البروتوكول الموضح أدناه هو طريقة بسيطة وفعالة لعزل الخلايا المحتوية على الريتينويد من مجموعات خلايا الرئة غير المتجانسة للغاية من خلال الاستفادة من التألق الذاتي للريتينويد المحدد واستخدام فرز الخلايا المنشطة بالفلورسنت.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
البروتوكول الموضح أدناه هو طريقة بسيطة وفعالة لعزل الخلايا المحتوية على الريتينويد من مجموعات خلايا الرئة غير المتجانسة للغاية من خلال الاستفادة من التألق الذاتي للريتينويد المحدد واستخدام فرز الخلايا المنشطة بالفلورسنت.
تعتبر الرتينويدات (فيتامين أ ومستقلباته) مكونا دهنيا أساسيا في البيئة المكروية السنخية ، ويلزم استقلاب الريتينويد الخاص بنوع الخلية للحفاظ على الصحة الوظيفية للرئتين النامية والبالغين. تستخدم خلايا الرئة مسارات محددة ، مما يسمح بالامتصاص الفعال للرتينويدات المنتشرة من الدم مثل الريتينول (ROH) ، متبوعا بالتحويل التدريجي داخل الخلايا ل ROH إلى أنواع الريتينويد النشطة النسخ ، حمض الريتينويك (ATRA). تعد الإشارات بوساطة ATRA (أو بوساطة الريتينويد) أمرا بالغ الأهمية لتنظيم السنخية للرئة ، وإنتاج الفاعل بالسطح ، وتكوين الأوعية الدموية ، والنفاذية ، والمناعة. الأهم من ذلك ، أن خلايا الرئة المحددة ، بما في ذلك الخلايا الليفية ، يمكن أن تتراكم الريتينويدات في شكل استرات الريتينيل (RE) ، والتي يمكن تخزينها أو تعبئتها بشكل أكبر على شكل ROH لنقلها إلى الخلايا المجاورة عند الحاجة. يمكن عزل الخلايا المحتوية على الريتينويد في الرئة وجمعها من معلق الخلية المفردة للرئتين المهضومة عن طريق استخدام التألق الذاتي للريتينويد (الانبعاث عند 455 نانومتر عند الإثارة عند 350 نانومتر) وباستخدام فرز الخلايا المنشط بالفلورة (FACS). يسمح وضع العلامات الإضافية الخاصة بالخلايا في الجسم الحي لخلايا الرئة ببروتين الفلورسنت الأحمر بعزل وجمع مجموعات خلايا رئوية محددة تحتوي على الريتينويد. يمكن تحليل الخلايا التي تم جمعها أو زراعتها مباشرة لمزيد من التحليلات لمورفولوجيا الخلية والتعبير الجيني والاستجابة للتلاعب الدوائي. تعد تقنية العزل والتطبيق هذه مهمة لدراسات النماذج الحيوانية لصحة الرئة وإصابة الرئة لاكتساب نظرة أعمق على الجوانب الخلوية لعملية التمثيل الغذائي للريتينويد في الرئتين والاتصالات الخلوية بوساطة الدهون.
تعتبر الرتينويدات (فيتامين أ ومستقلباته) مكونا دهنيا أساسيا في البيئة المكروية السنخية ، ويلزم استقلاب وإشارات الريتينويد الخاصة بنوع الخلية للحفاظ على الصحة الوظيفية للرئة النامية والبالغة1،2،3،4،5،6،7،8،9،10،11، 12،13،14. تستخدم خلايا الرئة مسارات محددة ، مما يسمح بالامتصاص الفعال للريتينويدات المشتقة من النظام الغذائي المنتشرة من الدم مثل الريتينول (ROH) 15،16،17،18،19 ، متبوعا بالتحويل التدريجي داخل الخلايا ل ROH إلى أنواع الريتينويد النشطة النسخ ، حمض الريتينويك (ATRA) بالكامل (ATRA)20. يتم تحقيق الإشارات بوساطة ATRA (أو بوساطة الريتينويد) من خلال تفاعل ATRA مع مستقبلات الهرمونات النووية الثلاثة المتشابهة المتميزة ، ومستقبلات حمض الريتينويك (RARα و RARβ و RARγ21،22) ، وهي ضرورية لتنظيم السنخية للرئة23،24،25،26،27،28،29 ، إنتاج الفاعل بالسطح30، 31،32،33،34،35 ، تكوين الأوعيةالدموية 36 ، النفاذية37 ، والمناعة38،39،40. الأهم من ذلك ، أن خلايا الرئة المحددة ، وخاصة الخلايا الليفية الرئوية ، يمكن أن تتراكم الرتينويدات في شكل استرات الريتينيل (RE) ، والتي يمكن تخزينها أو تعبئتها بشكل أكبر على شكل ROH لنقلها إلى الخلايا المجاورة عند الحاجة1.
إن تعقيد استقلاب الريتينويد والإشارات ، بالإضافة إلى التعقيد الخلوي للرئة ، يجعل الدراسات التي تهدف إلى استكشاف استقلاب الريتينويد في الرئة في الجسم الحي صعبة. لقد حددنا بروتوكولا بسيطا وقويا لعزل الخلايا المحتوية على الريتينويد (الشكل 1) من مجموعات خلايا الرئة غير المتجانسة للغاية من خلال الاستفادة من التألق الذاتي للريتينويد المحدد (الانبعاث عند 455 نانومتر عند الإثارة عند 350 نانومتر) وباستخدام فرز الخلايا المنشط بالفلورة (FACS). لا يتطلب البروتوكول تسمية إضافية للخلايا باستثناء تلطيخ الجدوى إذا كان الهدف من الدراسة هو عزل وتوصيف خلايا الرئة الحية الأولية بناء على قدرتها على تخزين الرتينويدات. هذا يقلل بشكل كبير من وقت التحضير لفرز الخلايا ، ويلغي الحاجة إلى تلطيخ إضافي ، ويسمح بعزل عوائد عالية من الخلايا الأولية القابلة للحياة. ومع ذلك ، إذا كان الهدف من الدراسة هو عزل وتوصيف مجموعات معينة من خلايا الرئة (الخلايا الليفية أو الخلايا البطانية أو الظهارية أو المناعية) ، فيمكن إجراء فرز إضافي للخلايا بعد تسمية الخلايا المحتوية على الريتينويد المصنفة بالأجسام المضادة الخاصة بالخلايا.
تم استخدام التألق الذاتي للريتينويد في الدراسات المنشورة لتحديد هويات الخلايا المحتوية على الريتينويد و / أو لتحديد وفرة هذه الخلايا في الكبد41،42،43،44 ، والبنكرياس45،46 ، والكلى41،47 ، والرئة41. علاوة على ذلك ، أبلغت العديد من المجموعات البحثية عن استخدام مضان الريتينويد للعزل بواسطة FACS ودراسة الخلايا الأولية المحتوية على الريتينويد من الأنسجة الحية ، بما في ذلك الكبد44،48،49،50،51،52،53 والرئة1. في البروتوكول الحالي ، نوضح كيف يمكن تصنيف مجموعات خلايا معينة في الجسم الحي قبل عزل الخلايا المحتوية على الريتينويد باستخدام tdTomato (بروتين الفلورسنت الأحمر). لا تتداخل الخصائص الطيفية ل tdTomato (الانبعاث عند 581 نانومتر عند الإثارة عند 554 نانومتر54) والسطوع مع التألق الذاتي للريتينويد ، وبالتالي تجعله مناسبا لتحقيق خصوصية الخلية أثناء الفرز. نظرا للدور الحاسم لعملية التمثيل الغذائي للريتينويد غير المنازلة والإشارات داخل البيئة المكروية السنخية الطبيعية1 ، فإن التقنية الموصوفة لعزل خلايا الرئة هي أداة مفيدة في دراسات النماذج الحيوانية لصحة الرئة وأمراضها لاكتساب نظرة أعمق على الجوانب الخلوية لاستقلاب الريتينويد في الرئتين والاتصالات الخلوية بوساطة الدهون في الجسم الحي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم إجراء جميع الإجراءات والتجارب الموصوفة التي شملت الفئران بموافقة اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامها (IACUC) بجامعة روتجرز (IACUC ID: PROTO202200111) وفقا للمعايير الموضحة في دليل رعاية واستخدام المختبر التي أعدتها الأكاديمية الوطنية للعلوم55.
1. الاعتبارات والاستعدادات للتجربة
2. نضح الرئة ، والهضم ، وجمع تعليق الخلية المفردة
3. عزل خلايا الرئة المحتوية على الريتينويد باستخدام فرز الخلايا المنشطة بالفلورة (FACS)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
عزل الخلايا المحتوية على الرتينويد في الرئة
تم هضم رئتي الفئران (من الفئران Lrat +/+ و Lrat-/-) إنزيميا ، وتم تحضير معلقات أحادية الخلية وإخضاعها ل FACS وفقا للإجراء الموضح أعلاه. تم إجراء فرز الخلايا والحصول على البيانات على نظام Cytek Aurora™ Cell Sorter الذي يتم تشغيله بواسطة الإصدار 1.3.0 من برنامج SpectroFlo CS باستخدام فوهة 100 ميكرومتر وضغط 15 رطل لكل بوصة مربعة. أولا ، تم تطبيق مخططات التشتت الأمامي (ارتفاع الت...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الإبلاغ عن قدرة الكشف عن فيتامين أ في الأنسجة البشرية والحيوانية وتصوره النسيجي باستخدام الفحص المجهري الفلوري لأول مرة في الأربعينيات من القرن العشرين59،60. ثم تم تطبيق ظاهرة التألق الذاتي للريتينويد بنجاح على الدراسات التي تهدف إلى تحديد تركيزات عالية من فيتامين أ في الأنسجة في المختبر61 وتوصيف تشكل الأنسجة الجنينية الحيوانية62 باستخدام المجهر الفلوري. لوحظ لاحقا وأكد ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم تمويل هذا العمل من خلال منحة من المعاهد الوطنية للصحة / المعهد الوطني للقلب والرئة والدم (NIH / NHLBI) R01 HL171112 (إلى IS) ، وجائزة التطوير الوظيفي (إلى IS) من مركز روتجرز للتعرضات البيئية والأمراض بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة / المعهد الوطني لعلوم الصحة البيئية (NIH / NIEHS) P30 ES005022 ، وصناديق بدء التشغيل من روتجرز ، جامعة ولاية نيو جيرسي (إلى IS). يود المؤلفون أن يعرب عن تقديرهم لموظفي المورد المشترك لمراقبة المناعة وقياس التدفق الخلوي في معهد روتجرز للسرطان (مدعوم جزئيا بتمويل من NCI-CCSG P30CA072770-5920) لمساهماتهم في العمل المقدم في هذه المخطوطة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 10 مل ماصة مصلية | أفانتور / VWR | 76452-284 | |
| 100 & م مصفاة | Greiner Bio-One | 542000 | |
| 15 مل أنبوب الصقر | Corning | 352099 | |
| 40 & micro ؛ م مصفاة | Greiner Bio-One | 542040 | |
| 50 مل أنبوب الصقر | Corning | 352070 | |
| طبق ثقافة الخلية ، 35 مم & 10 مم | Corning | 430165 | |
| Cell Sorting Media | Gibco | A59688DJ | |
| Collagenase type IV & nbsp ؛ | شركة ورثينجتون للكيمياء الحيوية | LS004188 | |
| نظام فرز الخلايا Cytek Aurora | Cytek Biosciences | ||
| Dispase II | Sigma-Aldrich | D4693 | |
| DNase I | Sigma-Aldrich | DN25 | |
| Falcon العلامة التجارية 5 مل أنبوب دائري من البولي بروبيلين ، 12 مم & 75 مم | Corning | 352063 | |
| Falcon ماركة 5 مل أنبوب دائري القاع من البوليسترين مع غطاء مصفاة الخلية ، 12 مم & حاد 75 مم | 352235 | Corning | |
| برنامج FlowJo | برنامج قياس التدفق الخلوي | Becton Dickinson | |
| HBSS مع Ca2 + < / sup> / Mg 2 + < / sup> | Gibco | 14925-092 | |
| HBSS بدون Ca2 + < / sup> / Mg2 + < / sup> | Gibco | 14175-095 | |
| Nalgene Rapid Flow معقمة الزجاجة العلوية التي يمكن التخلص منها | ThermoFisher | 595-3320 | |
| تحلل الخلايا الحمراء عازلة | Sigma-Aldrich | R7757 | |
| SpectroFlo CS software | Cytek Biosciences | الإصدار 1.3.0 | |
| التصميم الجراحي Royaltek شفرات مشرط جراحية من الفولاذ المقاوم | للصدأ فيشر Scientific | 22-079-683 | |
| SYTOX صبغة الخلايا الميتة الخضراء | Invitrogen | S34860 | |
| Tamoxifen | Sigma-Aldrich | T2859 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.