كتبها متميزه وتكوينها من القطعان الكريات البيض، ومستويات أعلى تفعيل، وإطلاق سراح أعلى من مختلف السيتوكينات، ومستويات مرنا أ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم المؤلفين وهذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة / NCI منحة # R01CA172138 (لSBE).
Materials
| Autoclud Peristaltic pump | |||
| Butterfly needle | OMG | 26G | |
| Butterfly needle | OMG | 21G*3/4" | |
| Syringe | Pic solution | 1 ml | |
| Syringe | Pic solution | 2.5 ml | |
| Syringe | Pic solution | 5 ml | |
| Syringe | Pic solution | 10 ml | |
| Syringe | Pic solution | 25 ml | |
| Blunted-edged forceps | |||
| Scissors | |||
| hemostat | |||
| Tissue forceps | |||
| Heparin sodium porcine mucosa (perservative free) | Sigma Aldrich |
References
- Kuebler, W. M., Goetz, A. E. The marginated pool. Eur Surg Res. 34, 92-100 (2002).
- Benish, M., et al. The marginating-pulmonary immune compartment in mice exhibits increased NK cytotoxicity and unique cellular characteristics. Immunol Res. 58, 28-39 (2014).
- Melamed, R., et al. The marginating-pulmonary immune compartment in rats: characteristics of continuous inflammation and activated NK cells. J Immunother. 33, 16-29 (2010).
- Shakhar, G., et al. Amelioration of operation-induced suppression of marginating pulmonary NK activity using poly IC: a potential approach to reduce postoperative metastasis. Ann Surg Oncol. 14, 841-852 (2007).
- Smyth, M. J., Godfrey, D. I., Trapani, J. A. A fresh look at tumor immunosurveillance and immunotherapy. Nat Immunol. 2, 293-299 (2001).
- Talmadge, J. E., Meyers, K. M., Prieur, D. J., Starkey, J. R. Role of NK cells in tumour growth and metastasis in beige mice. Nature. 284, 622-624 (1980).
- Grimm, E. A., Mazumder, A., Zhang, H. Z., Rosenberg, S. A. Lymphokine-activated killer cell phenomenon. Lysis of natural killer-resistant fresh solid tumor cells by interleukin 2-activated autologous human peripheral blood lymphocytes. J Exp Med. 155, 1823-1841 (1982).
- Melamed, R., et al. Marginating pulmonary-NK activity and resistance to experimental tumor metastasis: suppression by surgery and the prophylactic use of a beta-adrenergic antagonist and a prostaglandin synthesis inhibitor. Brain Behav Immun. 19, 114-126 (2005).
- O’Dea, K. P., et al. Lung-marginated monocytes modulate pulmonary microvascular injury during early endotoxemia. Am J Respir Crit Care Med. 172, 1119-1127 (2005).
- Sorski, L., Melamed, R., Ben-Eliyahu, A unique role for marginating-pulmonary and marginating-hepatic NK cells in cancer anti-metastatic surveillance and in immunotherapy. , (2014).
- Levi, B., et al. Continuous stress disrupts immunostimulatory effects of IL-12). Brain Behav Immun. 25, 727-735 (2011).
