本文描述了分离和表征来源于人和小鼠中性粒细胞的微颗粒的新方案。这些方案利用超速离心、流式细胞术和免疫印迹技术来分析微颗粒的内容物,可用于研究来源于不同细胞类型的微颗粒在细胞功能中的作用。
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本文描述了分离和表征来源于人和小鼠中性粒细胞的微颗粒的新方案。这些方案利用超速离心、流式细胞术和免疫印迹技术来分析微颗粒的内容物,可用于研究来源于不同细胞类型的微颗粒在细胞功能中的作用。
多形核中性粒细胞来源的微颗粒(PMN-MPs)是由脂质双分子层构成的球形微囊泡,直径大小在50–1,000 nm之间。微颗粒(MPs)是细胞间通讯和信号传导机制中一个新近被认识且重要的组成部分。由于其体积微小以及释放方式的特殊性,MPs的存在直到最近才被关注。然而,随着技术进步和分析方法的改进,MPs在健康和疾病中的功能正逐渐被揭示。本文所述的实验方案旨在通过流式细胞术和免疫印迹法对PMN-MPs进行分离和表征,并提供了多个具体应用示例。这些MPs分离方案具有快速、低成本的优点,无需使用昂贵的试剂盒。此外,这些方法允许在分离后对MPs进行标记,也可在MPs释放前使用膜特异性荧光染料对来源细胞进行预标记,以便通过流式细胞术进行可视化和分析。然而,这些方法也存在若干局限性,包括中性粒细胞(PMNs)和微颗粒(MPs)的纯度问题,以及对复杂分析仪器的需求。为可靠地分析MPs并最大限度减少因背景噪声或自发荧光导致的假阳性结果,需要使用高性能的流式细胞仪。所描述的方案可用于分离并定义MPs的生成过程,表征其标志物以及在不同刺激条件下组成成分的变化。可利用其大小的异质性来探究膜源性微颗粒与外泌体的内容物是否存在差异,以及它们在组织稳态中是否发挥不同的作用。最后,在完成MPs的分离与表征后,可进一步研究其在细胞应答及多种疾病模型(包括与中性粒细胞相关的炎症性疾病,如炎症性肠病或急性肺损伤)中的功能。
最近,源自细胞质或质膜的"微粒/微囊泡"引起了广泛关注,因为越来越多的研究表明,这些直径在50–1,000 nm之间的结构能够携带生物信息,并作为细胞间通讯的一种非经典途径。来源于免疫细胞、尤其是多形核中性粒细胞(PMN)的微粒备受关注,这是因为PMN在宿主防御1,2、炎症反应3以及伤口愈合4中发挥着重要作用。有趣的是,迄今为止已有大量研究报告显示PMN微粒具有促炎和抗炎双重功能5,提示微粒的作用可能具有微环境、疾病类型、物种及器官特异性。
本文所述的实验方案为研究微囊泡(MPs)在健康与疾病中的功能提供了一种经济高效、创新且可灵活调整的方法。该方法适用于多种模式生物、器官及刺激条件,能够鉴定多种类型的微囊泡,并可用于未来进一步探究其促炎与抗炎功能。本文以中性粒细胞来源的微囊泡(PMN-MPs)在上皮伤口愈合中的功能研究为例,介绍了其体外(in vitro)和体内(in vivo)的研究方法。所展示的小鼠骨髓来源中性粒细胞(PMNs)的分离方案,是在先前报道的方法6基础上经若干修改后建立的。
此外,本研究中描述的实验方案允许通过两种互补的方法——蛋白质印迹法和流式细胞术,对中性粒细胞微颗粒(PMN-MPs)表面存在的特定标志物进行检测和表征。我们发现,采用标准实验流程5对微颗粒进行免疫印迹分析操作简便且结果可靠;然而,随着流式细胞仪检测灵敏度的不断提升以及信噪比的显著改善,目前该方法也可用于对微颗粒进行更深入的分析。本研究所述的实验方案整合了近期原始研究论文中的技术进展和建议,包括对离心速度和时间的优化、样品过滤步骤的引入、冻存与储存条件的改进7,8,以及如何降低"背景噪声"、提高PMN-MPs的检测灵敏度,并区分不同大小的微颗粒。
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所有动物实验均经西北大学动物护理和使用委员会(IACUC)批准。所有实验均按照并遵守所有相关的监管和机构指南进行。对于捐献血液的人类受试者,均提供了知情同意书并签署;此外,本研究中所有人类受试者均按照机构和联邦关于人类福利的指南进行处理。
注意:实验方案步骤列于以下小节中:(i) 小鼠骨髓细胞的分离;(ii) 从小鼠骨髓中分离中性粒细胞;(iii) 从人血液中分离中性粒细胞;(iv) 通过超速离心法从中性粒细胞上清液中分离微颗粒;(v) 通过蛋白质印迹法对微颗粒进行表征;(vi) 通过流式细胞术对微颗粒进行表征;(viii) 应用分离的微颗粒研究伤口愈合
1. 小鼠骨髓细胞的分离
2. 小鼠骨髓中PMN的分离
3. 从人血液中分离中性粒细胞
4. 从活化的中性粒细胞上清液中分离微颗粒
注意:从小鼠和人中性粒细胞分离微囊泡(MPs)可采用类似的方案。
5. 通过蛋白质印迹法检测中性粒细胞微颗粒
6. 通过流式细胞术检测中性粒细胞微颗粒
7. 分离的中性粒细胞微颗粒在研究中性粒细胞功能及伤口愈合中的应用
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代表性流式细胞术分析显示,从人和小鼠中性粒细胞分离出的微颗粒(MPs) 图1通过与已知尺寸的微球进行比较,可评估PMN-MPs的大小异质性,如图所示。 图1A,B 用于人源MPs。注意,小鼠与人源MPs在大小异质性方面未观察到显著差异。同样,通过流式细胞术结合荧光标记,可检测分离自小鼠或人源MPs中目标蛋白的表达水平。例如,可通过Annexin V染色检测磷脂酰丝氨酸(PhS)的表达。图中显示的是小鼠骨髓PMN-MPs 图1C,D. 还可检测多种所选标志物的表达,例如人单核细胞(MPs)的Annexin V和CD11b染色结果所示, 图2A,B另一种通过流式细胞术检测中性粒细胞微颗粒(PMN-MPs)的方法是在刺激前对 freshly-...
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本文介绍了中性粒细胞来源微囊泡(MP)的分离与表征方法。为确保实验成功,需注意以下几个关键点:首先,中性粒细胞(PMNs)必须新鲜分离,并在分离后2小时内用于实验,以防止其自发激活和脱颗粒。在整个分离过程以及刺激前的所有操作步骤中,均需在冰上进行,以避免细胞激活和过早释放微囊泡12。其次,采用超速离心1小时或更长时间,可最大程度地沉淀微囊泡。第三,在进行流式细胞术分析时,仪器必须使用仪器指定的荧光微球混合物进行正确校准(微球类型需根据具体仪器调整),以准确界定微囊泡的大小。例如,某些流式细胞仪制造商推荐使用前向角散射(FSC)微球作为与尺寸相关的参数,而其他仪器则针对侧向散射(SSC)微球进行了优化。此外,用于微囊泡分析的流式细胞仪必须配备升级的电子系统,以便更有效地将微囊泡信号与背景噪声区分开来。
除了尺寸参数外,为正确鉴定微颗粒(MPs),强烈推荐使用上述步骤中所述的荧光染色方法。此外,在制备和分离过程中,所有溶液均应通过0.1 µm滤膜系统过滤,以最大限度减少尘埃颗粒或其他沉淀物的混入,从而降低流式细胞术检测时的背景噪声。重要的...
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作者与本通讯内容无任何相关利益冲突
我们感谢斯瓦米纳坦博士(Dr. Suchitra Swaminathan)提供的技术协助,她负责西北大学范伯格医学院流式细胞术核心实验室。本研究由美国国立卫生研究院(NIH)DK101675 项目提供资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| DMEM | Corning | 10-041-CV | |
| 胎牛血清(热灭活) | Atlanta Biologics | S11150 | |
| 青霉素/链霉素(10,000 单位青霉素 / 10,000 mg/ml 链霉素) | GIBCO | 15140 | |
| 0.5 M EDTA | Fisher | BP2482 | |
| 氯化钠 | Sigma | S9888 | 无菌并经 0.1 微米滤器过滤 |
| 无菌过滤的 Histopaque 1077 | Sigma | 10771 | |
| 无菌过滤的 Histopaque 1119 | Sigma | 11191 | 密度为 1.119 g/ml。 多蔗糖与 泛影酸钠溶液。使用前恢复至室温 |
| 不含钙和镁的磷酸盐缓冲液(PBS) | Cellgro | 210-40-CV | |
| 乙醇(200 证明) | Decon labs | 2701 | |
| HBBS | Corning | 21-022-CV | |
| 台盼蓝溶液,0.4% | Sigma | T8154 SIGMA | 按 1:2 稀释用于细胞活力计数 |
| 异氟烷 | Abbot | 50033 | |
| 抗人 CD11b-APC 偶联抗体 | Biolegend | 301350 | 克隆号 ICRD44(终浓度:1 µg/mL) |
| BODIPY FL | Invitrogen | B10250 | N-(2-氨基乙基)马来酰亚胺 |
| Annexin V 结合缓冲液 | Biolegend | 422201 | |
| 流式细胞术校准微球 | BioCytex | 7803 | |
| FITC Annexin V | Biolegend | 640906 | |
| Polymorphprep | Axis-Shield PoC AS | 泛影酸钠/葡聚糖 500,密度 1.113 g/ml | |
| C57BL/6 小鼠 | Jackson Labs | ||
| 15 ml 离心管 | Corning | 430053 | |
| 50 ml 离心管 | BD Falcon | 352070 | |
| 25 ml 移液管 | Celltreat | 229225B | |
| 10 ml 移液管 | Celltreat | 229210B | |
| 5 ml 移液管 | Celltreat | 229205B | |
| 巴斯德吸管 | BD Falcon | 357575 | |
| 25 G × 5/8 英寸针头(精密滑动针头) | BD | 305122 | |
| 100 µm 细胞筛 | Celltreat | 229485 | |
| 真空采血管 | BD | 367251 | |
| 设备 | |||
| LSR Fortessa 特殊订单研究产品(SORP) | BD | (SORP) | |
| 水平转子离心机 | ThermoFisher Scientific | 75007210 | |
| 超速离心机 | Beckman | (L8-80 M) | |
| 微量离心机 | ThermoFisher Scientific | VV-17703-15 (Fresco 17) | |
| 水平转子离心机 | ThermoFisher Scientific | 75004503 (Megafuge 40R) | |
| 活检钳,28 cm | Storz | 27071zj | |
| 软件 | |||
| Image J | 美国国立卫生研究院 | 开源 |
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