$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تم الحصول على الدم المحيطي البشري من المتبرعين بالدم المجهولين الأصحاء من بنك الدم في مستشفى جامعة كارولينسكا، هودينغ، السويد (الموافقة الأخلاقية Dnr 2010/603-31/4). تم تنفيذ جميع الخطوات التجريبية التي تنطوي على Mtb الخبيثة الحية في مختبر السلامة البيولوجية من المستوى 3 (BSL-3) في وكالة الصحة العامة في السويد (FOHM)، سولنا، السويد.
1. إعداد وسائل الإعلام ، والمخازن المؤقتة ، والثقافات البكتيرية
ملاحظة: يتم توفير تفاصيل حول كافة الكواشف والمواد الاستهلاكية في جدول المواد.
- RPMI متوسطة كاملة: ملحق RPMI 1640 مع 1 mM الصوديوم بيروفات, 2 M L-الجلوتامين, 10 MM HEPES, و 10٪ الحرارة المعطل مصل البقر الجنين (FBS). تجنب المضادات الحيوية في وسط زراعة الخلايا عند العمل مع عدوى Mtb.
- RPMI المتوسط الخالي من المصل: الملحق RPMI 1640 مع 1 mM بيروفات الصوديوم، 2 M L-الجلوتامين و 10 M HEPES.
- غسل العازلة: إعداد الفوسفات العازلة المالحة (PBS) التي تحتوي على 0.05٪ (v/v) توين-80.
- FACS العازلة: إعداد برنامج تلفزيوني يحتوي على 2.5٪ (v/v) FBS و 0.5 mM EDTA.
- تثبيت العازلة: إعداد برنامج تلفزيوني يحتوي على 4٪ الفورمالديهايد لبرنامج تلفزيوني. تأكد من إعداده طازجا قبل الاستخدام ، على سبيل المثال ، مختلطا من محلول مخزون من الفورمالديهايد بنسبة 37٪.
- Permeabilization العازلة: إضافة 0.1٪ سيترات الصوديوم و 0.1٪ تريتون X-100 إلى المياه deionized.
- غسل العازلة (لfluorescence المناعي): إعداد برنامج تلفزيوني يحتوي على 0.1٪ BSA و 0.1٪ توين-20.
- حظر العازلة: إعداد برنامج تلفزيوني يحتوي على 0.1٪ BSA و 10٪ مصل الماعز العادي (NGS) لبرنامج تلفزيوني.
- تلطيخ العازلة (لfluorescence المناعي): إعداد برنامج تلفزيوني يحتوي على 0.1٪ BSA إلى برنامج تلفزيوني.
- السل المتوسط الكامل: تكملة ميدل بروك 7H9 مرق مع 0.05٪ (v/v) توين-80، 0.5٪ (v/v) الجلسرين، كاناميسين (20 ميكروغرام / مل)، 10٪ (v/v) حمض الأوليك ميدلبروك، الألبومين، دكستروز وتخصيب الكاتالاس (ميدلبروك الزراعة العضوية في التخصيب).
- الثقافات البكتيرية: استخدم سلالة مختبر Mtb الخبيثة القياسية ، H37Rv ، التي تعبر بشكل أساسي عن البروتين الفلوري الأخضر (GFP) ، لعدوى الخلايا المشتقة من الخلايا الأحادية. تحمل سلالة Mtb هذه بلازميد pFPV2 يحتوي على ترميز جيني GFP ، بالإضافة إلى جين لمقاومة الكاناميسين. المقاومة للمضادات الحيوية تمكن من الاختيار المستمر للبكتيريا البلازميد التعبير في الثقافات التي تحتوي على kanamycin. تخزين البكتيريا في السل المتوسطة كاملة و 70٪ الجلسرين (1:1 تخفيف) في -80 درجة مئوية.
2. عزل خلايا الدم المحيطي أحادية النووية من المعاطف بافي
ملاحظة: تنفيذ جميع الأعمال مع الدم البشري (يحتمل أن تكون معدية) داخل خزانة السلامة البيولوجية من الدرجة الثانية. تعطيل منتجات الدم المتبقية مع المطهرات لمدة 15 دقيقة قبل التخلص منها. تم الحصول على الدم من المتطوعين الأصحاء في هذه الحالة. وقد أنشئ هذا البروتوكول المتمايز في المختبر الكلي ليشمل 10 × 106 مركبات ثنائية الفينيل متعددة البروم المعزولة/المانحة/البئر. من كل متبرع، معطف واحد برتقالي يحتوي على حوالي 50 مل من تعليق الكريات البيض المركزة التي تنشأ من الدم كله، والذي يوفر عادة 500-800 × 106 PBMCs التي يمكن استرداد ما يقرب من 10٪ أو 50-80 × 106 الخلايا الأحادية.
- تحميل 15 مل من الدم معطف بافي على رأس 15 مل من متوسطة الانحدار الكثافة المعدة في أنبوب 50 مل. تراكب الدم ببطء على رأس طبقة الانحدار الكثافة عن طريق يميل طرف ماصة إلى جدار الأنبوب.
- تدور الأنابيب في 600 × ز لمدة 25 دقيقة في درجة حرارة الغرفة (RT) مع تسارع 0 و 0 تباطؤ.
ملاحظة: أغلق الأغطية بعناية قبل الطرد المركزي وتحقق دائما من حاملات الأنبوب بحثا عن احتمال تسربها بعد الطرد المركزي.
- إزالة طبقة البلازما العليا مع ماصة باستور معقمة وبعد ذلك جمع بعناية طبقة الخلية أحادية النووية في أنبوب جديد 50 مل باستخدام ماصة باستور معقمة. إضافة مصل خالية من RPMI المتوسطة إلى بيليه PBMC للحصول على حجم النهائي من 50 مل. اخلط بعناية عن طريق قلب الأنبوب عدة مرات قبل الطرد المركزي عند 500 × ز لمدة 5 دقائق في RT.
- تجاهل supernatant بعناية وإعادة إنفاق بيليه الخلية عن طريق التقليب الجزء السفلي من الأنبوب داخل الأصابع.
- لإزالة التلوث المتوسط الانحدار الكثافة من PBMCs، وغسل الخلايا 2-3 مرات مع RPMI خالية من المصل للحصول على حجم النهائي من 50 مل. جهاز الطرد المركزي في 500 × ز لمدة 5 دقائق في RT. غسل حتى يصبح supernatant الخلية شفافة.
- تجاهل supernatant وإعادة إنفاق الخلايا في 20 مل من المتوسط RPMI خالية من المصل.
- عد الخلايا عن طريق تلطيخ الأزرق تريبان، يدويا باستخدام مقياس الدم أو باستخدام عداد الخلية الآلي. تمييع تعليق الخلية في تريبان الأزرق في 1:2 أو 1:10 التخفيف عن طريق خلط عينة زرقاء خلية تريبان في لوحة بئر 96 على سبيل المثال، 50 ميكرولتر + 50 ميكرولتر (لعد مقياس الدم) أو 10 ميكرولتر + 10 ميكرولتر (لعد الخلايا الآلي) وعد الخلايا للحصول على عدد من الخلايا الحية / مل.
تنبيه: تريبان الأزرق سام ويجب التخلص منه في نفايات كيميائية منفصلة.
3. التمايز والاستقطاب من الخلايا المشتقة من monocyte
ملاحظة: للتمايز والاستقطاب من الخلايا المشتقة من monocyte، تم اتباع بروتوكول التي أنشأناها سابقا للخلايا M0، M1 مثل و M2 مثل وكذلك تماما M1 و M2 الخلايا المستقطبة25. للبساطة ، يتم وصف الضامة M1 و M2 المستقطبة بالكامل فقط هنا.
- استخدام الالتزام البلاستيك لعزل الخلايا الأحادية. باختصار، البذور PBMCs معزولة حديثا في لوحة ثقافة 6-جيدا في تركيز مناسب، على سبيل المثال، 10 × 106 PBMCs/ جيدا في 2 مل خالية من مصل RPMI المتوسطة واحتضان في 37 درجة مئوية و 5٪ CO2.
- بعد 2-3 ساعة، وإزالة الخلايا غير الملتصقة مع ماصة وغسل الآبار 3 مرات مع 1 مل وسيط خال من المصل. الخلايا المرفقة هي monocytes وتتألف من حوالي 10 ٪ من إجمالي PBMCs المضافة إلى البئر ، أي 106 monocytes استردادها من 10 × 106 PBMCs المضافة لكل بئر.
- لتمايز الضامة، قم بإعداد حل عمل يحتوي على 50 نانوغرام/مل GM-CSF أو M-CSF للاستقطاب الضام M1 و M2 على التوالي، مضافا في 2 مل من متوسط RPMI الكامل لكل بئر. زراعة الخلايا في حاضنة ثاني أكسيد الكربون5٪ في 37 درجة مئوية لمدة 3 أيام.
- في اليوم 3, إزالة 1 مل من خلية الثقافة المتوسطة بعناية من الطبقة العليا من كل بئر وتكملة الثقافات الخلية مع 1 مل من RPMI جديدة متوسطة كاملة تحتوي على تركيز مزدوج من M-CSF أو GM-CSF للحصول على 50 نانوغرام / مل التركيز النهائي في الآبار. إضافة عوامل النمو في حل العمل مسبقة الصنع من 100 نانوغرام / مل / جيدا.
- في اليوم 6، إضافة محفزات مختلفة لآخر 18-20 ساعة من تمايز الخلايا للحصول على M1 المستقطبة تماما وناضجة (إنترفيرون-γ؛ IFN-γ، والدهون الدهنية؛ LPS (E. coli O55:B5)) أو M2 (إنترلوكين 4؛ الضامة IL-4. بالنسبة للاستقطاب M1، قم بإعداد IFN-γ وLPS في RPMI متوسطة كاملة وإضافة 50 ميكرولتر لكل بئر للحصول على تركيز نهائي قدره 50 نانوغرام/مل IFN-γ و10 نانوغرام/مل ليرة لبنانية في ثقافات الخلايا. للاستقطاب M2، وإعداد IL-4 في RPMI المتوسطة كاملة وإضافة 50 ميكرولتر لكل بئر للحصول على تركيز نهائي من 20 نانوغرام / مل في ثقافات الخلية.
- لتمايز الضامة المستقطبة M0، وتحفيز الخلايا مع M-CSF فقط، دون أي السيتوكينات إضافية (توفير النمط الظاهري M2 مثل)25.
- تحقق من مورفولوجيا ثقافات الخلايا المشتقة من الخلايا الأحادية بانتظام باستخدام المجهر الخفيف لضمان تمييز الخلايا الأحادية الأصغر إلى خلايا أكبر تشبه الضامة. أيضا، رصد الاختلافات المورفولوجية المحتملة بين الاستقطاب M1 و M2، أي الخلايا M1 ممدود وامتدت مقارنة مع خلايا M2 مع شكل أكثر استدارة25.
- في اليوم 7، نقل لوحات مع الخلايا المشتقة من monocyte إلى مختبر BSL-3 للعدوى مع Mtb خبيثة.
4. إعداد ثقافات Mtb
ملاحظة: يجب تنفيذ الخطوات التالية في مرفق BSL-3. لجميع الأعمال مع Mtb خبيثة، واستخدام الملابس الواقية، وحماية الجهاز التنفسي، والقفازات المقاومة للإيثانول.
- تذوب قارورة مع 1 مل من اليكوت البكتيرية وتخلط مع 9 مل من السل المتوسطة كاملة (1:10 التخفيف) في أنبوب غطاء 50 مل تصفيتها. الثقافة تعليق في حاضنة في 37 درجة مئوية و 5٪ CO2.
- بعد 24 ساعة، تدور تعليق البكتيرية في 2300 × ز لمدة 10 دقيقة وتصب بعناية قبالة المتوسطة. Resuspend بيليه البكتيرية مع 15-20 مل من السل الطازج المتوسطة كاملة في أنبوب جديد 50 مل زراعة الغطاء المصفاة واحتضان في 37 درجة مئوية و 5٪ CO2. اخلط البكتيريا المستقرة في الأنبوب كل يومين إلى ثلاثة أيام للحفاظ على إمدادات غذائية متجانسة لجميع الخلايا البكتيرية.
- بعد 7-10 أيام، اخلطي التعليق البكتيري بشكل صحيح عن طريق الأنابيب صعودا وهبوطا قبل نقله إلى أنبوب غطاء المسمار سعة 50 مل.
- إضافة 35-40 مل من العازلة غسل معقمة إلى أنبوب 50 مل وتدور تعليق البكتيرية في 2,300 x غرام لمدة 10 دقيقة. كرر خطوات الغسيل مرة واحدة. Resuspend بيليه البكتيرية في 1 مل من مصل خالية من RPMI المتوسطة عن طريق الأنابيب مع micropipette.
- إضافة 9 مل أخرى من RPMI المتوسطة الخالية من المصل و sonicate تعليق البكتيرية داخل خزانة السلامة البيولوجية من الدرجة الثانية لمدة 5 دقائق في 37 درجة مئوية، لتعطيل الكتل البكتيرية. تراجع أنبوب مرارا وتكرارا (3-4 مرات) في sonicator حمام المياه لضمان أقصى قدر من الاضطراب من الكتل البكتيرية. قياس الكثافة البصرية (OD) من 1 مل من التعليق البكتيري في الطول الموجي 600 نانومتر باستخدام مطياف وضعت داخل خزانة السلامة البيولوجية. استخدام مصل خالية من RPMI المتوسطة لتعيين المرجع.
- حساب عدد وحدات تشكيل المستعمرة (CFU) باستخدام الصيغة: (OD +0.155)/0.161 = Y، و Y x 107= Y x 106 CFU/mL، على سبيل المثال، توفر قيمة OD 0.32 تركيز بكتيري (0.32 + 0.155)/0.161 = 2.95، 2.95 × 107= 29.5 × 106 CFU/mL.
5. عدوى Mtb من الخلايا المشتقة من monocyte
ملاحظة: يجب تنفيذ الخطوات التالية في مرفق BSL-3.
- Resuspend بيليه البكتيرية في المتوسط RPMI خالية من المصل في أنبوب جديد معقم 50 مل وضبط التركيز البكتيري النهائي إلى ما يقرب من 5 × 106 CFU / مل.
- قم بإزالة وسيطة ثقافة الخلية من لوحة (لوحات) البئر 6 التي تحتوي على خلايا مشتقة من أحادية الخلية. أضف 1 مل من وسيط RPMI الخالي من المصل إلى كل بئر. إضافة 1 مل من التعليق البكتيري لكل بئر للحصول على تعدد العدوى (MOI) 5:1، أي 5 × 106 CFU لكل 106 الضامة في 2 مل / جيدا واحتضان لوحات لمدة 4 ساعة في 37 درجة مئوية و 5٪CO2.
- بعد الإصابة، اغسل الخلايا 3 مرات مع 1 مل من عازل الغسيل المعقم لإزالة البكتيريا خارج الخلية. إمالة لوحة وإزالة بعناية المخزن المؤقت غسل كامل من الزوايا. Resuspend الخلايا المشتقة من الخلايا الأحادية المصابة Mtb في 2 مل من RPMI المتوسطة كاملة دون المضادات الحيوية والمضي قدما في تدفق تلطيخ قياس الخلايا أو احتضان الخلايا لمدة 24 ساعة أخرى (أو غيرها من النقاط الزمنية) قبل تدفق قياس الخلايا.
6. تدفق تلطيخ قياس الخلايا من الخلايا المشتقة من الخلايا الأحادية المصابة Mtb
ملاحظة: يجب تنفيذ الخطوات التالية في مرفق BSL-3. يمكن إجراء تلطيخ قياس التدفق الخلوي في لوحة من 96 بئرا بدلا من الأنابيب.
- فصل الخلايا المصابة Mtb (والضوابط غير المصابة) من الآبار في 6 لوحة بئر (ق) عن طريق الحضانة مع 1 مل من العازلة FACS لكل بئر لمدة 30 دقيقة على الأقل في 37 درجة مئوية و 5٪ CO2.
- ماصة بلطف صعودا وهبوطا عدة مرات لضمان فصل الخلايا. إذا كان ذلك ممكنا، تأكد من انفصال الخلية بالمنظار المجهري. نقل تعليق الخلية من كل بئر إلى أنبوب الطرد الدقيق المسمار توج وتدور الأنابيب في 200 × ز لمدة 5 دقائق. تجاهل supernatant بعناية عن طريق pipetting.
- غسل بيليه الخلية في كل أنبوب مرتين مع FACS العازلة وتدور الخلايا في 200 × ز لمدة 5 دقائق.
- وصمة عار الخلايا (حوالي 0.5 × 106 إلى 1 × 106 خلايا / أنبوب) مع ما يقرب من 50 ميكرولتر كوكتيل من الأجسام المضادة للفلوروشروم المقترنة بما في ذلك TLR2 (AF647)، CD206 (APC-Cy7)، CD163 (BV605)، CD80 (BV650)، CCR7 (BV711)، CD86 (BV786)، CD200R (PE)، CD64 (PE-Dazzle 594)، HLA-DR (PE-Cy5) (الجدول 1)بالاقتران مع صبغة القابلية للحياة Zombie-UV لمدة 30 دقيقة عند 4 درجات مئوية (الثلاجة) في الظلام.
- غسل الخلايا الملطخة مرتين مع 400 ميكرولتر من العازلة FACS وتدور الخلايا في 200 × ز لمدة 5 دقائق.
- إصلاح الخلايا الملطخة مع 200 ميكرولتر من العازلة التثبيت (أعدت حديثا) لمدة 30 دقيقة في RT في الظلام لضمان تعطيل كامل من البكتيريا الفطرية.
- غسل الخلايا مرتين مع 400 ميكرولتر من العازلة FACS وتدور في 200 × ز لمدة 5 دقائق لإزالة الزائدة إصلاح العازلة.
- إعادة تشغيل الخلايا الثابتة في 400 ميكرولتر من العازلة FACS ونقل العينات إلى أنابيب جديدة 1 مل الطرد المركزي الدقيق قبل إخراجها من مختبر BSL-3 لقياس التدفق الخلوي في BSL-2. تخزين الخلايا الملطخة في +4 درجة مئوية حتى الحصول على عينة.
ملاحظة: رش الأنابيب بالإيثانول بنسبة 70٪ قبل إخراجها من مختبر BSL-3. الفورمالديهايد سام (مسرطن) ويجب التعامل معه في خزانة السلامة البيولوجية من الدرجة الثانية. تخلص من نفايات الفورمالديهايد في نفايات كيميائية منفصلة.
7. تدفق الحصول على البيانات الخلوية وتحليل الخلايا المشتقة من الخلايا الأحادية المصابة Mtb
ملاحظة: يجب تنفيذ الخطوات 7.1-7.2 قبل تلطيخ قياس التدفق الخلوي الموضح أعلاه. لتجنب المشاكل مع تكتل الخلايا وتفكك الأصباغ جنبا إلى جنب بعد تثبيت الخلية، يتم إجراء الحصول على عينة من كل من الخلايا المصابة Mtb وغير المصابة في غضون 4-10 ساعة بعد تلطيخ الأجسام المضادة الأولية.
- قبل تدفق تلطيخ قياس الخلايا المذكورة أعلاه، تعويض إشارة الفلورسنت لكل الأجسام المضادة المترافقة مع الفلوروشروم المدرجة في لوحةتلطيخ (الجدول 1)باستخدام حبات التعويض (الإيجابية والسلبية على حد سواء).
- تمييع تمييع الجسم المضاد لتلطيخ الضامة البشرية للحصول على الإشارة المثلى لكل فلوروشروم.
- استخدام الخلايا غير الملطخة لتحديد مستوى مضان الخلفية اللازمة لتعيين بوابة للسكان الخلية السلبية مما يسمح للخلايا الملطخة أن يتصور (الضامة هي الفلورسنت السيارات للغاية).
- الحصول على ما لا يقل عن 50،000 الخلايا / عينة في تدفق cytometer باستخدام البرنامج الموصى به للحصول على البيانات.
- تصدير ملفات الاستحواذ من مقياس التدفق الخلوي في تنسيق قياس التدفق الخلوي (FCS) 3.1.
- تحليل ملفات FCS في تدفق برنامج تحليل قياس الخلايا.
- الضامة البوابة وفقا للأمام والجانب مبعثر (FSC وSSC) خصائص واستبعاد الخلايا الميتة عن طريق العيش / الخلية الميتة gating باستخدام صبغة قابلية البقاء غيبوبة الأشعة فوق البنفسجية.
- تصور الضامة H37Rv-GFP المصابة في قناة FITC.
- تحديد وتيرة الخلايا الملطخة إيجابيا وكثافة الفلورسينس المتوسط الهندسية (MFI) لجميع العلامات(الجدول 1).
8. تلطيخ immunofluorescence من الخلايا المشتقة من الخلايا الأحادية المصابة Mtb
ملاحظة: يجب إجراء عدوى Mtb في منشأة BSL-3.
- للحصول على المناعة، والبذور 2 × 105 PBMCs / جيدا في 500 ميكرولتر من المتوسط RPMI خالية من المصل في 8 شرائح غرفة جيدا للحصول على 2 × 104 monocytes / جيدا. بعد التمايز والاستقطاب M1/M2 من monocytes، والمضي قدما مع عدوى Mtb كما هو موضح أعلاه. إصلاح الشرائح بعد 24 ساعة من العدوى Mtb مع تثبيت العازلة لمدة 30 دقيقة. يتم تخزين الشرائح الثابتة في الثلاجة عند -20 درجة مئوية حتى مزيد من التحليلات.
- غسل الخلايا المشتقة من monocyte مرتين مع 200 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني لمدة 10 دقيقة لكل منهما.
- Permeabilize الخلايا مع 200 ميكرولتر من المخزن المؤقت permeabilization لمدة 5 دقائق في RT.
- غسل الخلايا 3 مرات مع 200 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني لمدة 5 دقائق لكل منهما.
- غسل الخلايا مرتين مع 200 ميكرولتر من العازلة غسل لمدة 5 دقائق لكل منهما.
- كتلة ملزمة غير محددة مع 200 ميكرولتر من العازلة حظر لمدة 30 دقيقة في RT.
- تمييع الأجسام المضادة الأولية 1:100 في العازلة تلطيخ واحتضان الخلايا M1 مع الأجسام المضادة CD64 غير مترافق (استنساخ: 10.1) والخلايا M2 مع الأجسام المضادة CD163 غير مترافق (متعدد النسيلة) لمدة 2 ساعة في RT.
- بعد ذلك ، اغسل الخلايا 3 مرات مع 200 ميكرولتر من مخزن الغسيل لمدة 10 دقائق لكل منها.
- تمييع الفلورسنت المسمى الأجسام المضادة الثانوية 1:1,000 في العازلة تلطيخ واحتضان الخلايا M1 مع IgG-Alexa فلور المضادة للفأرة 594 والخلايا M2 مع IgG-Alexa فلور المضادة للأرنب 594 لمدة 1 ساعة في RT.
- غسل الخلايا 3 مرات مع 200 ميكرولتر غسل العازلة لمدة 10 دقيقة لكل منهما.
- إزالة شبكة الغرفة وإضافة ~ 20 ميكرولتر من DAPI تصاعد المتوسطة في كل بئر ووضع 1.5 ملم coverslip على كل شريحة.
- ختم غطاء مع طبقة من طلاء الأظافر.
- الحصول على الصور باستخدام المجهر confocal مع الليزر تنبعث منها في 486 نانومتر لإثارة GFP (القناة الخضراء)، 402 نانومتر لDAPI (الأزرق) و 560 نانومتر للأجسام المضادة الثانوية (الأحمر) على التوالي.