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1Molecular and Cell Biology Program, Ohio University, 2Department of Biomedical Sciences, College of Osteopathic Medicine, Ohio University, 3Department of Biomedical Engineering, Russ College of Engineering and Technology, Ohio University
Muccioli, M., Pate, M., Omosebi, O., Benencia, F. Generation and Labeling of Murine Bone Marrow-derived Dendritic Cells with Qdot Nanocrystals for Tracking Studies. J. Vis. Exp. (52), e2785, doi:10.3791/2785 (2011).
वृक्ष के समान कोशिकाओं (DCs) पेशेवर पेश प्रतिजन (APCs) कोशिकाओं परिधि के ऊतकों में और thymus, अस्थि मज्जा, प्लीहा, लिम्फ नोड्स और Peyer 1-3 पैच जैसे प्रतिरक्षाविज्ञानी अंगों में पाया हैं. DCs परिधि के ऊतकों के नमूने में प्रतिजनों की उपस्थिति है, जो वे ले, प्रक्रिया और प्रमुख उतक अनुरूपता अणुओं (MHC) के संदर्भ में उनकी सतह में मौजूद जीव मौजूद हैं. फिर, प्रतिजन लोड DCs प्रतिरक्षाविज्ञानी अंगों जहां वे टी लिम्फोसाइटों विशिष्ट प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया ट्रिगर करने के लिए प्रसंस्कृत प्रतिजन वर्तमान की ओर पलायन. DCs के प्रवासी क्षमताओं का मूल्यांकन करने के लिए एक तरीका उन्हें फ्लोरोसेंट 4 रंगों के साथ लेबल है .
इसके साथ हम Qdot फ्लोरोसेंट nanocrystals का उपयोग करने के लिए murine अस्थि - मज्जा व्युत्पन्न डीसी लेबल प्रदर्शित करता है. इस लेबलिंग का लाभ यह है कि Qdot nanocrystals स्थिर और लंबे समय तक चलने प्रतिदीप्ति कि उन्हें बरामद ऊतकों में लेबल कोशिकाओं का पता लगाने के लिए आदर्श बनाने के अधिकारी है. यह पूरा करने के लिए, पहली कोशिकाओं murine हड्डी marrows से बरामद किया जाएगा और granulocyte बृहतभक्षककोशिका कॉलोनी उत्तेजक कारक की उपस्थिति में 8 दिनों के लिए सभ्य क्रम में डीसी भेदभाव प्रेरित. इन कोशिकाओं को तो इन विट्रो ऊष्मायन में कम से फ्लोरोसेंट Qdots के साथ लेबल किया जाएगा. सना हुआ कोशिकाओं के साथ एक फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी visualized किया जा सकता. कक्ष में इस बिंदु पर प्रायोगिक पशुओं में इंजेक्ट किया जा सकता है है या पर इन विट्रो ऊष्मायन में परिपक्व कोशिकाओं में भड़काऊ उत्तेजनाओं के साथ किया जा सकता है . हमारे हाथ में, डीसी परिपक्वता फ्लोरोसेंट संकेत की हानि निर्धारित नहीं था और न ही करता है Qdot धुंधला DCs के जैविक गुणों को प्रभावित. इंजेक्शन पर, इन कोशिकाओं प्रतिरक्षा अंगों में फ्लोरोसेंट माइक्रोस्कोपी द्वारा किया जा सकता है ठेठ विच्छेदन और निर्धारण प्रक्रियाओं के बाद की पहचान.
1. माउस femurs और tibiae और अस्थि मज्जा की कोशिकाओं के संस्कृति के विच्छेदन
2. संग्रह और DCs की लेबलिंग
3. लेबल डीसी का मूल्यांकन
4. प्रतिनिधि परिणाम:
इसके साथ हम बताया कि कैसे murine अस्थि मज्जा व्युत्पन्न DCs तैयार करने के लिए और फ्लोरोसेंट Qdots के साथ उन्हें कैसे लेबल छवि . एक प्रक्रिया को सारांशित करने के लिए सेल प्राप्त करने के लिए, अंजीर , जबकि. 2 उन्हें Qdots के साथ लेबल की प्रक्रिया को दर्शाया गया है . के रूप में छवि में दिखाया गया है. 3, लगभग सभी कोशिकाओं को इस प्रक्रिया द्वारा चिह्नित कर रहे हैं, और इस भड़काऊ कारकों के साथ डीसी परिपक्वता (4 छवि) अंजीर. द्वारा प्रभावित नहीं है . 5 से पता चलता है कि Qdot से सना हुआ DCs (Fig.5a) गैर दाग कोशिकाओं के समान व्यवहार करते हैं जब एक सूजन कॉकटेल के साथ इलाज किया. दोनों सेल की तैयारी इसी तरह upregulate costimulatory अणुओं की अभिव्यक्ति (छवि 5b), और परिपक्वता उत्तेजनाओं पर आईएल -6 (छवि 5c) और नाइट्रिक ऑक्साइड (छवि 5d) के समान मात्रा में उत्पादन. यह previ साथ सहमतous प्रकाशित डेटा कि Qdot धुंधला संकेत डीसी की क्षमता परिपक्व प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया [6] eliciting में सक्षम कोशिकाओं में बदल प्रभावित नहीं करती. इन कोशिकाओं को फिर प्रायोगिक पशुओं को इंजेक्शन लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. के रूप में छवि में दिखाया गया है. 6, चूहों में लेबल DCs के अंतःशिरा इंजेक्शन के बाद 2 दिनों, हम Qdot से सना हुआ तिल्ली में कोशिकाओं का पता लगाने में सक्षम थे . यह भी है [6] गैर इनवेसिव इमेजिंग और प्रवाह cytometry द्वारा पिछले प्रकाशित Qdot nanocrystals के उपयोग को दिखाने के लिए vivo में डीसी के प्रवास का मूल्यांकन डेटा के साथ समझौते में.

चित्रा 1 अस्थि मज्जा से डीसी पीढ़ी के फ्लो चार्ट. इसके साथ हम इस प्रक्रिया को दर्शाती अस्थि मज्जा व्युत्पन्न डीसी को प्राप्त है. दोनों tibias और femurs dissected और ऊतकों आसपास से साफ कर रहे हैं. अस्थि सुझावों को संरक्षित कर रहे हैं और हड्डियों की आंतरिक मध्यम के साथ प्लावित कर रहे हैं. लाल रक्त कोशिकाओं को नष्ट करने के बाद, उन्हें DCs में अंतर के लिए जीएम-CSF की उपस्थिति में 8 दिन के लिए अस्थि मज्जा की कोशिकाओं सुसंस्कृत हैं.

चित्रा 2. लेबलिंग प्रक्रिया का प्रवाह चार्ट. Qtracker सेल लेबल किट घटकों के समान aliquots ए और बी एक Eppendorf ट्यूब में मिश्रित कर रहे हैं. वृक्ष के समान कोशिकाओं जीएम-CSF के साथ 8 दिन अस्थि मज्जा संस्कृतियों से एकत्र कर रहे हैं और 37C में 60 मिनट के लिए लेबलिंग डाई के साथ मिलाया. तो कोशिकाओं को मीडिया में धो रहे हैं के लिए अतिरिक्त लेबलिंग कणों को खत्म करने.

चित्रा 3 लेबलिंग के तुरंत बाद DCs प्रतिदीप्त microphotography. लेबल कोशिकाओं की एक बूंद एक गिलास स्लाइड पर जमा किया गया था और एक coverslip द्वारा किया गया. फिर, नमूने एक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी में मूल्यांकन किया गया और छवियों Micropublisher 5.0 डिजिटल सीसीडी रंग कैमरा (QImaging, Surrey, ई.पू. कनाडा) के माध्यम से हासिल किया गया.

चित्रा 4 DCs के इन विट्रो में 48 घंटे परिपक्वता के बाद प्रतिदीप्त microphotography . लेबल DCs LPS (100 एनजी / मिली) और सीओ 2 इनक्यूबेटर (37 डिग्री सेल्सियस, 5% सीओ 2) पर कांच स्लाइड पर TNF-α (20 एनजी / एमएल) के साथ 48 घंटे के लिए सुसंस्कृत थे. फिर, नमूने पीबीएस (5 मिनट, 2X) के साथ धोया गया, एसीटोन (15 मिनट, 4 ° C) के साथ तय की और DAPI साथ counterstained. कक्ष के ऊपर के रूप में एक फ्लोरोसेंट खुर्दबीन में मूल्यांकन किया गया.

चित्रा 5 Qdot दाग परिपक्व DCs के जैविक गतिविधि. लेबल इसके बाद के संस्करण के रूप में इन विट्रो में परिपक्व DCs प्रवाह cytometry (ए) द्वारा विश्लेषण किया गया और (बी). (ए) Qdot से सना हुआ कोशिकाओं FL3 चैनल (PercP) में एक मजबूत संकेत देते हैं. छायांकित हिस्टोग्राम: बेदाग नियंत्रण. और निर्धारण नियंत्रण, (बी) Qdot से सना हुआ और बेदाग DCs अतिरिक्त परिपक्वता मार्कर CD86 और CD40 के खिलाफ विशेष एंटीबॉडी के साथ दाग थे. कोशिकाओं तो एक FACSort प्रवाह cytometer (Becton Dickinson, सैन जोस, CA) में विश्लेषण किया गया. इसके अतिरिक्त, आईएल (सी) और नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) 6 परिपक्व Qdot से सना हुआ DCs और नियंत्रण के supernatants में निर्धारित किया गया है. आईएल -6 और नाइट्रिक ऑक्साइड के स्तर एलिसा विश्लेषण और Griess परख के रूप में हम पहले 7 वर्णन किया है, 8 के माध्यम से निर्धारित किया गया है. सभी डेटा इस आंकड़े में दिखाया दो या तीन स्वतंत्र के इसी तरह के परिणाम दिखाने प्रयोगों की प्रतिनिधि है. डेटा एनोवा द्वारा GraphPad सॉफ्टवेयर का उपयोग कर विश्लेषण किया गया था.

चित्रा 6 dissected ऊतकों में लेबल DCs की जांच. लेबल परिपक्व DCs (1x10 6 कोशिकाओं) नसों C57BL 6 / चूहों में इंजेक्ट किया गया . (ए) दो दिन बाद चूहों बलिदान और spleens एकत्र थे, तस्वीर जमे हुए, अक्टूबर में एम्बेडेड है, और 8 सुक्ष्ममापी वर्गों एक cryostat का उपयोग कर तैयार है. फिर, नमूने एसीटोन (15 मिनट, 4 ° C) के साथ तय किया गया और DAPI साथ counterstained. कक्ष के ऊपर के रूप में एक फ्लोरोसेंट खुर्दबीन में मूल्यांकन किया गया 6a चित्र: 40x बढ़ाई, अंजीर 6b: 100X बढ़ाई, अंजीर. . 6C, 400X बढ़ाई.
Murine माइलॉयड) DCs बड़े पैमाने पर किया गया है क्रम में इस्तेमाल किया निर्धारित करने के लिए डीसी आधारित टीकों की प्रभावकारिता में सुधार; डीसी जांच: टी सेल बातचीत या डीसी विकास, और विभिन्न 9-11 रोगों में उनकी भूमिका का निर्धारण. इसके साथ हम बताएंगे कि कैसे उत्पन्न करने के लिए व्यापारियों से DCs tibias और femurs की हड्डी marrows से बरामद. हम सुझावों काटने के बिना हड्डियों को ठीक हो, हमें उन्हें 70% इथेनॉल में डुबकी द्वारा बाँझ की अनुमति, इस प्रकार संदूषण की संभावना को कम करने. अस्थि मज्जा की कोशिकाओं से DCs अंतर हम केवल 5 पहले से वर्णित के रूप में जीएम-CSF का उपयोग. हालांकि कुछ प्रोटोकॉल भी आईएल 4 का उपयोग करें, यह बताया गया है कि इस cytokine 12 जीएम-CSF के उच्च स्तर के साथ जब आवश्यक काम नहीं है. दरअसल, हम पहले दिखा दिया है कि इन DCs के लिए प्रतिरक्षा 13 प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करने में सक्षम हैं. इसके अलावा, देखभाल करने के लिए मध्यम के साथ पेट्री डिश धोने द्वारा 8 दिन संस्कृतियों से ही शिथिल पक्षपाती कोशिकाओं को ठीक करने के लिए ले जाया जा के बाद से संलग्न कोशिकाओं monocyte तरह phenotype दिखा है. यहाँ हम DCs की लेबलिंग फ्लोरोसेंट Qdot कणों के साथ दिखाते हैं. यह लेबलिंग कुछ लाभ अन्य तरीकों के लिए सम्मान है. सबसे पहले, Qdots कणों को आसानी से कोशिकाओं में शामिल हैं. दूसरा, फ्लोरोसेंट संकेत बहुत अधिक है और डीसी परिपक्वता से बदल रहा है नहीं है. तीसरा, प्रतिदीप्ति जब कोशिकाओं या ऊतकों एसीटोन जैसे सॉल्वैंट्स, क्या होता है अगर GFP 14 DCs टैग प्रयोग किया जाता है, धुंधला प्रोटोकॉल का चयन करने के लिए पल में और अधिक लचीलापन दे रही है विपरीत के साथ तय कर रहे हैं खो नहीं है. अंत में, उच्च फ्लोरोसेंट इन कणों द्वारा दिए गए संकेत ऑटो प्रतिदीप्ति ऊतक के बावजूद कोशिकाओं के दृश्य की अनुमति देता है. जैसा कि पहले 6 वर्णित है, Qdot धुंधला में इन कोशिकाओं की परिपक्वता क्षमता को प्रभावित नहीं किया . इसके साथ हम बताते हैं कि Qdot से सना हुआ DCs गैर - दाग DCs के रूप में एक समान तरीके से व्यवहार करते हैं, costimulatory upregulating अणुओं, और भड़काऊ उत्तेजनाओं के जवाब में आईएल-6 और नाइट्रिक ऑक्साइड के उत्पादन. हालांकि DCs प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया ट्रिगर में विशेष कोशिकाओं रहे हैं, वे कैंसर और 4 atherosclerosis, 15, 16 जैसे रोग की स्थिति में भाग लेने के लिए दिखाया गया है. उन्होंने यह भी किया गया है angiogenic प्रक्रिया 17, 18, भी structurally नए जहाजों 19, 20 के विकास में भाग लेने के रूप में सुझाव दिया है में भाग लेने का दावा किया. इस प्रकार, तरीकों कि डीसी vivo में ट्रैकिंग, और उनके विभिन्न ऊतकों 4, 21 में भौगोलिक स्थानीयकरण का निर्धारण करने के लिए अनुमति देते हैं , 22 बहुत मूल्यवान हैं.
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
अनुदान CA137499 01-R15 (अमेरिकन प्लान) और ओहियो विश्वविद्यालय (अमेरिकन प्लान) से एक स्टार्टअप कोष के तहत इस काम NIH द्वारा भाग में समर्थित है.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| C57BL/6 mice | Jackson Laboratory | Females, 6-8 weeks old | |
| RPMI | Invitrogen | 11875-119 | |
| Fetal bovine serum, qualified | Invitrogen | 10437-028 | |
| Antibiotic-antimycotic | Invitrogen | 15240-096 | |
| PBS | Invitrogen | 10010-049 | |
| ACK Lysing Buffer | Lonza Inc. | 10-548E | |
| Recombinant murine GM-CSF | PeproTech Inc | 315-03 | |
| Qtracker 655 Cell Labeling Kit | Invitrogen | Q25021MP | |
| Lipopolysaccharide | Invitrogen | tlrl-eblps | |
| Recombinant murine TNF alpha | PeproTech Inc | 315-01A | |
| CD86 antibody | BD Biosciences | 553691 | |
| CD40 antibody | BD Biosciences | 553791 | |
| Griess reagent system | Promega Corp. | G2930 | |
| IL-6 capture antibody | eBioscience | 13-7061-81 | |
| IL-6 detection antibody | eBioscience | 13-7062-81 |