Murin Artrit Dokusundan Primer Sinovyal Makrofaj ve Fibroblastların İzolasyonu ve Kültürü
Summary
Bu çalışma, sinovyal makrofajları ve fibroblastları murin inflamatuar artrit dokusundan izole etmek için modifiye edilmiş bir protokol sunmaktadır.
Abstract
Romatoid artrit, eklemlerin kronik iltihaplanmasına yol açan otoimmün bir hastalıktır. Romatoid artrit patogenezinde sinovyal makrofajlar ve sinovyal fibroblastlar merkezi rol oynarlar. İnflamatuar artritte patolojik progresyon ve remisyonun altında yatan mekanizmaları ortaya çıkarmak için her iki hücre popülasyonunun fonksiyonlarını anlamak önemlidir. Genel olarak in vitro deneysel koşullar, mümkün olduğunca in vivo ortamı taklit etmelidir. Primer doku kaynaklı hücreler, artritte sinovyal fibroblastları karakterize eden deneylerde kullanılmıştır. Buna karşılık, inflamatuar artritte makrofajların biyolojik fonksiyonlarını araştıran deneylerde, hücre hatları, kemik iliği kaynaklı makrofajlar ve kan monosit kaynaklı makrofajlar kullanılmıştır. Bununla birlikte, bu tür makrofajların aslında dokuda yerleşik makrofajların işlevlerini yansıtıp yansıtmadığı belirsizdir. Yerleşik makrofajlar elde etmek için, önceki protokoller, inflamatuar artrit fare modelinde sinovyal dokudan hem primer makrofajları hem de fibroblastları izole etmek ve genişletmek için değiştirildi. Bu primer sinovyal hücreler, inflamatuar artritin in vitro analizi için yararlı olabilir.
Introduction
Romatoid artrit (RA), sinovyumun hiperplazisi ile karakterize, eklem yıkımına yol açan otoimmün bir hastalıktır 1,2. Dokuda yerleşik makrofajlar ve fibroblastlar, eklem homeostazını korumak için sağlıklı sinovyumda bulunur. RA hastalarında, sinovyal fibroblastlar (SF’ler) çoğalır ve monositler de dahil olmak üzere bağışıklık hücreleri, inflamasyonla ilişkili süreçlerolan sinovyum ve eklem sıvısına sızar 1,3,4. Yerleşik makrofajları ve periferik kan monosit kaynaklı makrofajları içeren sinovyal makrofajlar (SM’ler) ve SF’ler anormal bir şekilde aktive olurlar ve RA patogenezinde önemli rollere sahiptirler. Son çalışmalar, SM’ler ve SF’ler arasındaki hücre-hücre etkileşimlerinin RA5,6’nın hem alevlenmesine hem de remisyonuna katkıda bulunduğunu göstermiştir.
RA patogenezini anlamak için, K/BxN serum transfer artriti, kollajen kaynaklı artrit ve kollajen antikoru kaynaklı artrit dahil olmak üzere çeşitli kemirgen inflamatuar artrit modelleri kullanılmıştır. Artritte moleküler fonksiyonları açıklığa kavuşturmak için genellikle hücre bazlı tahliller gereklidir. Bu nedenle, hayvan artrit modellerinden birincil hücreler izole edilmiştir. SF’leri murin artrit dokusundan izole etme yöntemi iyi bilinmektedir ve bu hücreler artrit patogenezinde moleküler mekanizmaların aydınlatılmasına katkıda bulunmuştur 7,8. Öte yandan, kemik iliği kaynaklı makrofajlar, kan monosit kaynaklı makrofajlar ve makrofaj hücre hatları, artrit çalışmaları için sıklıkla makrofaj kaynakları olarak kullanılmıştır 9,10. Makrofajlar mikroçevreleri ile ilişkili işlevler kazanabildiklerinden, genel makrofaj kaynakları artrit dokusuna özgü yanıtlardan yoksun olabilir. Ayrıca murin sinovyum artrit modellerinde bile çok küçük bir doku olduğu için sıralama ile yeterli sinovyal hücre elde etmek zordur. İn vitro çalışmalarda sinovyal makrofajların kullanılmaması artrit çalışmalarında bir sınırlama olmuştur. Sinovyal makrofajları izole etmek ve genişletmek için bir protokolün oluşturulması, RA’daki patolojik mekanizmaların aydınlatılması için bir avantaj olacaktır.
SF’leri izole etmek için önceki yöntemde, SM’ler atıldı7. Bunun yanı sıra, yerleşik makrofajları bazı organlardan izole etmek ve genişletmek için bir yöntem bildirilmiştir11. Bu nedenle, mevcut protokoller kombinasyon halinde değiştirildi. Değişiklik, hem SM’lerin hem de SF’lerin birincil kültürünü yüksek saflıkta elde etmeyi amaçlamaktadır. Bu yöntemin genel amacı, hem SM’leri hem de SF’leri murin artrit dokusundan izole etmek ve genişletmektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada geliştirilen bu yöntem, hem SF’leri murin artritinden hem de yerleşik makrofajları bir dizi organdan izole etmek için önceki teknikleri geliştirir 7,11. Modifiye yöntem, hem makrofajları hem de fibroblastları enflamatuar sinovyumdan yüksek saflıkta izole edebilir ve basit ve tekrarlanabilir. Yöntem, hücre sıralayıcı gibi karmaşık aletler gerektirmediğinden, herkes bunu gerçekleştirebilir. Ek olarak, mevcut teknik, antikorlarla tedavi …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, Tıbbi Araştırma Destek Bölümü, İleri Araştırma Destek Merkezi (ADRES) personeline ve Ehime Üniversitesi Proteo-Bilim Merkezi (PROS) Bütünleştirici Patofizyoloji Bölümü üyelerine teknik yardımları ve yardımcı destekleri için teşekkür eder. Bu çalışma kısmen Japonya Bilimi Teşvik Derneği (JSPS) KAKENHI hibeleri JP17K17929, JP19K16015, JP21K05974 (NS’ye) ve JP23689066, JP15H04961, JP15K15552, JP17K19728, JP19H03786 (YI’ye); Osaka İnatçı Hastalıklar Tıbbi Araştırma Vakfı, Nakatomi Vakfı, Japon Kemik ve Mineral Araştırmaları Derneği (JSBMR) Yükselen Yıldızlar Hibesi, Sumitomo Vakfı, SENSHIN Tıbbi Araştırma Vakfı, Mochida Memorial Vakfı (NS’ye); ve Takeda Bilim Vakfı Tıbbi Araştırma hibesi, UCB Japonya (UCBJ) proje hibesi ve JSBMR Frontier Scientist hibesi 2019 (YI’ye).
Materials
| 5.0 g/L Trypsin/5.3 mmol/L EDTA solution | nacalai tesque | 35556-44 | Diluted with HBSS |
| Antibiotic–antimycotic (anti/anti) | Gibco | 15240-062 | |
| Butterfly needle | TERUMO | SV-23DLK | 23G |
| Cell strainer | Falcon | 352340 | 40 µm pore, Nylon |
| Cellmatrix Type I-C | Nitta gelatin | 637-00773 | Type I-C collagen |
| Centriguge tube 15 | TPP | 91014 | 15 mL tube |
| Centriguge tube 50 | TPP | 91050 | 50 mL tube |
| Collagenase from C. Histolyticum | Sigma | C5138 | Type IV collagenase |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium GlutaMax (DMEM) | Gibco | 10569-010 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | SIGAM | 173012 | Heat inactivation was performed |
| Hanks' balanced salt solution (HBSS) | Wako | 085-09355 | |
| Scissors | Bio Research Center | PRI28-1525A | |
| Tissue culture dish 40 | TPP | 93040 | For cell culture |
| Tissue culture dish 60 | TPP | 92006 | For cell culture |
| Tweezers | KFI | 1-9749-31 | Fine-point |
| Tweezers | Bio Research Center | PRI28-1522 | Serrated tip |
| ZEISS Stemi 305 | ZEISS | STEMI305-EDU | Stereomicroscope |
Referências
- Smolen, J. S., Aletaha, D., McInnes, I. B. Rheumatoid arthritis. Lancet. 388 (10055), 2023-2038 (2016).
- McInnes, I. B., Schett, G. The pathogenesis of rheumatoid arthritis. The New England Journal of Medicine. 365 (23), 2205-2219 (2011).
- Kurowska-Stolarska, M., Alivernini, S. Synovial tissue macrophages: friend or foe. RMD Open. 3 (2), (2017).
- Hannemann, N., Apparailly, F., Courties, G. Synovial macrophages: from ordinary eaters to extraordinary multitaskers. Trends in Immunology. 42 (5), 368-371 (2021).
- Alivernini, S., et al. Distinct synovial tissue macrophage subsets regulate inflammation and remission in rheumatoid arthritis. Nature Medicine. 26 (8), 1295-1306 (2020).
- Saeki, N., Imai, Y. Reprogramming of synovial macrophage metabolism by synovial fibroblasts under inflammatory conditions. Cell Communication and Signaling. 18 (1), 188 (2020).
- Armaka, M., Gkretsi, V., Kontoyiannis, D., Kollias, G. A standardized protocol for the isolation and culture of normal and arthritogenic murine synovial fibroblasts. Protocol Exchange. , (2009).
- Saeki, N., et al. Epigenetic regulator UHRF1 orchestrates proinflammatory gene expression in rheumatoid arthritis in a suppressive manner. The Journal of Clinical Investigation. 132 (11), (2022).
- Midwood, K., et al. Tenascin-C is an endogenous activator of Toll-like receptor 4 that is essential for maintaining inflammation in arthritic joint disease. Nature Medicine. 15 (7), 774-780 (2009).
- You, D. G., et al. Metabolically engineered stem cell-derived exosomes to regulate macrophage heterogeneity in rheumatoid arthritis. Science Advances. 7 (23), 0083 (2021).
- Ogawa, K., Tsurutani, M., Hashimoto, A., Soeda, M. Simple propagation method for resident macrophages by co-culture and subculture, and their isolation from various organs. BMC Immunology. 20 (1), 34 (2019).
- Andrä, I., et al. An evaluation of T-cell functionality after flow cytometry sorting revealed p38 MAPK activation. Cytometry Part A. 97 (2), 171-183 (2020).
- Ryan, K., Rose, R. E., Jones, D. R., Lopez, P. A. Sheath fluid impacts the depletion of cellular metabolites in cells afflicted by sorting induced cellular stress (SICS). Cytometry Part A. 99 (9), 921-929 (2021).
- Llorente, I., García-Castañeda, N., Valero, C., González-Álvaro, I., Castañeda, S. Osteoporosis in rheumatoid arthritis: dangerous liaisons. Frontiers in Medicine. 7, 601618 (2020).
- Croft, A. P., et al. Distinct fibroblast subsets drive inflammation and damage in arthritis. Nature. 570 (7760), 246-251 (2019).
- Wei, K., et al. Notch signalling drives synovial fibroblast identity and arthritis pathology. Nature. 582 (7811), 259-264 (2020).
