בידוד, טיהור וסימון של נויטרופילים מח עצם עכבר ללימודים פונקציונליים וניסויי העברת מאמצת

Summary

אנו מתארים פרוטוקול לבידוד וטיהור של נויטרופילים ממח עצם בעכבר על ידי צנטריפוגה שיפוע הצפיפות ותיוג באמצעות צבעי CellTracker נויטרופילים. זה מייצג שיטה פשוטה, מהירה, לשחזור וחסכוני להשגת מספר גדול של נויטרופילים למחקרים תפקודיים במורד הזרם או ניסויי העברה ומעקב מאמצים.

Abstract

הנויטרופילים הם תאי מפעיל קריטיים של מערכת החיסון המולדת. הם גויסו במהירות באתרים של דלקת חריפה והשפעות המגנות או פתוגניים בהתאם לסביבה הדלקתית. יחד עם זאת, על אף התפקיד החיוני של נויטרופילים בחסינות, הבנה מפורטת של הגורמים המולקולריים המתווכים השפעות מפעיל וimmunopathogenic 'נויטרופילים במחלות זיהומיות שונות ומצבים דלקתיים עדיין חסר, גם בגלל זמן מחצית החיים הקצר שלהם, את הקשיים בטיפול באלה תאים והעדר פרוטוקולי ניסוי אמינים להשגת כמות מספקת של נויטרופילים למחקרים תפקודיים במורד הזרם וניסויים העברת מאמצת. לכן, שיטות פשוטות, מהירות, חסכונית ואמינות הן רצויות מאוד לקציר בכמות מספקת של נויטרופילים עכבר להערכת פונקציות כגון phagocytosis, הרג, ציטוקינים ייצור, degranulation וסחר בנשים. לשם כך,אנו מציגים פרוטוקול לשעתק צפיפות שיפוע מבוסס צנטריפוגה, אשר יכולה להיות מותאם בכל מעבדה לבודד מספר גדול של נויטרופילים ממח העצם של עכברים עם טוהר וכדאיות גבוהים. יתר על כן, אנו מציגים פרוטוקול פשוט שמשתמש בצבעי CellTracker לתייג את נויטרופילים הבודדים, אשר לאחר מכן ניתן להעביר adoptively לעכברים נמען ולעקוב אחריו בכמה רקמות להעברה לאחר לפחות 4 שעות באמצעות cytometry זרימה. שימוש בגישה זו, תיוג ההפרש של נויטרופילים מעכברי wild-type והגן לקויים עם צבעי CellTracker שונים יכול להיות מועסק בהצלחה לבצע מחקרי Repopulation תחרותיים להערכת התפקיד הישיר של גנים ספציפיים בסחר של נויטרופילים מהדם אל רקמות יעד in vivo .

Introduction

הנויטרופילים הם לויקוציטים הנפוץ ביותר בבני אדם. הם המרכיב התאי העיקרי של מערכת החיסון המולדת ולפעול כקו הגנה ראשון נגד הפולשים מיקרואורגניזמים. חולים עם נויטרופניה רכשה וimmunodeficiencies העיקרי המשפיעים על מספרים ו / או פונקצית נויטרופילים לפתח זיהומים, המדגישים את החשיבות של תאים אלה בשורת ¹ הגנת חיידקים ופטריות פולשניות מסכנות חיים. הכרה חיסונית של פלישת פתוגנים באתר הזיהום על ידי תוצאות זיהוי ההכרה הקולטנים מאותו המקור שלהם באינדוקציה של תגובה חיסונית מולדת מתוזמרת, מה שמוביל להפרשת chemoattractants שיוצרים שיפוע chemotactic מסוגלים נויטרופילים גיוס ממחזור הדם לתוך הרקמה הדלקתית ² . לאחר נויטרופילים להיכנס לאתר הזיהום, הם הופכים להיות פעילים, מה שמוביל לציטוקינים וchemokine ייצור, ספיגת הפתוגן, והרג דרכי חמצוני והלא חמצוניchanisms ^3. חוץ מזה התפקיד שלהם המוכר היטב בחסינות מולדת, נויטרופילים יש גם הוכחו לאחרונה לתפקיד חשוב כיוזמי תגובות חיסוניות אדפטיבית יעילות ^4. מצד השני, מלבד התפקידים המגן שלהם בחסינות, נויטרופילים עשויים גם לתווך פגיעה ברקמות וimmunopathology בשל צבירה ו / או הפעלה באתרים של דלקת מוגזמת, כפי שמוצגים במגוון רחב של מחלות זיהומיות ומחלות אוטואימוניות ^5-7.

למרות התפקיד החיוני של נויטרופילים בתגובות חיסוניות מולדות הרכבה יעילות ופונקציות מפעיל pleiotropic בכמה מחלות זיהומיות ומצבים דלקתיים, בעיות טכניות בטיפול בתאים אלה וחוסר פרוטוקולי ניסוי אמינים עכב מחקר עם נויטרופילים בעשורים האחרונים. לכן, שימוש במבחנים לשעתק לבידוד של נויטרופילים צריכים להקל על מחקר נוסף על immunolo נויטרופילים בתיווךvivo gical הפונקציות לשעבר וin vivo. נכון להיום, מספר שיטות שתוארו לבידוד של נויטרופילים כגון צנטריפוגה צפיפות שיפוע של דם אדם ודם עכבר או מח עצם ^8,9, העשרת immunomagnetic חיובית או שלילית של נויטרופילים מדם עכבר או מח עצם ^10,11, וקציר של נויטרופילים מחלל הצפק של עכברים לאחר הזרקת intraperitoneal של thioglycollate או סוכנים דלקתיים אחרים ^12. למרות שיכולים להיות מבודד בקלות נויטרופילים במספרים גדולים מדם אנושי, שיטה זו היא הכי מוצלח בעכברים, בשל הכמות המוגבלת של דם עכבר שמונע בידוד של נויטרופילים מספיקים ללימודים תפקודיים או ניסויי העברת מאמצת ^13. בנוסף, למרות שהתשואה של thioglycollate-הושרה התאים מחלל הצפק הוא גדולים יותר בהשוואה לזה של דם עכברים, טוהר של נויטרופילים בשטיפת הצפק הדלקתי משתנה בין60-90%, ונויטרופילים המבודדים תערוכת פנוטיפ הופעל. לכן, התאים שנאספו בשיטה זו ניתן להשתמש רק לביצוע מחקרים תפקודיים של הופעל אך לא של נויטרופילים unstimulated, כחלל הצפק העכבר יש כמה נויטרופילים במצב היציב ^12. במקום זאת, מח העצם הוא מאגר נוח לקצירת מספרים גדולים של שני unstimulated או הופעלו נויטרופילים ^11,14, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש בם ללימודי המשך, פונקציונליים, כגון phagocytosis, הרג וdegranulation, או להעברת מאמצת לעכברים נמען.

בזאת אנו מתארים פרוטוקול פשוט ומהיר (~ 2 שעות), המספק תשואה גבוהה (6-12 ~ 10 × ⁶ נויטרופילים / עכבר נגוע, או עד 30-40 × 10 ⁶ נויטרופילים / עכבר נגוע) של (80 טהורים -95%) נויטרופילים עם> כדאיות 95% ממח העצם. שיטה זו משתמשת Histopaque זמין באופן מסחרי, שהם נפרדים תא שיפוע צפיפותתקשורת מזון בהיקף של Ficoll וdiatrizoate נתרן, כדי להפריד בין נויטרופילים ממח העצם של עכברים. שיטה זו מניבה מספרים גדולים יותר באופן משמעותי של נויטרופילים לכל עכבר בהשוואה לדם או חלל הצפק, זה יכול לשמש כדי לאסוף נויטרופילים מעכברים הן במצב יציב או לאחר הדבקה, וזה קל יותר לשכבה בהשוואה לשיטת צנטריפוגה שיפוע הצפיפות המשתמשת רציף הדרגתיים Percoll בהיקף של 55% / 65% / 75% בPercoll PBS ^9. בנוסף, הזמן והמשאבים הנדרשים לאיסוף נויטרופילים טהורים הם ירדו באופן משמעותי בהשוואה לבידוד נויטרופילים באמצעות מיון תא הקרינה המופעל. כמו כן, מכיוון ששיטה זו אינה כרוכה בצעד העשרת immunomagnetic, זה יותר יעיל וחסכוני, וזה ימנע את החשיפה של תאים לעמודה ונוגדנים מגנטיים, וכך להקטין את הסבירות להפעלת נויטרופילים.

בנוסף לביצוע מחקרים תפקודיים של neutroph המבודדILS לשעבר vivo והעברת מאמצת של תאים לעכברים נמען, פרוטוקול זה גם מתאר שיטה לתיוג של נויטרופילים המבודדים באמצעות צבעי CellTracker שונים. תיוג ההפרש של נויטרופילים מעכברים של רקע גנטי שונים יכול להיות מותאם במחקרי Repopulation התחרותיים למעקב אחר נויטרופילים שהועברו ברקמות של עכברי נמען באמצעות cytometry זרימה, אשר יכול לספק תובנה מכניסטית בתפקיד הישיר של גנים ספציפיים בסחר של נויטרופילים מהדם ליעד איברים מודלקים ^6.

Protocol

1. בידוד של תאים במח עצם עכבר להרדים עכברים תוך שימוש בפרוטוקול הטיפול בבעלי החיים של המוסד אישרה ועדה ולרסס את פני השטח החיה עם 70% אתנול. עושה חתך בעור באמצע הבטן, ולהסיר את העור מחלק הדיסטלי …

Representative Results

פרוטוקול זה הוא מותאם לקציר של תאים במח עצם מעכברים וההפרדה הבאה של נויטרופילים מתאי אלה על ידי צנטריפוגה שיפוע הצפיפות באמצעות מדיה הפרדת תא Histopaque זמינה מסחרי. נויטרופילים מבודדים באמצעות שיטה זו יכולה לשמש למגוון רחב של מחקרי vivo לשעבר התפקודי במורד הזרם ולני?…

Discussion

בזאת אנו מציגים פרוטוקול אמין, פשוט, מהיר וחסכוני לבידוד של מספר גדול של נויטרופילים ממח העצם של עכברים עם טוהר גבוה וכדאיות באמצעות גישת צנטריפוגה שיפוע צפיפות. כאשר פרוטוקול זה מתבצע בצורה נכונה, יכולים להיות התאוששו ~ 6-12 × 10 ⁶ נויטרופילים מעכבר נגוע ורבים כמו …

Materials

Name of Reagent/Material	Company	Catalog Number	Comments
			Reagents
RPMI 1640 1X with L-glutamine and 25 mM HEPES	Cellgro	10-041-CV
Fetal Bovine Serum (Heat inactivated)	GemCell	100500
Penicillin/Streptomycin (10,000 units penicillin / 10,000 mg/ml strep)	GIBCO	15140
0.5 M EDTA	Quality Biological Inc	351-027-101
0.2% and 1.6% sodium chloride	JT Baker	3624	Sodium chloride solutions prepared using distilled water and sterile filtered
Sterile filtered Histopaque 1077	Sigma	10771	Histopaque 1077 needs to be brought to 18-26 °C before use
Sterile filtered Histopaque 1119	Sigma	11191	Histopaque 1119 needs to be brought to 18-26 °C before use
Phosphate Buffered Saline (PBS) without Calcium and Magnesium	Cellgro	210-40-CV
Ethyl Alcohol (200 proof)	The Warner Graham Company	64-17-5
CellTracker Green (CMFDA, 5-Chloromethylfluorescein Diacetate)	Invitrogen	C-7025	Make stock solutions of 10 mM in DMSO, aliquot and store at -80 °C
CellTracker Orange (CMTMR, 5-(and 6)-4-Chloromethyl Benzoyl Amino Tetramethylrhodamine)	Invitrogen	C-2927	Make stock solutions of 10 mM in DMSO, aliquot and store at -80 °C
Anti-mouse CD45 (Clone 30-F11)	eBioscience	170451-82
Anti-mouse Ly6G (Clone 1A8)	BD Pharmingen	551461
Anti-mouse Ly6G (Clone 1A8)	BD Pharmingen	560599
Anti-mouse CD11b (Clone M1/70)	eBioscience	47-0112-82
Anti-mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block)	BD Pharmingen	553141	Use at 1:100 dilution
LIVE/DEAD Fixable Blue Dead Cell Stain Kit	Molecular Probes	L-23105	Use at 1:1000 dilution
Dimethyl Sulfoxide (DMSO)	Sigma	67-68-5
Paraformaldehyde Solution, 4% in PBS	USB Corporation	19943
			Table 1. Reagents for isolation, labeling and tracking of adoptively transferred neutrophils.
			Materials
C57BL/6 mice	Taconic
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 (3 ml)	BD Falcon	357575
12 ml syringes	Kendall monoject	512878
25 G x 5/8 in. Needles (precision glide needles)	BD	305122
100 mm cell strainers	BD Falcon	352360
Bactericidal Petri dishes	BD Falcon	351029
Combitips Plus Biopur	Eppendorf	2249608-5
Mouse dissecting instruments (Scissors, forceps, scalpel)	Biomedical Research Instruments	10-2300, 10-2165, 25-1200, 26-1000	Instruments sterilized prior to use
			Equipment
Tissue culture hood	The Baker Company	SG403
Refrigerated centrifuge	Thermo Fischer Scientific	75004521
37 °C shaking water bath	Thermo Fischer Scientific	3166721
			Table 2. List of Materials and Equipment used in this protocol.