يفصل هذا البروتوكول عزل السكان المناعيين وغير المحصنين الأحياء عن رئة الفأر في حالة مستقرة وبعد عدوى الأنفلونزا. كما يوفر استراتيجيات البوابات لتحديد المجموعات الفرعية للخلايا الظهارية والنخاعية.
مقالة منهجية
يفصل هذا البروتوكول عزل السكان المناعيين وغير المحصنين الأحياء عن رئة الفأر في حالة مستقرة وبعد عدوى الأنفلونزا. كما يوفر استراتيجيات البوابات لتحديد المجموعات الفرعية للخلايا الظهارية والنخاعية.
تتعرض الرئة باستمرار لمسببات الأمراض والمحفزات البيئية الضارة الأخرى ، مما يجعلها عرضة للتلف والخلل الوظيفي وتطور الأمراض. كانت الدراسات التي تستخدم نماذج الفئران لعدوى الجهاز التنفسي والحساسية والتليف والسرطان حاسمة للكشف عن آليات تطور المرض وتحديد الأهداف العلاجية. ومع ذلك ، فإن معظم الدراسات التي ركزت على رئة الفأر تعطي الأولوية لعزل الخلايا المناعية أو الخلايا الظهارية ، بدلا من كلا المجموعتين في وقت واحد. هنا ، نصف طريقة لإعداد معلق شامل أحادي الخلية لكل من السكان المناعيين وغير المناعيين المناسب لقياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا المنشط بالفلورة. تشمل هذه المجموعات الخلايا الظهارية والخلايا البطانية والخلايا الليفية ومجموعة متنوعة من مجموعات الخلايا النخاعية الفرعية. يستلزم هذا بروتوكول غسل قصبات هوائية وتضخم لاحقة من الرئتين مع متباينة. ثم يتم هضم الرئتين في خليط liberase. تحرر طريقة المعالجة هذه مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا المتنوعة وتؤدي إلى تعليق أحادي الخلية لا يتطلب تفككا يدويا ضد مرشح ، مما يعزز بقاء الخلية وينتج عنه أعداد كبيرة من الخلايا الحية لتحليلات المصب. في هذا البروتوكول ، نحدد أيضا مخططات البوابات للمجموعات الفرعية للخلايا الظهارية والنخاعية في كل من الرئتين الساذجة والمصابة بالإنفلونزا. يعد العزل المتزامن للخلايا المناعية الحية وغير المناعية أمرا أساسيا لاستجواب الحديث المتبادل بين الخلايا واكتساب فهم أعمق لبيولوجيا الرئة في الصحة والمرض.
تتكون الرئة من الشعب الهوائية والحويصلات الهوائية والخلالية. توجد الخلايا المناعية وغير المناعية داخل هذه المقصورات للمساهمة في كل من وظيفة الرئة المتجانسة (تبادل الغازات) ودفاع المضيف ضد الإهانات البيئية ، مثل العدوى الفيروسية. الممرات الهوائية الكبيرة والصغيرة ، أو الشعب الهوائية والقصيبات الهوائية ، مبطنة بالخلايا الظهارية. الخلايا الظهارية السائدة في هذه المناطق هي الخلايا الهدية والهدبية المسؤولة عن إفراز الجزيئات الواقية وتسهيل إزالة الغشاء المخاطيالهدبي 1. الحويصلات الهوائية هي أكثر الهياكل البعيدة في الرئة ، مبطنة بنوعين من الخلايا الظهارية ، الخلايا السنخية من النوع الأول (ATIs) والخلايا السنخية من النوع الثاني (ATIIs). ATI هي المسؤولة عن تبادل الغازات ، وتقوم ATIIs بإفراز المواد الخافضة للتوتر السطحي وإعادة تدويرها لضمان التوتر السطحيالمناسب 2،3. تتجدد ATIIs ذاتية التجديد ويمكن أن تتمايز أيضا إلى ATI ، وهو دور مهم بشكل خاص بعد تلف الرئة4. بالإضافة إلى ذلك ، توفر ATIIs مكانة داعمة لنوع الخلايا المناعية الرئيسي الذي يملأ مكانة السنخية ، البلاعم السنخية (AMs) 5،6. خارج الظهارة ، تشكل الخلايا الليفية والخلايا البطانية والضامة الخلالية (IMs) (التي يمكن أن تكون مرتبطة بالأعصاب والأوعية) النسيجالخلالي 7،8،9،10. استجابة للعدوى والإصابة ، تموت العديد من خلايا الرئة ، وتتسلل الخلايا المناعية ، بما في ذلك الخلايا الوحيدة والعدلات ، إلى الأنسجة11،12. تتمايز الخلايا الوحيدة المتسللة للرئة إلى البلاعم ويمكن أن تساهم في حجرة البلاعم على المدىالطويل 13.
الطرق الحالية لتحضير معلقات أحادية الخلية من رئة الفأر تعتمد بشكل عام على الكولاجيناز وتتطلب تفككا جسديا للأنسجة14. يمكن أن يؤدي هذا إلى انخفاض أعداد الخلايا غير المناعية القابلة للحياة. تعتمد بعض البروتوكولات لعزل الخلايا الظهارية على التباين وتنتج نسبا أعلى من الخلايا الظهارية الحية. ومع ذلك ، فإن هذه البروتوكولات عموما لا تحقق في غلة الخلايا المناعية وقابليتهاللحياة 15،16،17. قياس التدفق الخلوي هو طريقة شائعة تستخدم للتمييز بين مجموعات الخلايا داخل الأنسجة المهضومة. في خط الأساس ، يتم تحديد بوابات قياس التدفق الخلوي ل AMs و IMs والخلايا الوحيدة والعدلات بوضوح. ومع ذلك ، أثناء الالتهاب ، تصبح عملية البوابات متغيرة ويصعب تفسيرها بسبب الاستمرارية في التعبير عن علامة السطح للخلايا الوحيدة المتسللة التي تتمايز إلى ضامة. لذلك ، يحدد البروتوكول المقدم هنا أيضا استراتيجيات البوابات لتحديد مجموعات الخلايا النخاعية ذات الأهمية بعد الإصابة.
يعد التفكك القوي للخلايا الظهارية والنخاعية في الرئة أمرا ضروريا لتمييز وظائفها الاستتبابية والالتهابية. ستمكن طريقة عزل هذه الحجرات الخلوية بالتوازي من إجراء تحليلات نهائية لأنواع الخلايا الرئيسية التي تحافظ على الصحة وتدفع المرض. يمكن العثور على نظرة عامة تخطيطية على سير عمل هذا البروتوكول في الشكل 1.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتوافق هذا البروتوكول مع إرشادات اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامها في كلية الطب بجامعة هارفارد (أرقام المنح: R35GM150816 و P30DK043351). تم استخدام إناث الفئران C57BL / 6J التي تتراوح أعمارها بين 8-12 أسبوعا للتجارب. هذا البروتوكول مناسب أيضا للفئران الذكور. وترد تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.
1. تحضير المواد
2. حصاد الرئتين
3. هضم الرئتين
4. تحضير تعليق الخلية الواحدة
5. قياس التدفق الخلوي وتحليلات المصب
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
سيؤدي الهضم الناجح إلى ما يقرب من 20-25 مليون خلية مع قابلية للحياة بنسبة 90٪ -95٪. إذا تمت إضافة ما يقرب من 25,000 حبة عد إلى جزء 8٪ من الرئة ، فيجب أن تضر الخرزات بنسبة 1٪ -3٪ من الأحداث التي تم جمعها. بعد البوابات على الفردي ، يجب أن يكون ما يقرب من 90٪ -95٪ من الخلايا سلبية الزومبي المائية (مما يشير إلى الجدوى) (الشكل 2 أ ، الشكل 3 أ).
من خلايا CD45 + ، يتم تعريف خلايا CD64 + F4 / 80 + على أنها ضام...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يحدد هذا البروتوكول هضم رئة الفأر الذي يعزل ما يقرب من 20-25 مليون خلية لكل فأر مع قابلية للحياة بنسبة 90٪ -95٪. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح بجمع BALF لمزيد من التحليل. يتوافق تعليق الخلية الناتج مع تقنيات معملية متعددة ، بما في ذلك قياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا المنشطة بالفلورة لعزل الخلايا للتسلسل أو زراعة الخلايا. باختصار ، بعد التروية ، يتم جمع BALF ، ويتم نفخ الرئتين باختلاف. ثم يتم تقطيع الرئتين وهضمها في محلول liberase / DNase. بعد التحلل والتصفية، يمكن للمرء أن يمضي قدما في التطبيق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منح من المعاهد الوطنية للصحة (R35GM150816 و P30DK043351) ، ومؤسسة تشارلز إتش هود ، ومعهد هارفارد للخلايا الجذعية. نشكر ألكسندر مان وجميع الأعضاء الآخرين في مختبر فرانكلين على مساعدتهم ومشورتهم في تصميم وتحسين مخططات وتحليلات بوابات قياس التدفق الخلوي. نشكر أيضا نواة قياس التدفق الخلوي في كلية الطب بجامعة هارفارد. تم إجراء تحليل قياس التدفق الخلوي باستخدام FlowJo. تم إنشاء مخططات الشكل باستخدام BioRender.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| حقنة 1 مل مع طرف انزلاق | VWR | BD309659 | |
| 1.7 مل أنبوب الطرد المركزي | الدقيق DOT Scientific | RN1700-GMT | |
| 10 مل ماصات (يمكن التخلص منها) | حقنة فيشر Scientific | 12-567-603 | |
| 10 مل مع BD Luer-Lok Tip | VWR | 75846-756 | |
| 123 عدد eBeads عد الخرز | Thermo Scientific | 01-1234-42 | |
| ماصة 12 قناة (30-300ul) | الولايات المتحدة الأمريكية العلمية | 7112-3300 | |
| 16٪ بارافورمالدهيد | VWR | 100503-917 | |
| 23 G إبرة مع إبرة VWR مخروطية | عادية 305194 | ||
| 27 G مع ماصات VWR مخروطية عادية | BD305109 | ||
| 5 مل (يمكن التخلص منها) | Thermo Fisher Scientific | 170373 | |
| 50 مل أنابيب الطرد المركزي | Olympus & nbsp ؛ | 28-108 | |
| لوحة سفلية مستديرة 96 بئر | Corning | 3797 | |
| ACK محلول عازلة | Gibco | A100492-01 | |
| Alexa Fluor 488 مضاد للفأر CD11c | BioLegend | 117311 | |
| Anti-F4 / 80 جسم مضاد أحادي النسيلة للفئران (PE (Phycoerythrin) / Cy7) | BioLegend | 123114 | |
| APC مضاد للفأر CD64 (FC & gamma ؛ RI) | BioLegend | 139306 | |
| APC / Cyanine7 مضاد للفأر CD45 | BioLegend | 103115 | |
| BD Insyte Autoguard Shielded IV القسطرة | VWR | 381423 | |
| Brilliant Violet 421 المضاد للفأر I / I-E (MHC-II) | BioLegend | 107632 | |
| Brilliant Violet 421 مضاد للماوس / الإنسان CD11b | BioLegend | 101235 | |
| Brilliant Violet 605 المضاد للفأر Ly-6C | BioLegend | 128036 | |
| Brilliant Violet 711 المضاد للفأر CD45 | BioLegend | 103147 | |
| C57BL / 6J الفئران | جاكسون | ||
| Cd140a (PDGFRA) الجسم المضاد أحادي النسيلة (APA5) ، PE-Cyanine7 ، eBioscience | Life Technologies | 25-1401-82 | |
| CD170 (Siglec F) الجسم المضاد أحادي النسيلة (1RNM44N) ، مصافي الخلايا PE | Life | Technologies 12170280 | |
| Corning | 352350 | ||
| جهاز طرد مركزي | Eppenodorf | 5910R | |
| ديوكسيربونوكلياز I من البنكرياس البقري (DNase) | Millipore Sigma | DN25-100MG | أعيد تشكيله عند 20 مجم / مل في DPBS كمحلول مخزون مخزن عند -20 درجة ؛ C |
| Dispase | VWR | 76176-668 | يذوب مرة واحدة ويخزن على شكل 1 مل من الحصص عند -20 درجة ؛ C |
| ملقط التشريح (Dumont # 7) | أدوات العلوم الدقيقة | 11297-00 | |
| مقص تشريح | أدوات العلوم | الدقيقة 14060-09 | |
| DPBS | Thermo Fisher Scientific | 14190250 | |
| eBioscience تثبيت kit | Life Technologies | 00-5523-00 | |
| EDTA | Life Technologies | AM9260G | |
| الإيثانول | VWR | TX89125170HU | |
| FBS | GeminiBio | 100-106 | يذوب مرة واحدة ويتم تعطيله بالحرارة قبل التخزين طويل الأجل كحصص عند -20 درجة ؛ C |
| FITC المضادة للفأر CD31 الأجسام المضادة | BioLegend | 102406 | |
| Gibco RPMI 1640 | Medium Fisher Scientific | 11-875-093 | |
| الشرائح الزجاجية | Fisher Scientific | 12-552-3 | |
| خزان متخرج | الولايات المتحدة الأمريكية العلمية | 1930-2235 | |
| دلو ثلج | كورنينج | 432128 | |
| حقن هيدروكولوريد الكيتامين (100 مجم / مل) | الاحتفاظ بخليط الكيتامين والزيالازين عند 30 مجم / مل هيدروكلوريد الكيتامين و 4.5 مجم / مل زيليازين في DPBS المعقم لمدة تصل إلى شهر واحد. | ||
| Liberase | Millipore Sigma | 5401119001 | أعيد تشكيله عند 5 مجم / مل في DPBS كمحلول مخزون مخزن عند -20 درجة ؛ أغطية C |
| لألواح 96 بئر | فيشر Scientific | 07-201-731 | |
| حاضنة مدارية شاكر | بارنستيد لاب لاين | SHKE4000 | |
| p1000 ماصة | Eppenodorf | 3123000063 | |
| p1000 نصائح | الولايات المتحدة الأمريكية العلمية & nbsp; | 1122-1830 | |
| p200 ماصة | Eppenodorf | 3123000055 | |
| p200 نصائح | الولايات المتحدة الأمريكية العلمية | 1110-1700 | |
| PE مضاد للفأر CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 118206 | |
| PerCP / Cyanine5.5 المضاد للفأر CD104 الأجسام المضادة | BioLegend | 123614 | |
| PerCP / Cyanine5.5 المضاد للفأر Ly-6G | BioLegend | 127616 | |
| Pipet-Aid | Drummond | 4-000-101 | |
| منقى مضاد للفأر CD16 / 32 | BioLegend | 101302 | يشار إليه باسم "كتلة Fc" في النص |
| زجاجة رذاذ | VWR | 23609-182 | |
| خياطة (مقاس 2-0) | VWR 100190-026 | ||
| Underpads | VWR | 56617-014 | |
| Xysed (زيلازين 100 مجم / مل) | Pivetal | انظر ملاحظات الكيتامين هيدروكولوريد أعلاه. | |
| Zombie Aqua Fixable Viability Kit | BioLegend | 423102 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن