Alta Tecnica Throughput fluorometrica per la valutazione dei macrofagi fagocitosi e polimerizzazione
Summary
Here we present a protocol to quantify phagocytosis of fluorescent particles by adherent macrophage cell line using a fluorometric method. This method facilitates a high throughput quantification of particle internalization as well as the resulting actin polymerization.
Abstract
L'obiettivo dell'analisi fluorimetrica è di servire come un efficiente, economico, metodo ad alta velocità di analisi di fagocitosi e di altri processi cellulari. Questa tecnica può essere utilizzata in una varietà di tipi di cellule, sia aderenti e non aderenti, per esaminare una serie di proprietà cellulari. Quando si studia la fagocitosi, tecnica fluorimetrica utilizza tipi di cellule fagocitiche come i macrofagi, e le particelle opsonizzati fluorescente cui fluorescenza può essere spento in presenza di blu trypan. Dopo la placcatura dei macrofagi aderenti in piastre a 96 pozzetti, particelle fluorescenti (verde o rosso) sono amministrati e le cellule sono autorizzati a fagocitare per vari periodi di tempo. Dopo internalizzazione delle particelle fluorescenti, le cellule vengono lavate con trypan blu, che facilita estinzione di segnale fluorescente dai batteri che non sono internalizzati, o sono semplicemente aderendo alla superficie cellulare. Al termine del lavaggio trypan, le cellule sono lavate con PBS, fisso, unnd colorati con DAPI (etichetta nucleare fluorescente blu), che serve a etichettare nuclei delle cellule. Con una semplice quantificazione fluorimetrico attraverso la lettura piatto di nucleare (blu) o particella (rosso / verde) di fluorescenza si può esaminare il rapporto tra unità di fluorescenza relativi di verde: blu e determinare un indice di fagocitosi indicativa della quantità di batteri fluorescenti interiorizzato per cella. La durata del test utilizzando un metodo e multicanale 96 pozzetti pipette per il lavaggio, da fine fagocitosi a fine acquisizione dati, è inferiore a 45 min. Citometria a flusso potrebbe essere utilizzato in modo simile, ma il vantaggio di fluorometria è la sua alta produttività, rapida metodo di valutazione con minima manipolazione dei campioni e veloce quantificazione di intensità fluorescente per cella. Strategie simili possono essere applicati a cellule non aderenti, batteri vivi etichettati, actina polimerizzazione, e sostanzialmente qualsiasi processo che utilizza fluorescenza. Pertanto, fluorimetria è un metodo promettente per il suo basso costo, alta throughpcapacità ut nello studio dei processi cellulari.
Introduction
Quantificazione del segnale fluorescente è stato ampiamente utilizzato in una moltitudine di metodi scientifici che vanno dalla PCR, citometria a flusso, microscopia confocale e FRET analisi multiplex ELISA. Fluorescenza imaging e quantificazione ha una vasta applicazione e può essere un ottimo strumento per l'analisi quantitativa dei vari processi cellulari. L'uso di marcatori fluorescenti e il loro segnale è stato rivoluzionato negli ultimi dieci anni, e la comparsa di lettori di piastre fluorescenti ha facilitato l'alta quantificazione throughput fluorescenza emessa durante i processi cellulari.
Analisi fluorimetrica può servire come un grande strumento di quantificazione di fagocitosi. Fagocitosi è stato studiato dopo la scoperta dei fagociti da Metchnikoff nel 1800 1. Nel corso degli anni, una varietà di metodi sono stati utilizzati per esaminare questo importante processo essenziale per la difesa immunitaria innata contro l'invasione batterica, virale, fungina e patogeni parassiti 2-5. Metodi precedenti di quantificazione utilizzata microscopia e tecniche stereologici al fine di visualizzare le cellule che sono phagocytosing, che sono stati poi quantificati contando di particelle interiorizzate (manualmente o con l'uso di software) 6-8. Alcuni svantaggi di usare solo la microscopia per l'analisi quantitativa sono che il conteggio manuale dei batteri è lavoro intensivo e più inclini a pregiudizi dell'osservatore. Un altro metodo utilizzato nella quantificazione della fagocitosi è la tecnica microbiologica di placcatura di batteri lisati cellulari (seguenti fagocitosi) su piastre di coltura batterica, ma questo metodo può non tenere conto di meccanismi e presenza di batteri in parte internalizzati battericida. Questo metodo è ancora più alta intensità di lavoro rispetto alla microscopia e richiede diversi giorni per analizzare. Flusso sembra citometria essere il più veloce, più efficace per quantificare fagocitosi ed è stato utilizzato da molti gruppi 9-11, ma il costo elevato comunemente associato con l'instrumento necessario per l'analisi, è il metodo più costoso rispetto ai saggi precedentemente menzionati.
Il metodo fluorimetrica è una buona alternativa per citometria a flusso per l'analisi di internalizzazione delle particelle in quanto offre la quantificazione imparziale di apparecchiature di fluorescenza utilizzando tale non è il costo proibitivo. Altri benefici aggiunti di fluorometria sono ad alta efficienza, ed elevate capacità di throughput per quantificare la fluorescenza emessa dalle particelle interiorizzati etichettati.
Vantaggi di fluorometria possono essere estrapolati per la quantificazione di processi diversi fagocitosi. Ad esempio, l'analisi fluorimetrica può essere applicato per studiare qualsiasi processo che porta a cambiamenti nell'espressione di intracellulare o recettori di membrana, cambiamenti nella permeabilità delle cellule / redditività, l'efficacia di trasfezione, e la modulazione di polimerizzazione. Uno svantaggio della tecnica fluorimetrica è che, a seconda delle etichette utilizzate, ci può essere un altoesperimento di sperimentare la variabilità che di solito può essere risolto dimostrando dati attraverso la quantificazione relativa, come il cambiamento volte o cento di aumento dal controllo.
Protocol
Representative Results
Discussion
I principali limiti della tecnica fluorimetrica sono varianza sperimentale nonché perdita cellulare associata con ampio lavaggio e l'uso di cellule non aderenti.
Variance si osserva soprattutto a causa della variazione di particelle fluorescenti come pesatura e pipettaggio durante la preparazione della soluzione madre non è un modo esatto di mantenere numeri identici di particelle da esperimento per esperimento. Per affrontare il problema della varianza tra esperimenti, i dati possono …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to thank the following funding sources: RO1 DA 12104, RO1 DA 022935, RO1 DA031202, K05DA033881, P50 DA 011806, 1R01DA034582 (to S.R) and F31 DA026264-01A1, T32 DA07097 (to J.N.).
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 1-μm yellow-green fluorescent Fluo-Spheres; | Molecular Probes | F8852 | combine 50μl with 50μl opsonizing reagent for 30 min at 37oC before use |
| Heat killed E. coli BioParticles fluorescein conjugate | Molecular Probes | E2861 | reconstitute (5 mg) in 50μl of PBS and combine with 50μl opsonizing reagent for 30 min at 37oC before use |
| Opsonizing reagent | Molecular Probes | E2870 | |
| Rhodamine phalloidin | Molecular Probes | R415 | |
| DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | |
| Trypan blue | Gibco | 15250-061 | |
| the items below are available in many brands but the items we used in this study are from the following manufacturers | |||
| RPMI Cell growth media | Gibco | Supplemented with 10% FBS and 1% pennicillin/Streptomycin; warm in 37oC before use | |
| Fluorescent plate reader-Fluostar Omega | BMG Labtech | ||
| Paraformaldehyde (16%) | Fischer Scientific | AA433689M | dilute to 4% before use |
| 96 well plates | Greiner | 655097 | clear or black or clear bottom – black plates |
| Multichannel pipette (8-12 channels) | |||
| Reagent reservoirs | |||
| 1x PBS | |||
| Microfuge tubes (0.6 ml) | |||
| Conicles (10 ml) | |||
References
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