בידוד ואפיון של נויטרופילים, נגזר Microparticles ללימודי פונקציונלי
Summary
פרוטוקולים חדשים מתוארים כאן כדי לבודד ולאפיין microparticles נגזר מן האדם ואת העכבר נויטרופילים. פרוטוקולים אלה לנצל ultracentrifugation, מיכשור וטכניקות immunoblotting לנתח תוכן microparticle, הם יכולים לשמש כדי ללמוד את התפקיד של microparticles נגזר סוגי תאים שונים של תפקוד התאים.
Abstract
אורך חייהם נויטרופילים, נגזר microparticles (נויטרופיל)-MPs) הם ליפידית, כדורית שלפוחיות זעירות בגודל הנע בין 50 – 1,000 nm בקוטר. MPs הם מתפתחים עתה, חלק חשוב של מכונות איתות ותקשורת לתא. בגלל גודלם מהות שחרורם, עד לאחרונה MP קיומו היה להתעלם. עם זאת, עם טכנולוגיה משופרת, שיטות אנליטיות תפקידם על בריאות ומחלה עכשיו מתגלה. הפרוטוקולים המובאת כאן מכוונים בידוד ואפיון נויטרופיל-MPs cytometry זרימה ו immunoblotting. יתר על כן, מקבלים מספר דוגמאות ליישום. פרוטוקולים אלה לבידוד MP הן מהר, בעלות נמוכה, אינם דורשים שימוש ערכות יקר. יתר על כן, הן מאפשרות עבור תיוג של MPs בעקבות בידוד, כמו גם תיוג מראש של תאי המקור לפני שחרור MP, באמצעות הפלורסנט ממברנה ספציפי עבור הדמיה וניתוח על ידי cytometry זרימה. שיטות אלה, אולם, יש מספר מגבלות כולל טוהר PMNs ו MPs והצורך מכשור אנליטי מתוחכם. Cytometer זרימה באיכות גבוהה יש צורך לנתח MPs ולמזער קריאות חיובי כוזב עקב רעש או אוטומטי-זריחה באופן אמין. הפרוטוקולים שתואר יכול לשמש כדי לבודד ולהגדיר להן MP, לאפיין שלהם סמנים, וריאציה בהרכב בתנאים שונים מגרה. גודל הטרוגניות אפשר לנצל את זה כדי לחקור אם התוכן של קרום חלקיקים נגד exosomes הוא שונה, בין אם הם למלא תפקידים שונים בתוך רקמת הומאוסטזיס לבסוף, ניתן לסייר הבאים בידוד ואפיון של חברי פרלמנט, תפקידם בתגובות הסלולר מודלים מחלות שונות (לרבות, נויטרופיל-הקשורים הפרעות דלקתיות, כמו במחלות מעי דלקתיות או פציעה ריאות חריפה).
Introduction
לאחרונה, “microparticles/שלפוחיות זעירות” שמקורם ציטוזול תא או קרום פלזמה הפכו עניין מדעי רב, כפי המתעוררים הנתונים מראים כי מבנים אלה, הנע בין 50-1, 000 nm בקוטר יכול לשאת מידע ביולוגי, לשמש כשיטה קאנונית של התקשורת הסלולארית. החיסון התא-derived MPs ואלה במיוחד המיוצר על ידי נויטרופילים אורך חייהם (PMNs) עניין רב נתן את תפקידה החשוב של PMNs מארח ההגנה1,2, תגובות דלקתיות3ו ריפוי פצע 4. מסקרן, עד כה, דיווחים רבים הראו פונקציות הן הפרו דלקתיים ואנטי דלקתיות של נויטרופיל-MPs5, רומז על הקשר הפוטנציאלי – מחלות-, מינים-, תפקידים ייחודיים של MPs.
פרוטוקולים שתואר בתקשורת זו מספקות שיטה חסכונית, חדשניים וישימה ללמוד את הפונקציה של MPs על בריאות ומחלה. הם חלים רבים דגם אורגניזמים, איברים והתנאים גירוי. הם מאפשרים הזיהוי של מספר סוגים של חברי פרלמנט, יכול לשמש בעתיד לטפל הפונקציות שלהם הפרו דלקתיים ואנטי דלקתיות. לדוגמה, תיאר כך ניתן לחקור את הפונקציה של נויטרופיל-MPs הפצע אפיתל הריפוי במבחנה ו vivo בתוך. פרוטוקול הציג עבור בידוד של העכבר הנגזרות מח עצם PMNs הותאמה עם כמה שיפורים שיטה שתואר לעיל6.
יתר על כן, פרוטוקולים המתוארים במחקר זה מאפשרים זיהוי ואפיון של סמנים ספציפיים ניתן למצוא באתר נויטרופיל-MPs על ידי שתי שיטות משלימות: ווסטרן כתם, לזרום cytometry. אנו מוצאים כי immunoblotting של MPs באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים5 הוא קל ואמין, עם זאת, ההתקדמות רגישות של מכשירים cytometry זרימה, שיפור יחס הרעש-כדי-אות כעת לאפשר לצורך ניתוח נוסף של MPs בשיטה זו. הפרוטוקולים המתוארים במחקר זה לשלב את ההתקדמות והמלצות של מאמרי מחקר מקורי, כולל שינויים מהירות צנטריפוגה וזמן, התוספת של מדגם הקפאה/אחסון וסינון תנאים7 , 8וכיצד להפחית את “רעשי הרקע”, לשפר את מגבלת זיהוי של נויטרופיל-MPs, ולהבחין בין גדלים שונים של MPs.
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקולים עבור בידוד ואפיון של נויטרופיל-derived MPs מתוארים תקשורת זו. מספר נקודות קריטיות מפתח חייב להילקח בחשבון להצלחת ההליך. ראשית, PMNs בטח טרי? כן, להשתמש בניסויים בתוך שעתיים של בידוד כדי למנוע הפעלת ספונטנית ו degranulation. כל הטיפול PMNs במהלך בידוד, עד לנקודה של גירוי חייב להתבצע על קרח כדי למ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנחנו אסירי תודה על הסיוע הטכני של ד ר Suchitra חסוי שמנהל את ליבת נורת’ווסטרן פיינברג הספר של רפואה Flow Cytometry מימון סופק על ידי DK101675 (NIH).
Materials
| DMEM | Corning | 10-041-CV | |
| Fetal Bovine Serum (Heat inactivated) | Atlanta Biologics | S11150 | |
| Penicillin/Streptomycin (10,000 units penicillin / 10,000 mg/ml strep) | GIBCO | 15140 | |
| 0.5 M EDTA | Fisher | BP2482 | |
| Sodium chloride | Sigma | S9888 | Sterile and filtered through a 0.1 micron filter unit |
| Sterile filtered Histopaque 1077 | Sigma | 10771 | |
| Sterile filtered Histopaque 1119 | Sigma | 11191 | Density 1.119 g/ml. Solution of polysucrose and sodium diatrizoate. Bring to room temperature |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) without Calcium and Magnesium | Cellgro | 210-40-CV | |
| Ethyl Alcohol (200 proof) | Decon labs | 2701 | |
| HBBS | Corning | 21-022-CV | |
| Trypan Blue Solution, 0.4% | Sigma | T8154 SIGMA | Diluted 1:2 for cell viability counting |
| Isoflurane | Abbot | 50033 | |
| Anti-human CD11b-APC conjugated | Biolegend | 301350 | Clone ICRD44 (Final concetration: 1 µg/mL) |
| BODIPY FL | Invitrogen | B10250 | N-(2-aminoethyl) maleimide |
| Annexin V Binding Buffer | Biolegend | 422201 | |
| Calibration Beads for Flow Cytometry | BioCytex | 7803 | |
| FITC Annexin V | Biolegend | 640906 | |
| Polymorphprep | Axis-Shield PoC AS | Sodium diatrizoate/Dextran 500, density 1.113 g/ml | |
| C57BL/6 mice | Jackson Labs | ||
| 15 ml centrifuge tubes | Corning | 430053 | |
| 50 ml centrifuge tubes | BD Falcon | 352070 | |
| 25 ml serological pipettes | Celltreat | 229225B | |
| 10 ml serological pipettes | Celltreat | 229210B | |
| 5 ml serological pipettes | Celltreat | 229205B | |
| Pasteur pipettes | BD Falcon | 357575 | |
| 25 G x 5/8 in. Needles (precision glide needles) | BD | 305122 | |
| 100 µm cell strainers | Celltreat | 229485 | |
| Vacutainer tubes | BD | 367251 | |
| Equipment | |||
| LSR Fortessa Special Order Research Product (SORP) | BD | (SORP) | |
| Swinging bucket centrifuge | ThermoFisher Scientific | 75007210 | |
| Ultracentrifuge | Beckman | (L8-80 M) | |
| Micro-centrifuge | ThermoFisher Scientific | VV-17703-15 (Fresco 17) | |
| Swinging bucket centrifuge | ThermoFisher Scientific | 75004503 (Megafuge 40R) | |
| Biopsy forceps, 28 cm | Storz | 27071zj | |
| Software | |||
| Image J | National Institute of Health | Open source |
References
- Hickey, M. J., Kubes, P. Intravascular immunity: the host-pathogen encounter in blood vessels. Nat Rev Immunol. 9 (5), 364-375 (2009).
- Nathan, C. Neutrophils and immunity: challenges and opportunities. Nat Rev Immunol. 6 (3), 173-182 (2006).
- Kolaczkowska, E., Kubes, P. Neutrophil recruitment and function in health and inflammation. Nat Rev Immunol. 13 (3), 159-175 (2013).
- Butin-Israeli, V., et al. Deposition of microparticles by neutrophils onto inflamed epithelium: a new mechanism to disrupt epithelial intercellular adhesions and promote transepithelial migration. FASEB J. , (2016).
- Gasser, O., Schifferli, J. A. Activated polymorphonuclear neutrophils disseminate anti-inflammatory microparticles by ectocytosis. Blood. 104 (8), 2543-2548 (2004).
- Swamydas, M., Lionakis, M. S. Isolation, purification and labeling of mouse bone marrow neutrophils for functional studies and adoptive transfer experiments. J Vis Exp. (77), e50586 (2013).
- Shet, A. S. Characterizing blood microparticles: technical aspects and challenges. Vasc Health Risk Manag. 4 (4), 769-774 (2008).
- Dey-Hazra, E., et al. Detection of circulating microparticles by flow cytometry: influence of centrifugation, filtration of buffer, and freezing. Vasc Health Risk Manag. 6, 1125-1133 (2010).
- Slater, T. W., et al. Neutrophil Microparticles Deliver Active Myeloperoxidase to Injured Mucosa To Inhibit Epithelial Wound Healing. J Immunol. 198 (7), 2886-2897 (2017).
- Enjeti, A. K., Lincz, L., Seldon, M. Bio-maleimide as a generic stain for detection and quantitation of microparticles. Int J Lab Hematol. 30 (3), 196-199 (2008).
- Headland, S. E., et al. Neutrophil-derived microvesicles enter cartilage and protect the joint in inflammatory arthritis. Sci Transl Med. 7 (315), (2015).
- Andersson, T., Dahlgren, C., Lew, P. D., Stendahl, O. Cell surface expression of fMet-Leu-Phe receptors on human neutrophils. Correlation to changes in the cytosolic free Ca2+ level and action of phorbol myristate acetate. J Clin Invest. 79 (4), 1226-1233 (1987).
