培養された膀胱上皮を越えるヒト好中球の移行の定量的評価
Summary
私たちは、尿路病原性大腸菌で膀胱の感染中の急性の炎症反応の重要な要素を模倣したin vitroモデルを開発しました。 transuroepithelial好中球遊走アッセイは、細菌感染や化学誘引物質に反応して、透過性の支持体上で培養、膀胱上皮間でヒト好中球の遊走の定量的評価が可能になります。
Abstract
炎症部位への周囲からの免疫細胞の動員は、任意の粘膜表面での自然免疫応答において重要なステップです。膀胱の感染の間に、多形核白血球（PMN、好中球）は、血流から移動した膀胱上皮を横断する。好中球応答がない場合に感染を解決しないと、膀胱防御にPMNの重要性を示している。膀胱上皮、尿路病原性大腸菌 （UPEC）、尿路感染症（UTI）の大部分の原因物質の定着を促進するために、部分的に定義された様々な機構を使用して急性炎症反応を弱める。さらに、ホストおよび細菌病原体の間の相互作用を調べるために、我々はUPECに対する自然免疫応答のこの態様のインビトロモデルを開発した。 transuroepithelial好中球遊走アッセイでは、Boydenチャンバーのバリエーション、培養された膀胱epithelial細胞は透過性支持体の下側に密集するまで成長させる。 PMNは、ヒト静脈血から単離され、膀胱上皮細胞層の側底側に適用される。細菌感染または化学誘引物質の分子に反応して、生理的に適切な基底外側への頂端方向を表すPMNの移行は、血球計数器を使用して列挙されている。このモデルは、UPECおよび真核細胞間の相互作用を調査するために、ならびにPMNによる膀胱上皮のトラバーサルのための分子の要件を調べるために使用することができる。 transuroepithelial好中球遊走モデルは、膀胱内のUPECへの初期炎症反応の我々の理解を促進します。
Introduction
全身の細胞の動きは、多くの場合、長い距離を越え、成長と発展、創傷治癒、および免疫応答に必要です。細胞移動は複雑であり、シグナル伝達カスケードおよび細胞骨格成分の再配置を含む多くの異なるプロセスの調整を必要とする。細胞は（ケモキネシス）だけでなく、定義された化学勾配（走化性）に向かってランダムに移動することができます。多くの技術は、 インビトロで細胞遊走を研究するために開発されてきた。最も古く、最も一般的な手法、Boydenチャンバーは、化学誘引物質は下部チャンバー内に配置され、目的の細胞を上部チャンバー1内に配置された垂直2チャンバシステムで構成されています。二つのチャンバーを分離する規定サイズの孔を有する通気フィルターを横切る細胞の移動は、監視される。さらなる技術は、Zigmond室2及びダンチャンバを含む、細胞移動を研究するために開発されている3。これらの集合的なアプローチは、多くの異なる細胞型の移動に重要な洞察が得られている。
ケモキネシスおよび走化性の基本原理に問い合わせることに加えて、二チャンバーアッセイは、細胞外マトリックス成分との両方の内皮細胞および上皮細胞層を介して細胞移動の調査を促進した。他の技術上の2つのチャンバシステムの利点は、多孔質膜は、例えば、コラーゲンまたはフィブリノーゲンのようなタンパク質でコーティングすることができる、および細胞外マトリックス状の障壁を横切る細胞移動を評価することができることである。さらに、培養細胞株を増殖させ、透過性の支持体上で区別することができる。内皮障壁を横切る細胞の移動を調べるために、培養内皮細胞を播種し、透過性支持体の上部リザーバ中で増殖させる。例えば、免疫細胞などの運動性細胞は、エン全体の下池に上部貯水池と移行に追加されます生理学的な頂端から側底方向にdothelial障壁が観察される。このモデルは、血流からの免疫細胞の血管外遊出を理解する上で非常に貴重であった。移行を経内皮とは対照的に、上皮バリアを横切る細胞の移動は、典型的には、側底側から頂端方向に発生する。 インビトロでこれらのイベントをモデル化するために、研究者らは、透過性支持体の下側に培養上皮細胞を播種し、成長する。運動性の細胞は側底から頂端方向を表す、上皮バリアを横切る上側リザーバおよび遊走に追加され、監視される。経上皮の移行のようなモデルが大幅に粘膜表面での炎症反応、特に肺のものと、4,5腸の我々の理解に貢献した。
対照的に、尿路の上皮を介して免疫細胞の輸送はそれほど注目されている。私たちのunderstandiを促進するために膀胱上皮バリア6渡って動き、（好中球、PMN）NG尿路病原性大腸菌 （UPEC）による感染時の尿路内の自然免疫応答のため、我々は多形核白血球の調査を可能にするin vitroアッセイ、transuroepithelial好中球遊走アッセイを開発-8。経上皮遊走の他の二チャンバーモデルと同様に、培養されたヒト膀胱上皮細胞は、透過性支持体の下側に増殖させ、コンフルエント上皮層を形成している。静脈血から単離されたヒト好中球は、上皮層の側底側に適用され、生理学的に関連する側底から頂端方向に上皮を横切る遊走は、E.の異なる株による感染に応答して定量化される大腸菌や化学誘引分子の存在。多くの研究は、追加の細胞型の非存在下での好中球の移動、ケモキネシスおよび走化性の両方に焦点を当てていた。それは考慮感染の間、膀胱上皮細胞と免疫細胞との間の複雑な相互作用を要するようtransuroepithelial好中球遊走アッセイは有利である。この扱いやすいin vitroモデルは、尿路上皮表面における免疫応答の詳細な調査を許可する可能性を秘めている。
Protocol
Representative Results
Discussion
培養された膀胱上皮細胞株および新たに単離されたヒトPMNを使用して、我々はtransuroepithelial好中球遊走のインビトロモデルを確立した。このモデルは、尿路感染症（UTI）の間に自然免疫応答、通常UPEC 9に起因する非常に一般的な細菌感染症の複雑さを分析し始めに尽力されています。膀胱、または膀胱炎の感染の間に、膀胱内腔へのPMNの補充は、細菌のクリアランス10?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、衛生研究所（NIH）の国立研究所によってサポートされていましたR01-DK080752およびP50-DK064540を付与します。私たちは、このアッセイを確立する彼女の努力のためにJ·ロフマンに感謝します。
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Transwell Inserts (i.e. permeable supports) | Corning | 3472 | 6.5 mm, 3 μm pore, polyester membrane insert |
| BD Vacutainer Blood Collection Tubes | Becton, Dickinson and Company (BD) | 366480 | 16 mm x 100 mm x 10 ml green cap tubes containing sodium heparin |
| BD Safety-Lok Blood Collection and Infusion Set | Becton, Dickinson and Company (BD) | 367281 | 21 G x 0.75 in needle x 12 in tubing |
| BD Vacutainer one-use, nonstackable holder | Becton, Dickinson and Company (BD) | 364815 | |
| Dextran | Sigma-Aldrich | D4876 | From Leuconostoc mesenteroides |
| Ficoll-Paque PLUS density centrifugation solution | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
| Ultra-Low Attachment Plates | Corning | 3473 | 24-well, clear flat bottom |
| N-Formyl-Met-Leu-Phe (fMLF) | Sigma-Aldrich | F3506 | Reconstituted in DMSO to 10 mM |
| Recombinant Human CXCL8/IL-8 | R&D Systems | 208-IL | Reconstituted in PBS to 100 μg/ml |
References
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