توضح هذه المقالة تحديد الخلايا البيروبوتية باستخدام قياس التدفق الخلوي بعد تلطيخ مزدوج بالأجسام المضادة ضد الجزء N-terminal من الدجاج GSDME (chGSDME-NT) ويوديد البروبيديوم (PI).
توضح هذه المقالة تحديد الخلايا البيروبوتية باستخدام قياس التدفق الخلوي بعد تلطيخ مزدوج بالأجسام المضادة ضد الجزء N-terminal من الدجاج GSDME (chGSDME-NT) ويوديد البروبيديوم (PI).
Pyroptosis هو نوع التهابي من موت الخلايا المبرمج مدفوعا في الغالب بتكوين مسام غشاء البلازما بواسطة N-terminus المتولدة من بروتينات عائلة Gasdermin المشقوقة (GSDM). يعد فحص GSDM-NT المتصل بالغشاء بواسطة Western Blot هو الطريقة الأكثر استخداما لتقييم pyroptosis. ومع ذلك ، من الصعب التمييز بين الخلايا المصابة بالبيروبتوسيس والأشكال الأخرى لموت الخلايا باستخدام هذه الطريقة. في هذه الدراسة ، تم استخدام خلايا DF-1 المصابة بفيروس مرض الجراب المعدي (IBDV) كنموذج لتحديد نسبة الخلايا التي تخضع لداء البيروبتوسيس عن طريق قياس التدفق الخلوي ، باستخدام أجسام مضادة محددة ضد الجزء الطرفي N من الدجاج GSDME (chGSDME-NT) وتلطيخ يوديد البروبيديوم (PI). كانت الخلايا الإيجابية ل chGSDME-NT قابلة للاكتشاف بسهولة عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام الأجسام المضادة المضادة ل chGSDME-NT التي تحمل علامة Alexa Fluor 647. علاوة على ذلك ، كانت نسبة الخلايا الإيجابية المزدوجة chGSDME-NT / PI في الخلايا المصابة بفيروس IBDV (حوالي 33٪) أكبر بكثير من الضوابط المصابة بالوهمية (P < 0.001). تشير هذه النتائج إلى أن فحص chGSDME-NT المرتبط بالغشاء عن طريق قياس التدفق الخلوي هو نهج فعال لتحديد الخلايا البيروبوتية بين الخلايا التي تمر بموت الخلايا.
Pyroptosis هو نوع التهابي من موت الخلايا المبرمج الذي يعتمد بشكل أساسي على تكوين مسام غشاء البلازما بواسطة Gasdermin (GSDM) D في الثدييات1،2،3. بسبب النقص الوراثي في GSDMD في الدجاج 4,5 ، لا تزال آلية pyroptosis في الدجاج بعيدة المنال. تتكون عائلة Gasdermin من بروتينات محفوظة ، بما في ذلك GSDMA و GSDMB و GSDMC و GSDMD و GSDME و DFNB59 3,6. أفادت الدراسات أن GSDME من أسماك وبط teleost مشقوق بواسطة caspase-1/3/7 أو caspase-3/7 للحث على موت الخلايا البيروبوتية 7,8. ومع ذلك ، لا يزال يتعين توضيح دور داء البيروبتوسيس بوساطة GSDME في استجابة المضيف للعدوى المسببة للأمراض في الدجاج.
مرض الجراب المعدي (IBD) هو مرض دواجن حاد وشديد العدوى ومثبط للمناعة يسببه IBDV9. IBDV ، وهو فيروس RNA مزدوج المقطع ثنائي المقطع (ds) غير مغلف ، ينتمي إلى جنس Avibirnavirus في عائلة Birnaviridae10. أظهرت الدراسات السابقة التي أجراها آخرون ومختبرنا أن عدوى IBDV تحفز موت الخلايا في الخلايا المضيفة عبر مسارات مختلفة11،12،13،14. أظهرت النتائج السابقة أن عدوى IBDV تؤدي إلى إطلاق نازعة هيدروجين اللاكتات (LDH) ، وهو مؤشر على موت الخلايا المحللة 6,15 ، مما يشير إلى أن عدوى IBDV تحفز موت الخلايا المحللة في الخلايا المضيفة. علاوة على ذلك ، تظهر البيانات أن الخلايا المصابة بفيروس IBDV تظهر سمات مورفولوجية لموت الخلايا البيروبوتية ، بما في ذلك تورم الخلايا مع فقاعات كبيرة تهب من غشاء البلازما وتلطيخ يوديد البروبيديوم (PI) الإيجابي ، مما يشير إلى أن عدوى IBDV تحفز pyroptosis في الخلايا.
بالنظر إلى أن تكوين مسام الغشاء في الخلايا البيروبوتية بواسطة الجزء N-terminal من GSDM المشقوق (GSDM-NT) هو السمة المميزة ل pyroptosis ، من الناحية النظرية ، يمكن اكتشاف الخلايا البيروبوتية عن طريق قياس التدفق الخلوي عن طريق فحص GSDM-NT على غشاء الخلية باستخدام أجسام مضادة محددة. في الخلايا البيروبوتية للطيور ، تشكل الجزء N-terminal من الدجاج Gasdermin E (chGSDME-NT) مسام غشائية ، مما يسمح ليوديد البروبيديوم (PI) بالمرور عبر الحمض النووي وربطه. وبالتالي ، يمكن الكشف عن نسبة الخلايا البيروبوتية باستخدام قياس التدفق الخلوي ، وبالتالي التمييز بين pyroptosis والأشكال الأخرى لموت الخلايا ، مثل موت الخلايا المبرمج والنخر. ومع ذلك ، لم يتم الإبلاغ عن طريقة فحص الخلايا pyroptotic عن طريق قياس التدفق الخلوي. في هذه الدراسة ، أصيبت خلايا DF-1 بفيروس IBDV ، وتم إجراء قياس التدفق الخلوي لفحص الخلايا البيروبتونية باستخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (McAb) ضد جزء chGSDME-NT (المرتبط بالغشاء) وتلطيخ PI. والمثير للدهشة أن الخلايا البيروبوتية تم اكتشافها بشكل فعال عن طريق قياس التدفق الخلوي. علاوة على ذلك ، يمكن تحديد نسبة الخلايا البيروبوتية. توفر هذه النتائج وسيلة قوية وفعالة لتحديد pyroptosis.
توضح هذه المقالة طريقة لفحص pyroptosis في الخلايا المصابة ب IBDV عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام تلطيخ MCAB و PI المضاد ل chGSDME-NT. يمكن أيضا توسيع هذه الطريقة لتشمل الخلايا الأخرى المصابة بمسببات الأمراض وتطبيقها لفحص أنواع مختلفة من الخلايا المصابة بالبيروبتوسيس ، وتمييزها عن الأشكال الأخرى لموت الخلايا.
يتم سرد تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في الدراسة في جدول المواد.
1. تحضير خلايا العينة
2. تلطيخ الخلايا لقياس التدفق الخلوي
3. إجراء فحص التدفق الخلوي
4. تحليل بيانات قياس التدفق الخلوي
يمكن اكتشاف chGSDME-NT على غشاء خلايا DF-1 المصابة بعدوى IBDV بسهولة عن طريق قياس التدفق الخلوي
واحدة من أهم ميزات الخلايا pyroptotic هي تشكيل مسام الغشاء بواسطة شظايا GSDM-NT الناتجة عن انقسام Gasdermin. لذلك ، يمكن نظريا اكتشاف الخلايا البيروبتونية عن طريق قياس التدفق الخلوي عن طريق فحص GSDM-NT على أغشية الخلايا باستخدام أجسام مضادة محددة. وهكذا ، أصيبت خلايا DF-1 ب IBDV ، وتم فحص الخلايا البيروبوتية عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام تلطيخ Alexa Fluor 647 المضاد ل chGSDME-NT McAb و PI. تم الكشف عن عدد كبير من الخلايا الإيجابية chGSDME-NT عن طريق قياس التدفق الخلوي بعد عدوى IBDV (الشكل 1). في المقابل ، أظهرت عناصر التحكم أو الخلايا المصابة بالفيروس الملطخة بالتحكم في النمط المتماثل IgG الحد الأدنى من الخلايا الإيجابية Alexa Fluor 647. توضح هذه النتائج الكشف الفعال والمحدد عن chGSDME-NT المرتبط بالغشاء عن طريق قياس التدفق الخلوي. وتجدر الإشارة إلى أنه نظرا لأن شظايا C-terminal من chGSDME المشقوق (chGSDME-CT) تم الاحتفاظ بها داخل السيتوبلازم بدلا من نقلها إلى غشاء البلازما مثل chGSDME-NT ، فإن شظايا chGSDME-CT كانت بالكاد قابلة للكشف عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام تلطيخ مستضد سطح الغشاء ، والذي كان متفقا مع حقيقة أن pyroptosis كان مرتبطا بشظايا chGSDME-NT المرتبطة بالغشاء.
يمكن تحديد Pyroptosis في خلايا DF-1 عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام تلطيخ مزدوج للخلايا مع الفلوريسئين المسمى المضاد ل chGSDME-NT McAb و PI
عندما كانت الخلايا ملطخة بشكل مزدوج باستخدام Alexa Fluor 647 المسمى بمكافحة chGSDME-NT McAb و PI ، متبوعا بتحليل قياس التدفق الخلوي في قنوات التألق FL3 و FL4 ، يمكن تحديد الخلايا البيروبوتية من خلال تلطيخ chGSDME-NT و PI الإيجابي. كما هو موضح في الشكل 2A ، B ، تم الكشف عن عدد كبير من الخلايا الإيجابية chGSDME-NT المصابة بعدوى IBDV بواسطة مقايسات قياس التدفق الخلوي ، وكانت نسبة الخلايا الإيجابية المزدوجة chGSDME-NT / PI في الخلايا المصابة بفيروس IBDV (حوالي 33٪) أكبر بكثير من نسبة الضوابط المصابة بالوهمية (P < 0.001) ، مما يشير إلى أن تكوين مسام الغشاء بواسطة chGSDME-NT متزامنا مع اضطراب أغشية الخلايا ، مما تسبب في خضوع هذه الخلايا المصابة بفيروس IBDV لموت الخلايا البيروبتوبية. تظهر هذه البيانات بوضوح أن عدوى IBDV تحفز داء البيروبتوسيس بوساطة chGSDME في الخلايا المضيفة. في حين أن الخلايا الإيجابية المفردة PI قد تمثل أشكالا أخرى من موت الخلايا الناجم عن عدوى IBDV. لذلك ، فإن فحص chGSDME-NT المكون للمسام عن طريق قياس التدفق الخلوي يوفر طريقة قيمة لتمييز الخلايا البيروبتونية عن تلك التي تخضع لأشكال أخرى من موت الخلايا.

الشكل 1: فحص الخلايا المرتبطة ب chGSDME-NT عن طريق قياس التدفق الخلوي. كانت خلايا DF-1 مصابة أو مصابة بفيروس IBDV في MOI من 1. بعد 24 ساعة من الإصابة ، تم حصاد الخلايا وتلطيخها باستخدام Alexa Fluor 647 المسمى anti-chGSDME-NT / anti-chGSDME-CT McAb أو التحكم في النمط المتماثل IgG ، وتحليلها باستخدام قياس التدفق الخلوي. أظهر تلطيخ chGSDME-NT الإيجابي في مقايسة قياس التدفق الخلوي خلايا chGSDME-NT المرتبطة بالغشاء مع داء البيروبتوسيس الناجم عن IBDV. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: فحص داء البيروبتوسيس عن طريق قياس التدفق الخلوي باستخدام تلطيخ مزدوج مع chGSDME-NT و PI. أ: تحليل المخطط النقطي للخلايا البيروبوتية عن طريق قياس التدفق الخلوي. أصيبت خلايا DF-1 بفيروس IBDV عند MOI من 1. بعد 24 ساعة من الإصابة ، تم حصاد الخلايا ، وتلطيخها باستخدام Alexa Fluor 647 المسمى anti-chGSDME-NT / anti-chGSDME-CT McAb و PI ، وتحليلها باستخدام قياس التدفق الخلوي. (ب) النسبة المئوية للخلايا البيروبوتية في كل مجموعة في (أ) رسمت وحللت إحصائيا. تم استخدام ANOVA ثنائي الاتجاه لتحليل الدلالة الإحصائية. مثلت البيانات ثلاث تجارب مستقلة وتم تقديمها كوسيلة ± SD. ***P < 0.001. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
توضح هذه المقالة طريقة فعالة لفحص pyroptosis باستخدام قياس التدفق الخلوي ، والذي يتحقق من خلال تلطيخ مزدوج للخلايا المصابة باستخدام Alexa Fluor 647 المسمى بمكافحة chGSDME-NT McAb و PI. يمكن أيضا تطبيق هذا النهج عبر أنواع مختلفة من الخلايا للتمييز بين داء البيروبتوسيس والأنواع الأخرى من موت الخلايا ، مثل موت الخلايا المبرمج والنخر.
تم تقييم Pyroptosis ، وهو نوع التهابي من موت الخلايا المبرمج الذي يعتمد بشكل أساسي على تكوين مسام غشاء البلازما الناجم عن Gasdermin (GSDM) في الثدييات1،2،3 ، تقليديا من خلال طرق مثل إطلاق LDH6،15 ، والسمات المورفولوجية16 ، والكشف عن شظايا GSDM-NT / GSDM-CT عبر فحوصات Western Blot أو IFA17. ومع ذلك ، لا تحدد أي من هذه الطرق بدقة النسبة المئوية للخلايا البيروبتوبية. تستفيد هذه الدراسة من مسام غشاء البلازما المميزة في الخلايا البيروبتونية التي تشكلها شظايا GSDM-NT لتطوير استراتيجية قائمة على قياس التدفق الخلوي لتحديدها.
عندما تم صبغ الخلايا بشكل مزدوج باستخدام chGSDME-NT-Alexa Fluor 647 و PI وتم تحليلها لاحقا عبر قياس التدفق الخلوي في قنوات التألق FL3 و FL4 ، كان من الممكن تمييز pyroptosis عبر معلمتين في وقت واحد: chGSDME-NT-Alexa Fluor 647 يشير إلى تكوين مسام غشاء البلازما بواسطة الجزء N-terminal من chGSDME المشقوق ، وتلطيخ PI يشير إلى تمزق غشاء البلازما. تظهر البيانات أن نسبة الخلايا الإيجابية المزدوجة chGSDME-NT / PI في الخلايا المصابة بفيروس IBDV (حوالي 33٪) كانت أعلى بكثير من الضوابط المصابة بالوهمية (P < 0.001).
تتطلب الطريقة التجريبية عدة اعتبارات لضمان الدقة والموثوقية. أولا ، يجب أن يحتوي كل أنبوب عينة يستخدم لتحليل التدفق على ما لا يقل عن 1 × 106 خلايا للحفاظ على دقة تحليل التدفق. نظرا لخطوات الغسيل المتعددة في البروتوكول ، ينصح بزيادة العدد الأولي للخلايا في كل أنبوب في الخطوة 2.1 وفقا لذلك ، على سبيل المثال ، إلى 2 × 106 خلايا. من الضروري التعامل مع غسل الخلايا ونقلها بحذر شديد لتجنب الاضطراب غير المقصود لسلامة الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك أن كثافة الخلية وتركيز الأجسام المضادة ومدة العملية يمكن أن تؤثر جميعها على إعدادات المعلمات المثلى. لذلك ، من الضروري ضبط معلمات وإعدادات مقياس التدفق الخلوي بناء على الظروف التجريبية المحددة. في هذه الدراسة ، كانت المعلمات المستخدمة كما يلي: تم ضبط FSC AmpGain على 1.40 ، وتم ضبط جهد SSC على 490 فولت. تم تعيين البوابة في مخطط FSC / SSC لتغطية جميع مجموعات الخلايا لتحليل قناة FL3 / 4 اللاحقة. تم ضبط الفولتية الفلورية على 600 فولت لقناة FL3 (PI) و 600 فولت لقناة FL4 (Alexa Fluor 647). تم تعيين التعويض بنسبة 38.0٪ بين قنوات FL4 و FL3. تم تعيين معدل التدفق على 200 حدث / أحداث ، مع تحديد عتبة الحدث عند 10,000.
بمساعدة النهج الجديد ، تقدم هذا الفهم لدور داء البيروبتوسيس بوساطة GSDME في استجابة المضيف للعدوى المسببة للأمراض في الدجاج والآليات الأساسية بشكل كبير. من خلال استخدام أجسام مضادة محددة ، تمكنا من فحص chGSDME-NT المكون للمسام عبر قياس التدفق الخلوي ، وتمييز الخلايا البيروبوتية عن غيرها وتسهيل تحديد نسبة الخلايا التي تخضع ل pyroptosis. نتيجة لذلك ، توفر هذه الطريقة ميزة واضحة على مقايسات Western Blot أو IFA في الكشف عن الخلايا البيروبتوبية.
ومع ذلك ، فإن الحد من هذا البروتوكول يكمن في استخدام الجزء N-terminal من GSDME الدجاج في الخلايا المصابة بفيروس IBDV كنموذج تجريبي لدراسة pyroptosis. ومع ذلك ، فإن هذه الدراسة تمثل أول استخدام ناجح لقياس التدفق الخلوي لتحديد pyroptosis.
باختصار ، فإن طريقة قياس التدفق الخلوي الموصوفة هنا لفحص pyroptosis تحمل إمكانات كبيرة لتعزيز فهمنا للآليات الكامنة وراء pyroptosis في كل من الثدييات والطيور. تقف هذه الطريقة كأداة فعالة تساهم في البحث عن موت الخلايا في علوم الحياة.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
ونود أن نشكر الدكتور جو ليو على مساعدته الكريمة. تم دعم هذه الدراسة بمنح من البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (رقم 2022YFD1800300) ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 32130105) ، والصندوق المخصص لنظام أبحاث تكنولوجيا الصناعة الزراعية الحديثة (No. CARS-40)، الصين.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 5 مل أنبوب البوليسترين ذو القاع المستدير (12 مرة ؛ 75 مم) | Corning Falcon | 352052 | |
| 6 لوحة ثقافة خلايا الآبار | Corning | 3516 | |
| Alexa Fluor 647 مجموعات وضع العلامات على الأجسام المضادة | Thermo Fisher Scientific | A20186 | |
| Anti-chGSDME-CT McAb | SAE Biomedical Tech Company (Zhongshan ، الصين) | EU0228 | |
| Anti-chGSDME-NT McAb | شركة SAE Biomedical Tech Company (تشونغشان ، الصين) | EU0227 | |
| برنامج CellQuest | BD Biosciences | ||
| CO2< / sub> حاضنة | Thermo Fisher Scientific | 3100 | |
| أجهزة الطرد المركزي للتجميد المبردة | Eppendorf | 5810R | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) ؛ | جيبكو من لايف تكنولوجيز | C11995500BT | |
| مصل الأبقار الجنينية (FBS) | سيجما ألدريتش | F0193-500 مل | |
| مقياس التدفق الخلوي | BD Biosciences | FACSCalibur | |
| Flow Cell Cytometry Staining | Buffer Thermo Fisher Scientific | 00-4222-26 | |
| Hemocytometer | Qiu-jing كاشف كيميائي حيوي & شركة الأدوات (شنغهاي ، الصين) | YX-JSB52 | |
| IBDV Lx سلالة | IBDV Lx من قبل الدكتور جو ليو ، أكاديمية بكين للزراعة والغابات ، بكين ، الصين | ||
| المجهر المقلوب | شركة تشونغتشينغ للأدوات الكهروضوئية | XDS-1B | |
| الماوس العادي IgG | سانتا كروز التكنولوجيا الحيوية | sc-2025 | |
| محلول ملحي للفوسفات (PBS) | M & ج Gene Technology | CC017 | |
| بروبيديوم يوديد (PI) | سيجما ألدريتش | P4170 | |
| التربسين-EDTA ، 0.25٪ | M & ج جين تكنولوجي | CC008 | |
| دوامة مذبذب | MIULAB | MIX-28+ |