ניתוח תזרים Cytometric של תא הטבעי Killer ממס פעילות דם מלא אנוש
Summary
This work describes an advanced workflow for the accurate and fast determination of NK (Natural Killer) cell count and NK cell cytotoxicity in human blood samples.
Abstract
cytotoxicity תא NK הוא מדד בשימוש נרחב כדי לקבוע את ההשפעה של התערבות חיצונית על תפקוד תאי NK. עם זאת, את הדיוק ואת השחזור של assay זה יכולים להיחשב יציב, אם בשל טעויות של המשתמש או בגלל הרגישות של תאי NK כדי מניפולציה ניסויית. כדי למנוע בעיות אלה, עבודה המפחיתה אותם למינימום הוקמה ומוצגת כאן. לשם המחשה, השגנו דגימות דם, בנקודות זמן שונות, מן הרצים (n = 4) שהוגשו התקף אינטנסיבי של פעילות גופנית. ראשית, תאי NK מזוהים בו זמנית ומבודד באמצעות תיוג CD56 ומיון מגנטי מבוסס, ישירות דם שלם מ קטנה כמו למיליליטר אחד. תאי NK המסודרים יוסרו מכל נוגדנים מגיבים או מכסה. הם ניתן לספור על מנת להקים ספירת תאי NK מדויקת למיליליטר דם. שנית, תאי NK המסודרים (תאי effectors או E) ניתן לערבב עם 3,3'-Diotadecyloxacarbocyanine פרכלורט (DIO) מתויג K562 תאים (תאים היעד או T) לעבר assay-אופטימלית 1: 5 T: יחס E, ונותחו באמצעות cytometer זרימה הדמיה המאפשרת הדמיה של כל אירוע חיסול כל חיובי כוזב או שלילי שגוי (כגון כפילויות או תאי מפעיל). עבודה זו יכולה להסתכם בערך 4 שעות, ומאפשרת תוצאות יציבות מאוד גם כאשר עובדים עם דגימות אנושיות. תאריך הכניסה, צוותות מחקר יכול לבדוק התערבויות ניסיון כמה בבני אדם, ולהשוות מדידות על פני מספר נקודות זמן מבלי להתפשר על השלמות של הנתונים.
Introduction
תאי הרג טבעיים הם מרכיב חיוני של מערכת החיסון המולדת. למרות שהם מוסדרים מאוד, יש להם את היכולת לזהות ולסלק תאים חריגים באמצעות מגע תא אל תא וללא לפני ההפעלה 1. ככזה, הם יוצרים קו מהיר של הגנה מפני זיהומים. אינטנסיבי תרגיל, במיוחד, מוכיח לדכא את המערכת החיסונית 2 זמני, 3, 4, 5. תאי NK הם רגישים במיוחד את האפקט הזה 4, 6, 7, ובכך נפתח חלון של רגישות משופרת באופן יעיל למחלות. לפיכך, במחקר של התערבויות לפני, במהלך או אחרי פעילות גופנית אינטנסיבית במטרה להפחית את השפעתה על תפקוד תא NK הוא בעלת עניין מיוחד עבור רווחתם של ספורטאים-תחרויות פוסט.
<p class= "jove_content"> עם זאת, המחקר של התערבויות כאלה מסתבך בשל גורמים רבים: 1) תאי NK הם דלילים 8, בסביבות 1% של תא תא דם לבן; 2) תאי NK רגישים מאוד ללחץ ולהסתמך על חשיפה מתמדת בתנאים פיסיולוגיים להישאר קיימא ויציב במהלך ניסויים; מבחני תקן 3) לקבוע cytotoxicity תא NK, כגון הדרגתי Ficoll 9 ולשחרר מבחנים 10, הם אמינים ובלתי עקביים. ההשתנות הטבועה של דגימות אנושיות רק תחריף את הנושאים הללו. דגימות אנושיות טריות שנאספו במהלך התערבויות למדי מוסדרות וקשים להשיג, לפחות בהשוואת דגימות מן החי או שורות תאים הונצחו. פעולה זו מפחיתה הזדמנויות לשחזר ניסויים או להוספת משתתפים עוקבת המחקר להגיע ספי סטטיסטיים מובהקים. ביחד, הנושאים הללו תומכים בצורך פרוטוקול יעיל המאפשר FOr היא תפוקה גבוהה ניתוח אמינות גבוהה של פעילות ממס תא NK בדגימות אדם.הקמנו עבודה המקצרת את הזמן הדרוש כדי לזהות, לבודד תאי NK מבחן מהדם האנושי כולו תוך מזעור החשיפה גורמים חיצוניים. השיטה מייעלת את השימוש בשני מכשירים, סדרן תא מגנטי מבוסס וזרימת הדמית cytometer, וחולצת assay הספציפי, אופטימיזציה: יחס E כדי לאפשר זיהוי של ירידות או עליות של cytotoxicity תא NK.
Protocol
Representative Results
Discussion
השיטה המתוארת במחקר זה ישירות מודדת את הפעילות הספציפית של תאי NK של פרט בתגובה לגירויים (במקרה המסוים הזה, פעילות הגופנית ממושכת). בדרך כלל, תאי NK מבודדים מהדם של אחד על ידי מפלי צפיפות או מיון התא באמצעות שילוב של סמנים. בעוד שיטות אלה נמצאים בשימוש נרחב, יש להם חסרונו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This project was supported by Agriculture and Food Research Initiative Competitive Grant no. 2100-68003-30395 from the USDA National Institute of Food and Agriculture.
Materials
| K-562 lymphoblasts | ATCC | CCL-243 | |
| Iscove's Modified Dulbecco's Media | ATCC | 30-2005 | High glucose, with L-Glutamine, with HEPES, Sterile-filtered |
| Alpha Minimum Essential medium | ATCC | CRL-2407 | Without ribonucleosides and deoxyribonucleosides but with 2 mM L-glutamine and 1.5 g/L sodium bicarbonate |
| Trypan Blue Solution 0.4% | Amresco | K940-100ML | Tissue culture grade |
| Propridium Iodide Staining Solution | BD Pharmingen | 51-66211E | |
| Vybranto DiO cell-labeling solution | Vybranto | V-22886 | |
| autoMACS Pro Separator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| autoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| autoMACS Washing Buffer | Miltenyi Biotec | 130-092-987 | |
| autoMACS Columns | Miltenyi Biotec | 130-021-101 | |
| Whole Blood CD56 MicroBeads, human | Miltenyi Biotec | 130-090-875 | |
| ImageStream X Mark II Imaging Flow Cytometer | EMD Millipore | ||
| Speedbeads | Amnis Corporation | 400030 | |
| 0.4-0.7% Hypochlorite (Sterilizer) | VWR | JT9416-1 | |
| Coulter Clenz | Beckman Coulter | 8546929 | |
| 70% Isopropanol (Debubbler) | EMD Millipore | 1.3704 | |
| D-PBS (Sheath fluid) | EMD Millipore | BSS-1006-B (1X) | No calcium or magnesium |
| INSPIRE Software | EMD Millipore | Version Mark II, September 2013 | |
| Ideas Application Software | EMD Millipore | Version 6.1, July 2014 |
References
- Cerwenka, A., Lanier, L. L. Natural killer cells, viruses and cancer. Nat Rev Immunol. 1 (1), 41-49 (2001).
- Nieman, D. C. Exercise, infection, and immunity. Int J Sports Med. 15, 131-141 (1994).
- Romeo, J., Warnberg, J., Pozo, T., Marcos, A. Physical activity, immunity and infection. Proc Nutr Soc. 69 (3), 390-399 (2010).
- Nieman, D. C. Marathon training and immune function. Sports Med. 37 (4-5), 412-415 (2007).
- Simpson, R. J., Kunz, H., Agha, N., Graff, R. Exercise and the Regulation of Immune Functions. Prog Mol Biol Transl Sci. 135, 355-380 (2015).
- Walsh, N. P., et al. Position statement. Part one: Immune function and exercise. Exerc Immunol Rev. 17, 6-63 (2011).
- Timmons, B. W., Cieslak, T. Human natural killer cell subsets and acute exercise: a brief review. Exerc Immunol Rev. 14, 8-23 (2008).
- Westermann, J., Pabst, R. Distribution of lymphocyte subsets and natural killer cells in the human body. Clin Investig. 70 (7), 539-544 (1992).
- Boyum, A. Isolation of leucocytes from human blood. Further observations. Methylcellulose, dextran, and ficoll as erythrocyteaggregating agents. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 97, 31-50 (1968).
- McMillan, R., Scott, J. L. Leukocyte labeling with 51-Chromium. I. Technic and results in normal subjects. Blood. 32 (5), 738-754 (1968).
- Berk, L. S., et al. The effect of long endurance running on natural killer cells in marathoners. Med Sci Sports Exerc. 22 (2), 207-212 (1990).
- McAnulty, L. S., et al. Effect of blueberry ingestion on natural killer cell counts, oxidative stress, and inflammation prior to and after 2.5 h of running. Appl Physiol Nutr Metab. 36 (6), 976-984 (2011).
- Millard, A. L., et al. Brief Exercise Increases Peripheral Blood NK Cell Counts without Immediate Functional Changes, but Impairs their Responses to ex vivo Stimulation. Front Immunol. 4, 125 (2013).
- Janeway, C. A., Travers, P., Walport, M., Shlomchik, M. J. . Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edn. , (2001).
