Summary

Generierung von lymphatische Mikropartikel und Nachweis ihrer pro-apoptotische Wirkung auf die Epithelzellen der Atemwege

Published: February 20, 2015
doi:

Summary

Zellmembran-Schuppen-Mikropartikel (MP) aktiv biologischen Vesikel, die isoliert werden können und deren pathophysiologische Effekte in verschiedenen Modellen untersucht. Hier beschreiben wir ein Verfahren zum Erzeugen MPs von T-Lymphozyten (LMPs) abgeleitet und zur Demonstration ihrer proapoptotischen Effekt auf Epithelzellen der Luftwege.

Abstract

Das Interesse an der biologischen Rolle von Zellmembranen abgeleiteten Vesikeln in Zell-Zell-Kommunikation in den letzten Jahren erhöht. Mikroteilchen (MPs) sind eine solche Art der Bläschen, deren Durchmesser von 0,1 um bis 1 um und typischerweise von der Plasmamembran von eukaryotischen Zellen, die Aktivierung oder die Apoptose zu vergießen. Hier beschreiben wir die Erzeugung von T-Lymphozyten abgeleiteten Mikroteilchen (LMPs) von apoptotischen CEM T-Zellen mit Actinomycin D. LMPs werden durch einen mehrstufigen Differenz Zentrifugationsverfahren isoliert und mittels Durchflusszytometrie stimuliert. Dieses Protokoll stellt auch eine in situ Zelltod Nachweismethode für den Nachweis der proapoptotischen Wirkung LMPs auf bronchialen Epithelzellen aus Maus primären Atem bronchiale Gewebeexplantaten abgeleitet. Hierin beschriebene Verfahren eine reproduzierbare Verfahren zur Isolierung reichliche Mengen von LMPs apoptotische Lymphozyten in vitro. LMPs abgeleitetin dieser Weise verwendet werden, um die Eigenschaften der verschiedenen Krankheitsmodellen zu bewerten und für pharmakologische und toxikologische Prüfung. Da das Atemwegsepithel bietet eine Schutz physische und funktionelle Barriere zwischen der äußeren Umgebung und der darunter liegenden Gewebe, stellt die Verwendung von Bronchialgewebe Explantate nicht immortalisierte Epithelzellen Linien ein effektives Modell für Untersuchungen Atemwegstrakt Gewebe erfordern.

Introduction

Microparticles (MPs) are biologically active submicron membrane vesicles released following cell activation or apoptosis. MPs are derived from both healthy and damaged cells and are implicated in many physiological and pathological processes.1 MPs have been detected not only in human plasma, but also in inflammatory and apoptotic tissue. The biological utility of cell membrane–derived MPs has been demonstrated in various settings, including cell signalling models and as pharmacological tools.2,3 We previously demonstrated that LMPs derived from T lymphocytes following actinomycin D stimulation (to induce apoptosis) suppress angiogenesis and inhibit endothelial cell survival and proliferation.4,5 The antiangiogenic effects of LMPs may vary significantly depending on the stimuli used to activate T lymphocytes in vitro.6

The airway epithelium functions as a protective physical and functional barrier. Increased numbers of T lymphocytes in the airway can contribute to cell damage and airway inflammation.7 We have shown that LMPs induce apoptosis of human bronchial epithelial cells,8 which indicated LMPs may change barrier function of bronchial epithelium in vivo. Apoptotic cells can be identified using the TUNEL method, which detects in situ DNA fragmentation.

The overall goal of this protocol is to illustrate the in vitro production of LMPs from a T lymphocyte cell line, and to demonstrate their proapoptotic effect on airway epithelial cells. In situ cell death detection demonstrated that LMPs strongly induce airway bronchial epithelial cell death, suggesting that LMPs-mediated injury to the airway epithelium may impact barrier function of the damaged epithelium.

Protocol

HINWEIS: Männliche C57BL / 6-Mäuse (5-7 Wochen alt) werden von Charles River Laboratories International, Inc. (St-Constant, Quebec, Kanada.) Und nach Protokollen von der CHU Sainte-Justine Animal Care Committee genehmigt manipuliert. Maus Bronchialgewebe Explantate eine gute Quelle von Primär bronchialen Epithelzellen zur Untersuchung der proapoptotischen Wirkung von LMPs auf Epithelzellen. Dieses Protokoll beschreibt die synthetische Entwicklung LMPs sowie ein Verfahren zum Nachweis apoptotischer Epithelzel…

Representative Results

LMPs wurden mit Annexin V-Färbung 10 durch fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) Analyse und gated mit 1 & mgr; m-Perlen, in dem 97% der Abgeordneten (≤1 um) waren Annexin-V-positiven Cy5 gekennzeichnet (Abbildung 1A und 1B). Typischerweise wurden etwa 2,5 mg LMPs nach diesem Protokoll erhalten. Bronchialgewebe Explantaten aus C57BL / 6-Mäuse wurden zum Träger und LMPs Behandlung unterworfen. Histopathologische Analyse Bronchialsegmente zeigte die Wirkung von LMPs auf die struk…

Discussion

Abgeordnete sind aktive Vermittler der interzellulären Übersprechen und deren Studie ist in vielen Bereichen der Wissenschaft verspricht. 11 Diese Studie präsentiert ein detailliertes Protokoll für die in-vitro-Groß Generation LMPs von einem apoptotischen T-Zelllinie abgeleitet. Diese Abgeordneten zum Ausdruck bringen ein großes Repertoire an Lymphozyten-Molekülen und sind biologisch in der Regulation von Zell- und Gewebe Homöostase beteiligt ist. Jedoch kann LMPs aus verschiedenen Quellen ab…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vision-Health Research Network – Diese Arbeit wird durch Zuschüsse aus dem kanadischen Institutes of Health Research (178.918), Fonds de recherche en santé du Québec unterstützt.

Materials

LMPs production and characterization
CEM T cells  ATCC  CCL-119
X-VIVO 15 medium  Cambrex, Walkersville 04-744Q
Flask T75 Sarstedt 83.1813.502
Flask T175 Sarstedt 83.1812.502
Actinomycin D  Sigma Chemical Co. A9415-2mg
PBS Lifetechnologies 14190-144
0.22µm filter Sarstedt 83.1826.001
Annexin-VCy5 BD Pharmagen  559933
FACS flow solution BD Bio-sciences 342003
Fluorescent microbeads (1 um) Molecular Probes  T8880
Polysterene counting beads (7 um) Bangs laboratories PS06N/6994
Polypropylene FACS tubes Falcon 352058
1 ml pipet Fisher 13-678-11B
5 ml pipet Falcon 357543
25 ml pipet Ultident DL-357551
1,5 ml conical polypropylene micro tube Sarstedt 72.690
15 ml conical polypropylene tube Sarstedt 62.554.205
50 ml conical polypropylene tube Sarstedt 62.547.205
50 ml high speed polypropylene copolymer tube Nalgene 3119-0050
250 ml high speed polypropylene bottle Beckman 356011
Protein assay (Bradford assay) Bio-Rad Laboratories 500-0006
Protein assay standard II Bio-Rad Laboratories 500-0007
Test tube 16×100 VWR 47729-576
Test tube 12×75 Ultident 170-14100005B
Cell incubator  Mandel Heracell 150
Low speed centrifuge IEC Centra8R
High speed centrifuge Beckman Avanti J8
High speed rotor for 250ml bottle Beckman JLA16.250
High speed rotor for 50ml tube Beckman JA30.50
Fow cytometry  BD Bio-sciences FACS Calibur
Spectrophotometer Beckman Series 600
Bronchial tissue explants and sections 
C57BL/6 mice (5-7 weeks old)   Charles River Laboratories, Inc. 
Mouse Airway PrimaCell™ System: CHI Scientific, Inc. 2-82001
 Rib-Back Carbon Steel Scalpel Blades Becton Dickinson AcuteCare 371310 #10
Scalpel Handle Fine Science Tools Inc.  10003-12 #7
phase-contrast inverted microscope Olympus Optical CO., LTD.    CK2
high O2 gas mixture  VitalAire Canada Inc.
modular incubator chamber Billups-Rothenberg Inc. MIC-101
MaxQ 4000 incubated orbital shaker Barnstead Lab-Line,  SHKA4000-7
12-well tissue culture plate Becton Dickinson and Company 353043
Plastic tissue culture dishes (100 mm) Sarstedt, Inc. 83.1802
Surgical scissors Fine Science Tools Inc.  14060-09 Straight, sharp, 9cm longth
Half-curved Graefe forceps Fine Science Tools Inc.  11052-10
humidified CO2 incubator Mandel Scientific Company Inc.  SVH-51023421
 Histopathological examination 
formalin formaldehyde Sigma-Aldrich, Inc.  HT5011
paraffin Fisher scientific  International, Inc. T555
ethyl alcohol Merck KGaA, Darmstadt EX0278-1
 glutaraldehyde  Sigma-Aldrich, Inc.  G6403
Cacodylate Sigma-Aldrich, Inc.  31533
microscope slides VWR Scientific Inc.  48300-025 25x75mm
Xylene Fisher scientific  International, Inc. X5-4
Mayer's hematoxylin Sigma-Aldrich, Inc.  MHS16 Funnel with filter paper  
HCl  Fisher scientific  International, Inc.   A144s-500
eosin  Sigma-Aldrich, Inc.  HT110116 Funnel with filter paper  
Permount™ Mounting Medium Thermo Fisher Scientific Inc.  SP15-100
glass coverslip surgipath medical industries, Inc. 84503 24×24 #1 
TUNEL detection kit In Situ Cell Death Detection, POD 11 684 817 910
oven Despatch Industries Inc. LEB-1-20
rotary Microtome Leica Microsystems Inc. RM2145
filter paper Whatman International Ltd. 1003150 #3
Microscope Nikon Imaging Japan Inc. E800
staining dish complete Wheaton Industries, Inc. 900200 including dish, rack, cover
1.5 ml eppendorf tube Sarstedt Inc.  72.69 39x10mm
Orbital and Reciprocating Water Bath ExpotechUSA ORS200
phosphate buffered saline   GIBCO 14190-144
fume hood Nicram RD Service 3707E

References

  1. Tushuizen, M. E., Diamant, M., Sturk, A., Nieuwland, R. Cell-derived microparticles in the pathogenesis of cardiovascular disease: friend or foe. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 31 (1), 4-9 (2011).
  2. Martinez, M. C., Tual-Chalot, S., Leonetti, D., Andriantsitohaina, R. Microparticles: targets and tools in cardiovascular disease. Trends Pharmacol Sci. 32 (11), 659-665 (2011).
  3. Benameur, T., Andriantsitohaina, R., Martinez, M. C. Therapeutic potential of plasma membrane-derived microparticles. Pharmacol Rep. 61 (1), 49-57 (2009).
  4. Yang, C., et al. Lymphocytic microparticles inhibit angiogenesis by stimulating oxidative stress and negatively regulating VEGF-induced pathways. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 294 (2), 467-476 (2008).
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Yang, C., Xiong, W., Qiu, Q., Tahiri, H., Gagnon, C., Liu, G., Hardy, P. Generation of Lymphocytic Microparticles and Detection of their Proapoptotic Effect on Airway Epithelial Cells. J. Vis. Exp. (96), e52651, doi:10.3791/52651 (2015).

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