RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Xiaofeng Liao1, Melissa Makris2, Xin M. Luo1
1Department of Biomedical Sciences and Pathobiology, Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine,Virginia Polytechnic Institute and State University, 2Flow Cytometry Laboratory, Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine,Virginia Polytechnic Institute and State University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
نفيدكم بروتوكول باستخدام مضان تنشيط الخلايا الفرز لعزل الخلايا الجذعية بلازماوية الشكل (PDC) مع نقاء عالية من نخاع العظام من الفئران المعرضة للمرض الذئبة للدراسات وظيفية من الحزب الديمقراطي المسيحي.
فرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS) هي تقنية لتنقية مجموعات خلايا معينة بناء على الأنماط الظاهرية التي تم اكتشافها بواسطة قياس التدفق الخلوي. تمكن هذه الطريقة الباحثين من فهم خصائص مجموعة خلية واحدة بشكل أفضل دون تأثير الخلايا الأخرى. بالمقارنة مع الطرق الأخرى لتخصيب الخلايا ، مثل فرز الخلايا المنشطة مغناطيسيا (MCS) ، فإن FACS أكثر مرونة ودقة لفصل الخلايا نظرا لقدرة اكتشاف النمط الظاهري عن طريق قياس التدفق الخلوي. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما يكون FACS قادرا على فصل مجموعات خلايا متعددة في وقت واحد ، مما يحسن كفاءة وتنوع التجارب. على الرغم من أن FACS له بعض القيود ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع لتنقية الخلايا للدراسات الوظيفية في كل من الإعدادات المختبرية وفي الجسم الحي. نبلغ هنا عن بروتوكول يستخدم فرز الخلايا المنشطة بالفلورة لعزل مجموعة نادرة جدا من الخلايا المناعية ، والخلايا المتغصنة البلازمية (pDC) ، مع نقاء عال من نخاع عظم الفئران المعرضة للذئبة للدراسات الوظيفية في المختبر ل pDC.
يتيح الفصل الفعال لمجموعة الخلايا المفضلة من الخلايا الأخرى إجراء دراسات للسكان قد لا تكون ممكنة بخلاف ذلك. فرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS) هو طريقة لإثراء مجموعة خلايا مثيرة للاهتمام بنقاوة عالية. 1،2 عادة ما تعبر أنواع الخلايا المختلفة عن جزيئات فريدة ، أو مزيج فريد من عدة جزيئات ، على غشاء البلازما الذي يمكنه التمييز بين مجموعة خلايا واحدة وأخرى. عند ربط جزيئات سطح الخلية هذه بأجسام مضادة مترافقة محددة بالفلورة ، فإن آلة الكشف تسمى مقياس التدفق الخلوي / الفرز قادرة على إثارة واكتشاف الإشارات الضوئية للأصباغ الفلورية المختلفة التي تمثل علامات جزيئية مختلفة على الخلايا على مستوى الخلية الواحدة. تحدد المعلومات المجمعة التي تتكون إما من وجود إشارة ضوئية (تمثل تعبيرا إيجابيا عن جزيء السطح المقابل) أو عدم وجود إشارة ضوئية (تمثل تعبيرا سلبيا عن جزيء) النمط الظاهري للخلية. بعد المرور عبر الكاشف ، يتم تحويل الخلايا التي لها نفس النمط الظاهري ذي الأهمية نحو أنبوب تجميع مخصص يعتمد على الشحنة الكهربائية.
يتم تطبيقFACS على نطاق واسع في دراسات مختلفة طالما تم تصنيف السكان المراد إثرائهم بالفلورة. 3-7 تم استخدامه لفصل البكتيريا المطلية بالغلوبولين المناعي (Ig) A عن البكتيريا غير المغلفة ب IgA في ميكروبات الأمعاء 8 وفرز مجموعات الخلايا المعدلة وراثيا التي تعبر عن بروتينات الفلورسنت. 9 الأهم من ذلك ، أن لديها القدرة على فصل أكثر من مجموعة سكانية واحدة في وقت واحد ، مما لا يوفر الوقت والكواشف فحسب ، بل يسمح أيضا بتصميمات دراسة أكثر تعقيدا. 10 ومع ذلك، فإن نظام مراقبة الأصول الميدانية له أيضا حدوده. إذا كان عدد السكان محل الاهتمام نادرا جدا (أقل من 1٪) ، فقد تنخفض كفاءة الفرز ، مما يتسبب في فقدان كبير للخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي بعض ارتباط الأجسام المضادة إلى تنشيط نقل الإشارة داخل الخلايا الذي يؤدي إلى تغييرات وظيفية لمجموعة الخلايا المصنفة. 11 لذلك ، يجب اختيار النمط الظاهري المستخدم للفرز بعناية.
توجد طرق أخرى إلى جانب FACS تعتمد أيضا على علامات سطح الخلية لإثراء مجموعات خلايا معينة ، مثل فرز الخلايا المنشطة مغناطيسيا (MCS). 12 على غرار FACS ، يمكن للأجسام المضادة المترافقة بالخرز المغناطيسي أن تستهدف جزيئات سطح خلية معينة. عند تفاعل الجسم المضاد والمستضد ، يمكن فصل الخلايا المطلية بالخرز المغناطيسي عن الخلايا غير المطلية بعد المرور عبر مجال مغناطيسي. ومع ذلك ، يمكن استهداف عدد محدود فقط من الجزيئات في MCS ، حيث أن الخرزات المغناطيسية ، على عكس ألوان الفلورسنت المختلفة في FACS ، لا يمكن تمييزها. وبالتالي يصعب على MCS تحديد نمط ظاهري للخلية بمزيج معقد من علامات السطح. 13،14 بالإضافة إلى ذلك ، فإن MCS قادر أيضا على التسبب في تنشيط غير مقصود للخلايا المستهدفة.
في دراساتنا لنموذج فأر الذئبة الحمامية الجهازية (SLE) ، 15 كنا نعتزم تنقية الخلايا المتغصنة البلازمية (pDC) للتحقيق في تغيراتها الوظيفية مع تطور المرض. استخدمنا MCS لأول مرة لإثراء pDC من نخاع العظم عن طريق استهداف PDCA-1 ، وهو جزيء يتم التعبير عنه بشكل كبير وفريد على pDC الفئران في حالة مستقرة. 16 ومع ذلك ، كان نقاء الخلية منخفضا بشكل غير متوقع ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تنظيم PDCA-1 على مجموعات الخلايا الأخرى في بيئة التهابية مثل الذئبة الحمراء. 16 في النهاية ، استخدمنا FACS مع مزيج من أربع علامات سطحية (CD11c و CD11b و B220 و PDCA-1) لفصل pDC عالي النقاء مثل CD11c + CD11b-B220 + PDCA-1 +. الفئران pDC لديه علامة سطح محددة أخرى Siglec-H. قررنا عدم استخدام Siglec-H ، حيث أن ارتباط الجسم المضاد لهذا الجزيء يثبط وظيفة pDC لإنتاج IFNα. 11
ملاحظة: MRL / MP-فاس لبر (MRL / لبر) كانت ولدت الفئران المعرضة للمرض الذئبة وصيانتها في منشأة معينة خالية من مسببات الأمراض التالية متطلبات رعاية الحيوان المؤسسية واللجنة الاستخدام (IACUC) في عدد فرجينيا للتكنولوجيا (الحيوان ضمان الرفاه: A3208-01). وقد أجريت هذه الدراسة بما يتفق بدقة مع التوصيات الواردة في دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية من المعاهد الوطنية للصحة. وأجريت التجارب على الحيوانات فقط تحت IACUC بروتوكول # 12-062.
1. خلية ثقافة متوسطة والفرز العازلة
2. ماوس تشريح
3. خلية طحالية عزل
4. نخاع العظم عزل الخلايا
5. خلية تلطيخ السطح لنظام مراقبة الأصول الميدانية
6. الفرز على فارز الخلية
وموحدة عملية الفرز الإجراء على الكريات والبرامج مع تعليمات مفصلة التي تقدمها الشركة: ملاحظة. لفترة وجيزة، ونحن نستخدم 100 فوهة ميكرون في 20 رطل، تعيين تركيز الخلية المستهدفة بين 5-10٬000٬000 لكل مل، وضبط كفاءة إلى 70٪ أو أعلى (أي أبقى الصراعات تحت 30٪).
نحن تهدف إلى إثراء نخاع العظام PDC مع نقاء عالية، ودون تأثير من أنواع الخلايا الأخرى، من MRL / لبر الفئران المعرضة للمرض الذئبة كل من عمر الصغار والكبار لدراسة التغييرات الوظيفية من الحزب الديمقراطي المسيحي بشأن قدرتها على إنتاج IFNα. كانت استراتيجية تنقية الأولى التي استخدمت MCS، الذي قاد، كما يظهر الشكل 1 إلى فقط 7.75٪ النقاء بعد التخصيب. مقارنة MCS، مما أثرى FACS PDC مع نقاء عالية مثل 96.4٪. لضمان نقاء عالية، تم تنفيذ استراتيجية النابضة خطوة بخطوة. كما هو مبين في الشكل 2، وبوابات الخلايا وحيدات النوى وفصل من الحطام مبعثر إلى الأمام (FSC) والمعلمات مبعثر الجانب (SSC). باستخدام FSC العرض (FSC-W) مقابل FSC الارتفاع (FSC-H) وSSC-W مقابل SSC-H، وبوابات الخلايا وحيدة لتجنب الإشارات الإيجابية الكاذبة التي تنتجها الركام. ثم تم بوابات الخلايا واحدة حية مثل دابي - السكان (خلايا دابي + لقوا حتفهم أو أفكارك).من الخلايا وحيدة حية، CD11c و+ CD11b - السكان وبوابات، من الذي B220 + PDCA-1 + السكان وبوابات أخرى مثل الحزب الديمقراطي المسيحي. وكان الحزب الديمقراطي المسيحي فرز ليس فقط من نقاء عالية ولكن أيضا وضعها الطبيعي وظيفيا. كان لديهم القدرة على إنتاج IFNα في المختبر على التحفيز الدليل السياسي الشامل كما هو مبين في الشكل (3) (إعادة طباعة بإذن من نشر رسائلنا السابقة (17).

الشكل 1. الطهارة من PDC التصنيف إما عن طريق الإشراف والطريقة FACS تدفق الممثل الخلوي الأرقام التي تبين النسبة المئوية من الحزب الديمقراطي المسيحي (CD11c و+ CD11b - B220 + PDCA-1 +). في الخلايا التي تم فرزها من قبل MCS (أعلى) ونظام مراقبة الأصول الميدانية (القاع)، على التوالي. تم بوابات السكان من مجموع الخلايا الحية (يسار)، ثم PDC كما B220 + PDCA-1 - في CD11c و+ CD11b تم بوابات خلايا + داخل CD11c و+ CD11b - السكان (يمين) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2. استراتيجية المحاصرة لPDC التخصيب بواسطة نظام مراقبة الأصول الميدانية استراتيجية النابضة خطوة بخطوة في الترتيب التالي: خلايا وحيدة النواة إلى الخلايا وحيدة FSC، إلى الخلايا وحيدة SSC، إلى دابي - الخلايا الحية، لCD11c و+ CD11b -، وإلى B220 + PDCA-1 + كما PDC الحية. PDC في مجموع الخلايا واحدة هي 2.95 ± 1.42٪. فرز عدد PDC هو 0.88 ± 0.28 × 10 5 في الفأر مع معدل استرداد نحو 50٪. (ن = 12 MRL / لبر الفئران، وأظهرت البيانات كما يعني ± SD في 95٪ CI من الوسط). 641fig2large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

وعولج الشكل 3. IFNα الإنتاج من قبل الحزب الديمقراطي المسيحي فرز FACS العظام الترتيب نخاع PDC مع فئة A الدليل السياسي الشامل. (ODN1585 و 5 ميكرومتر) لمدة 6 ساعة في المختبر. في الشكل، "ص" لتقف على الأصغر سنا، فئران عمرها 6 أسابيع. "س" لتقف على والفئران الأكبر سنا من العمر 16 أسابيع. MRL لتقف على الفئران MRL السيطرة على الفئران كما صحية؛ لبر لتقف على الفئران MRL / لبر كما الفئران المعرضة للمرض الذئبة. وقد تم قياس تركيز IFNα في ثقافة طاف مع إليسا. * P <0.05، ** P <0.01، *** P <0.001، في اتجاه واحد أنوفا. وأظهرت البيانات يعني كما ± الخطأ المعياري للمتوسط (ن = 3 الفئران في كل مجموعة). ويرد هذا الرقم من نشر لدينا في مجلة علم المناعة بإذن 17pload / 54641 / 54641fig3large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه الورقة.
نفيدكم بروتوكول باستخدام مضان تنشيط الخلايا الفرز لعزل الخلايا الجذعية بلازماوية الشكل (PDC) مع نقاء عالية من نخاع العظام من الفئران المعرضة للمرض الذئبة للدراسات وظيفية من الحزب الديمقراطي المسيحي.
نشكر مختبر قياس التدفق الخلوي في كلية فيرجينيا ماريلاند للطب البيطري لاستخدام المرفق الأساسي لقياس التدفق الخلوي. تم دعم هذا العمل من قبل صناديق بدء تشغيل XML. XL هو زميل الطوابع في برنامج الدراسات العليا في العلوم الطبية الحيوية والبيطرية.
| RPMI 1640 | gibco by life technologies | 11875-093 | |
| مصل الأبقار الجنيني | HyClone | SH30396.03 | |
| بيروفات الصوديوم | جيبكو من لايف تكنولوجيز | 11360-070 | |
| MEM الأحماض الأمينية غير الأساسية | gibco من Life Technologies | 11140-050 | |
| HEPES | gibco by Life Technologies | 15630-080 | |
| 2-mercaptoethanol | gibco by Life Technologies | 21985-023 | |
| L-glutamine   ؛ | جيبكو من لايف تكنولوجيز | 25030-164 | |
| البنسلين ستربتومايسين | جيبكو من لايف تكنولوجيز | 15140-122 | |
| 1x هانك s محلول ملح متوازن | gibco by Life Technologies | 14175-079 | |
| MACS BSA Stock Solution | Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
| MgCl2 | SIGMA | M8266 | |
| DNase I | SIGMA | D4527 | |
| تحلل خلايا الدم الحمراء (RBC) | eBioscience | 00-4300-54 | |
| تدرج الكثافة متوسط | GE Healthcare | 17-1440-02 | Ficoll-Paque Plus |
| مضاد للفأر CD19-PE | BD Pharmingen | 553786 | |
| مضاد للفأر CD11c-PE | eBioscience | 12-0114-82 | |
| مضاد للفأر CD11b-APC-CY7 | BD Pharmingen | 557657 | |
| مضاد للفأر PDCA-1-FITC | eBioscience | 11-3172-81 | |
| مضاد للفأر B220-V500   ؛ | BD Pharmingen | 561226 | |
| DAPI | invitrogen | D3571 | |
| طقم عزل الخلايا المتغصنة البلازمية II ، الفأر | Miltenyi Biotec | 130-092-786 | |
| BD FACSAria I مقياس التدفق الخلوي | BD Biosciences | 643178 | |
| BD FACS Diva الإصدار 6 | BD Biosciences |