在这里, 我们提出了一个综合协议, 测量单核细胞亚群贩运在流在体外使用特定的表面标记和共聚焦荧光显微镜。该协议可用于探索顺序招募步骤, 以及使用其他特定的表面标记来描述其他白细胞亚型。
方法文章
在这里, 我们提出了一个综合协议, 测量单核细胞亚群贩运在流在体外使用特定的表面标记和共聚焦荧光显微镜。该协议可用于探索顺序招募步骤, 以及使用其他特定的表面标记来描述其他白细胞亚型。
在组织损伤、肿瘤发育和自身免疫性疾病的过程中, 从血液中招募单核细胞到靶向外周组织对炎症过程至关重要。这是通过捕获过程从自由流动到腔表面的激活内皮细胞, 其次是他们的粘附和内皮迁移 (转移) 到底层受影响的组织。然而, 支持优先和与上下文相关的单核细胞亚群招募的机制仍未得到充分理解。因此, 我们开发了一种方法, 允许在流量下同时对不同单核细胞亚群的招募进行可视化和测量。这种基于延时共聚焦成像的方法允许在粘附体和迁移单核细胞之间进行明确的区分。在这里, 我们描述了如何使用这种方法可以同时研究招募的亲血管生成和非血管生成单核细胞在体外。此外, 这种方法还可以推广到研究最多三个单核细胞种群的不同招募步骤。
单核细胞是先天免疫的吞噬成分, 对于对抗病原体、清理受损组织、血管生成以及包括癌症在内的许多疾病的病理生理学至关重要..单核细胞是由异质亚群组成的骨髓细胞, 在血液中循环, 但可以通过特定的分子机制被招募到外周组织的炎症部位。与一般白细胞一样, 单核细胞的招募级联涉及不同的步骤, 包括捕获、滚动、爬行、逮捕、内皮迁移 (转移) 和通过血管壁 (基底膜和壁画) 的迁移单元格)4。这些步骤主要涉及炎症引起的内皮腔表面的分子, 如选择、糖蛋白配体、趋化因子、细胞间和结合粘附分子, 以及它们对白细胞的受体, 如选择性配体和整合。通过内皮细胞连接 (脱细胞后) 或通过内皮细胞体 (跨细胞) 的贩运途径可被白细胞用于跨越内皮屏障5。虽然历史上有记录表明单核细胞通过跨细胞途径迁移, 但由于单核细胞不再被视为同质细胞群, 它们迁移途径中的潜在差异已被提出。现在越来越清楚的是, 单核细胞多样性可以通过它们的每一个差异和共性来定义, 就它们独特的外渗级联 3,6。因此, 为了明确区分单核细胞亚群, 在招募过程中, 将这些不同亚群的行为形象化和表型是至关重要的。
将人、猪、大鼠和小鼠的单核细胞细分为表型亚群, 具有一定的归因功能和特定的迁移行为7,8,9。例如, 在人类中, 单核细胞可以根据其表面表达的 cd14 (细菌脂多糖的核心受体) 和 cd16 (fc-γ受体 iii) 分为三个子集。人类单核细胞亚群包括经典 cd14+cd16-、中间 cd14+cd16+和非经典 cd14 暗淡 cd16+细胞6,9。经典 cd14+cd16-单核细胞主要具有炎症性, 而 cd16 + 单核细胞池被共同发现为 tie2表达和血管生成功能10。持续, 内皮细胞刺激与炎症细胞因子, 如人类肿瘤坏死因子 (tnf) α或白细胞介素 (il-1)beta (常规炎症) 足以引发经典 cd14+cd16 的完全招募-单核细胞然而, 血管内皮生长因子 (vegf) a 和 tnfα (血管生成因子引起的炎症) 同时作用, 是引发 cd16 + 单核细胞血管生成池 3的迁移.从历史上看, 传统的跨井系统在静态条件下, 平行板流动室和μ-滑动流室已被用来定量分析在体外一次招募一个白细胞群 11 ,12,13。虽然这些方案已经得到验证, 一个更强大的方法, 允许同时分析多个单核细胞亚群将被认为更有见地。这种方法必须考虑到多个相互作用和每个群体的不同频率, 并提供机械地理解定义每个单核细胞的招募级联的相似性和特殊性子集。
本文提出了一种基于流动过程中单核细胞招募延时成像的方法, 该方法可以利用共聚焦显微镜同时研究不同单核细胞亚群的迁移级联。该方法结合了某些关键特征, 模仿内皮细胞炎症, 以及在毛细血管后静脉循环单核细胞的血流动力学, 白细胞在体内招募的主要位置。该方法使用人脐静脉内皮细胞 (huvec), 这是通过与人脐带分离的既定协议产生的。这种临床资源的优点是很容易作为生物副产品获得, 同时也提供了一个合理的内皮细胞产量, 可以从脐静脉分离。我们还使用荧光染料和免疫荧光来区分不同的细胞成分, 并使用共聚焦显微镜明确定义单核细胞定位 (腔内与烧黑细胞) 随着时间的推移。本文所介绍的协议是为了同时测量单核细胞亚群的迁移水平而制定的。此外, 应当指出, 这种方法可以通过使用不同的生物标志物和标签, 扩大到研究其他白细胞亚群和招募过程。
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人类材料是在自愿捐助者知情同意的情况下, 根据瑞士临床研究道德委员会使用的。
1. 人脐静脉内皮细胞的分离和冷冻 (huvec)
2. huvec 除霜
请注意:在低通道下使用 huvec 进行实验 (最多5个通道)。
3. 0.4 μ-sut 室中的 huvec 培养
4. huvec 染色用于流动下单核细胞的招募检测
5. 人的泛单核细胞的分离和亚群的染色
6. 流体系统的制备

7. 共聚焦显微镜下单核细胞在流动中的延时成像
8. 使用映像分析数据 j
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tnfα诱导 huvec 活化状态的测定
炎症细胞因子 tnfα的生物活性可根据冻融循环的批次和重复而变化。tnfα治疗对 huvec 的活化状态进行检查是非常重要的。这可以通过平行染色的一些融合 huvec 样品进行炎症诱导选择, icam-1 和 vcam-115,16,17。一种更简便的方法来检查 tnfα治疗后 huvec 的激活状态是内皮细胞在炎症应激下表现出的形态变化。如图 3所示, 与未受刺激的细胞相比, 在 tnfα存在的情况下, huvec 在6小时后伸长。当 huvec 受到 tnfα和 vegfa 的混合刺激时, 也会观察到类似的伸长率。记录 huvec 的活化状态是很重要的, 因为单核细胞的...
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在这里, 我们报告了一个方法详细介绍了单核细胞亚群如何通过发炎的内皮单层迁移的研究。讨论的方法采用共聚焦显微镜代替相对比显微镜, 也用于研究流3、11、19 下单核细胞的招募。使用共聚焦显微镜进行延时成像的一个主要优点是能够明确区分单核细胞的迁移和强粘附。虽然基于相对比显微镜的方法也很稳健, 但它需要专业知识, 以避免混合迁移的细胞和强烈粘附的细胞。在这种情况下, 需要建立严格的分析标准, 以便在单核细胞招募级联的这两种状态之间做出明确的区别。此外, 还必须通过共聚焦显微镜进行端点分析, 以确认通过相位对比显微镜观察到的全球趋势。因此, 直接使用共聚焦显微镜来研究单核细胞在流动下的招募, 为捕获单核细胞的实际迁移状态提供了明确的结果。
在流动下进行白细胞招募检测和使用相对比显微镜的主要瓶颈之一是用于进行分析和跟踪单个细胞从捕获到通过细胞细胞连接的迁移所花费的时间。这种分析的自动化是可能的, 但由于...
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作者没有相互竞争的经济利益。
我们感谢保罗·布拉德菲尔德博士的手稿阅读和反馈。a. s. 得到了朱尔斯·索恩爵士慈善海外信托委员会的财政支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 组织培养瓶 75 cm2 | TPP | 90076 | 分离的 HUVEC |
| µ-Slide VI 0.4 | IBIDI | 80606 | |
| 离心管 15 mL | TPP | 191015 | |
| 离心管 50 mL | TPP | 191050 | |
| 胶原蛋白 G | Biochrom | L 7213 | 用于细胞培养物的包被培养瓶 |
| 明胶 | Sigma-Aldrich | 1393 | 用于细胞培养瓶 |
| Dulbecco' 的包被s 磷酸盐缓冲盐水(不含 MgCl2 和 CaCl2) | Sigma-Aldrich | D8537 | |
| Dulbecco'磷酸盐缓冲盐水(含 MgCl2 和 CaCl2) | Sigma-Aldrich | D8662 | |
| RPMI-1640 培养基 | Sigma-Aldrich | R8758 | |
| 3 通旋塞阀 | BIO-RAD | 7328103 | |
| 青霉素 10,000 μ/mL 链霉素 10,000 μg/mL 真菌zone 25 &μ;/mL | AMIMED | 4-02F00-H | |
| 胶原酶 1 型 | Worthington | LS004216 | |
| 培养基 199 1x avec Earle's 盐,L-谷氨酰胺,25 mM Hepes | GIBCO | 22340020 | |
| 牛白蛋白组分 V | ThermoFisher | 15260037 | |
| 内皮细胞生长补充剂,150 mg | Millipore | 02-102 | |
| 肝素钠 | Sigma-Aldrich | H3149RT | |
| 氢化可的松 | Sigma-Aldrich | H6909 | |
| L-抗坏血酸 | Sigma-Aldrich | A 4544 | |
| EDTA 二钠盐二水合物 C10H14N2Na2O8 · 2H2O | 应用 | A2937.0500 | |
| CD144 (VE-钙粘蛋白),人重组克隆:REA199,FITC | Miltenyi Biotech | 130-100-713 | AB_2655150 |
| CD31-PE 抗体,人重组克隆:REA730,PE | Miltenyi Biotech | 130-110-807 | AB_2657280 |
| 抗足滑素-APC,人重组克隆:REA446,APC | Miltenyi Biotech | 130-107-016 | AB_2653263 |
| BD Accuri C6 Plus | BD Bioscience | ||
| µ-Slide I 鲁尔 | IBIDI | 80176 | |
| CMFDA(5-氯甲基荧光素二乙酸酯) | ThermoFisher | C2925 | |
| 重组人 TNF&α; | Peprotech | 300-01A | |
| 重组人 VEGFA | Peprotech | 100-20 | |
| NE-1000 可编程注射泵 | KF Technology | NE-1000 | |
| Ficoll Paque Plus | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
| 抗人 CD14-PE,人重组克隆:REA599,PE | Miltenyi Biotech | 130-110-519 | AB_2655051 |
| Pan 单核细胞分离试剂盒,人 | Miltenyi Biotech | 130-096-537 | |
| 抗人 CD16-PE,人重组克隆:REA423,PE | Miltenyi Biotech | 130-106-762 | AB_2655403 |
| LS 柱 | Miltenyi Biotech | 130-042-401 | |
| QuadroMACS 分离器 | Miltenyi Biotech | 130-090-976 | |
| Hoechst 33342,三盐酸盐,三水合 | ThermoFisher | H1399 | |
| 硅胶管 | IBIDI | 10841 | |
| 弯头鲁尔连接器 | IBIDI | 10802 | |
| 母鲁尔锁耦合器 | IBIDI | 10823 | |
| 鲁尔锁连接器 母头 | IBIDI | 10825 | |
| 在线鲁尔进样口 | IBIDI | 10820 | |
| Ar1 共聚焦显微镜 | 尼康 | ||
| 40x 物镜 | 尼康 | 40x 0.6 CFI ELWD S 平面荧光 WD:3.6-2.8mm 校正 0-2mm | |
| ImageJ 软件 | NIH |
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