Wir präsentieren Ihnen ein Protokoll zur Proteomic Unterschriften von menschlichen Makrophagen und wenden Sie diese zur Bestimmung der Auswirkungen einer sauerstoffarmen Umgebung auf Makrophagen Polarisation.
Methodenartikel
Wir präsentieren Ihnen ein Protokoll zur Proteomic Unterschriften von menschlichen Makrophagen und wenden Sie diese zur Bestimmung der Auswirkungen einer sauerstoffarmen Umgebung auf Makrophagen Polarisation.
Makrophagen sind angeborene Immunzellen beteiligt in einer Reihe von physiologischen Funktionen von Antworten auf infektiöse Erreger bis hin zu Gewebe Homöostase. Die verschiedenen Funktionen dieser Zellen beziehen sich auf deren Aktivierungsstatus die Polarisation auch genannt. Der genaue molekulare Beschreibung dieser verschiedenen Polarisationen ist eine Priorität im Bereich der Makrophagen Biologie. Anerkanntermaßen ist derzeit die ein mehrdimensionaler Ansatz ist notwendig, um zu beschreiben wie Polarisation durch Umweltsignale gesteuert wird. In diesem Bericht beschreiben wir ein Protokoll entwickelt, um die Proteomik-Signatur von verschiedenen Polarisationen in menschliche Makrophagen zu erhalten. Dieses Protokoll basiert auf einem markierungsfreie Quantifizierung der Makrophagen-Protein-Expression von fraktioniert auf dem Gel und Lys C/Trypsin-verdaut zellulären Lyse Inhalt erhalten. Wir bieten auch ein Protokoll basierend auf in-Lösung Verdauung und isoelektrischen Fokussierung Fraktionierung, als Alternative zu verwenden. Da Sauerstoff-Konzentration einen relevanten ökologischen Parameter im Gewebe ist, verwenden wir dieses Protokoll, um wie atmosphärische Zusammensetzung zu erkunden oder eine sauerstoffarmen Umgebung wirkt sich auf die Klassifizierung von Makrophagen Polarisation.
Makrophagen sind angeborene Immunzellen beteiligt in einer Reihe von physiologischen Funktionen von Antworten auf infektiöse Erreger bis hin zu Gewebe Homöostase, einschließlich der Entfernung des apoptotischen Zellen und der extrazellulären Matrix1Umbau. Diese Zellen zeichnen sich durch eine starke phänotypische Plastizität2 , die in einem viele mögliche Aktivierung Staaten übersetzt die Polarisationen auch genannt werden. Der genaue molekulare Beschreibung dieser verschiedenen Polarisationen ist eine Priorität im Bereich der Makrophagen Biologie3. Es wurde vorgeschlagen, diese mit Hilfe der sogenannten M1/M2 Dichotomie, in denen M1 steht Pro-inflammatorischen und M2 für entzündungshemmende Makrophagen Polarisationen zu klassifizieren. Dieses Modell passt gut in verschiedenen pathologischen Situationen wie akute Infektionen, Allergien und Übergewicht4. Allerdings wurde in chronisch entzündeten Geweben und Krebs nachgewiesen, dass diese Klassifizierung nicht in der Lage ist, das breite phänotypische Repertoire zu erfassen, das Makrophagen in bestimmten zellulären Umgebungen5,6, zu präsentieren 7. der aktuelle Konsens ist, dass Makrophagen Polarisation besser ein mehrdimensionales Modell beschrieben ist, um spezifische microenvironmental Signale8zu integrieren. Diese Schlussfolgerung wurde bestätigt durch die transkriptomischen Analyse der menschlichen Makrophagen, die zeigen, dass das Modell M1/M2 bei der Beschreibung der erhaltenen Polarisationen9ineffizient ist.
Die Studie präsentiert zielt darauf ab, ein Protokoll zur Proteomic Unterschriften von verschiedenen Polarisationen in menschliche Makrophagen zu erhalten. Wir beschreiben, wie menschliche Makrophagen im Umfeld der verschiedenen Sauerstoff-Niveaus zu unterscheiden und das ganze Makrophagen Proteom markierungsfreie Quantifizierung durchführen Peptide einzuholen. Diese Quantifizierung ermöglicht den Vergleich der Ausdruck verschiedener Proteine. Wie die Forschung an Stammzellen die Bedeutung von Sauerstoff als eine ökologische Schlüsselparameter10gezeigt hat, versuchen wir zu verstehen, wie dieser Parameter Gewebe Makrophagen Polarisierung in den Menschen beeinflussen kann. Der Partialdruck des Sauerstoffs ist Reichweite von 3 bis 20 % (des gesamten atmosphärischen Drucks) im menschlichen Körper gefunden worden wo entspricht in etwa 20 %, was in einer Zelle Kultur Inkubator verbreitet ist (der genaue Wert ist rund 18,6 % während der Einnahme der Anwesenheit von Wasser nicht berücksichtigt).
Bisherigen Arbeit hat gezeigt, dass alveoläre unterscheiden sich von interstitielle Makrophagen aus funktionellen und morphologischen Ansichten11 und diese Unterschiede wahrscheinlich teilweise aufgrund der unterschiedlichen Sauerstoff-Niveaus sind, die sie ausgesetzt12sind. Darüber hinaus zeigen dem Knochenmark stammenden Makrophagen eine erhöhte Fähigkeit, Bakterien bei einer sauerstoffarmen Umgebung12phagocytize. Der gegenteiligen Effekt hat für THP1 differenziert menschliche Makrophagen13gefunden worden, aber diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass Sauerstoff ein Regulator von Makrophagen Biologie ist, es ist zu klären, diese Rolle auf molekularer Ebene in menschliche Makrophagen. In einer früheren Studie haben wir einen Proteomics-Ansatz zur Behebung dieser Probleme angewendet. Durch gleichzeitige Messung Ausdruck Niveaus für Tausende von Proteinen, wir haben die Auswirkungen von Sauerstoff auf Polarisierung und stellte eine Liste von neuen molekularen Markern. Wir waren auch in der Lage, diese Erkenntnisse zu einigen Funktionen der Makrophagen zu beziehen. Vor allem fanden wir, dass die Rate der Phagozytose apoptotischer Zellen im IL4/IL13-polarisierten Makrophagen erhöht wurde, die an die Hochregulation des ALOX15 gebunden war, wie der Proteomik Analyse14offenbart. In der vorliegenden Studie beschreiben wir wie eine solche Analyse durchführen.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Menschlichen Blutproben (LRSC) von gesunden, anonymisierte Spender wurden von EFS (Französisch nationalen Blut Service) im Rahmen eines genehmigten Protokolls (CODECOH DC-2018-3114) erhalten. Gebern gab unterschriebene Zustimmung für die Verwendung von Blut.
(1) Medien und Puffer-Vorbereitung
2. Isolierung der peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) aus Leukoreduction System Kammer (LRSC)
3. magnetische Kennzeichnung und Isolierung von CD14+ Zellen (Monozyten)
(4) Beschichtung von Monozyten
(5) Polarisation von Makrophagen an Tag 6
(6) Zellkultur unter sauerstoffarmen Bedingungen
(7) lyse und In Gel Verdauung (Protokoll 1)
Hinweis: In diesem und den folgenden Abschnitten werden zwei Protokolle verwendet, um zu erhalten Peptide und LC-MS/MS-Analyse durchführen beschrieben. Protokoll Nr. 1 beschreibt Zelle Lysis und Fraktionierung in Gel und Verdauung und Protokoll 2 beschreibt in Lösungszelle lyse in Lösung Verdauung und Fraktionierung mit einem isoelektrischen Fokussierung Verfahren folgten.
8. die Proteingewinnung und In Lösung Verdauung (Protokoll Nr. 2)
9. in-Lösung Verdauung (Protokoll Nr. 2)
10. Bereinigung Patrone (Protokoll Nr. 2)
11. die Fraktionierung von isoelektrischen Fokussierung (Protokoll Nr. 2)
Hinweis: Peptide sind getrennt nach ihrem isoelektrischen Punkte mit einem off-Gel Plasmafraktionierer auf einem 13 cm Streifen mit einem pH-Bereich von 3 bis 10. Wir benutzten das folgende Protokoll vom Lieferanten (zusammengefasst):
12. Sanierung Harvard Apparat Spalte Reverse C18 Post-IEF (Protokoll Nr. 2)
13. Auswertung der Daten Proteomic und Bioinformatik18
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Ausgehend von peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) durch differentielle Zentrifugation gewonnen, das Protokoll ermöglicht den Erhalt einer Population von CD14+ Monozyten mit einem veranlagten Reinheit von mehr als 98 % von Durchflusszytometrie (Abbildung 1). Diese Monozyten werden sekundär gegenüber verschiedenen Polarisationen (Abbildung 2) unterschieden. Wenn eine Fraktionierung auf Gel gewählt, die Migration ...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Da Proteomics ein mächtiges Werkzeug ist, um den Ausdruck verschiedener Proteine aus einer ganzen Zelle oder subzelluläre Kompartimente zu studieren, wurde Optimierung des Protokolls Zelle Lysis und Verdauung der Proteine durch eine Reihe von Studien behoben. Es gibt drei Hauptklassen von Methoden, die im Gel Verdauung (Verdauung von Proteinen in Polyacrylamid Gelmatrix)17, Verdauung in Lösung18 und Filter-gestützte Probe Vorbereitung19enthalten. Die...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.
AM la Ligue Nationale Contre le Cancer und la Fondation ARC pour la recherche Sur le Cancer vom Young Group Leader Programm (ATIP/Avenir Inserm-CNRS) finanziert. Wir bedanken uns bei Mariette Matondo von Massenspektrometrie für Biologie-Plattform (UTECHS MSBIO, Institut Pasteur, Paris). Wir danken Lauren Anderson für ihre Lektüre des Manuskripts.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Hypoxie-Arbeitsplatz | Oxford Optronix | Hypoxylab | |
| C6 Durchflusszytometer | BD | Accuri C6 | |
| Harnstoff | Agilent Technologies | 5188-6435 | |
| Ameisensäure (FA) | ARISTAR | 450122M | |
| R-250 Coomassie blau | Biorad | 1.610.436 | |
| Lipopolysaccharid, E.Coli (LPS) | Calbiochem | 437627 | |
| 2D-Reinigungsset | GE Healthcare | 80-6484-51 | |
| RPMI 1640 Medium, Glutamax-Ergänzung | Gibco | 61870044 | |
| HEPES 1 M | Gibco | 15630-080 | |
| MEM Nicht-essentielle Aminosäuren (NEAA) Lösung 100X | Gibco | 11140-035 | |
| Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) 1X | Gibco | 14190-094 | |
| Harvard Apparatur Säule Reverse C18 Mikrospinsäule | Harvard Apparatur | 74-4601 | |
| EDTA 0,5 M, pH 8,0 | Invitrogen | AM9260G | |
| NuPAGE Bis-Tris 4-12% | Life Technologies SAS | NP0321 BOX | |
| CD14 Mikrokügelchen human | Miltenyi Biotec | 130-050-201 | |
| MACS Trennsäule LS | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| Makrophagen-Kolonie-stimulierender Faktor (M-CSF) | Miltenyi Biotec | 130-096-485 | |
| Interleukin 4 (IL4) | Miltenyi Biotec | 130-093-917 | |
| Interleukin 13 (IL13) | Miltenyi Biotec | 130-112-410 | |
| Interferon gamma (INFγ) | Miltenyi Biotec | 130-096-482 | |
| CD14-FITC (Klon TÜ K4) | Miltenyi Biotec | 130-080-701 | |
| MACSmix Tube Rotator | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | |
| Trifluoressigsäure (TFA) | Pierce | 28904 | |
| Trypsin/Lys-C Mix | PROMEGA | V5073 | |
| Kompletter Mini-Cocktail für EDTA-freie Proteasehemmer | Roche | 11836170001 | |
| Density Gradient Solution ( Histopaque 1077) | Sigma Aldrich | 10771-100ML | |
| Accumax | Sigma Aldrich | A7089-100ML | |
| Humanserum aus menschlichem männlichem AB-Plasma (SAB) | Sigma Aldrich | H4522-100ML | |
| Rinderserumalbumin (BSA) Lösung 30% | Sigma Aldrich | A9576-50ML | |
| Trisma-Base | Sigma Aldrich | T1503 | |
| Glycerin | Sigma Aldrich | 49767 | |
| β-Mercaptoethanol | Sigma Aldrich | M3148 | |
| Bromphenolblau | Sigma Aldrich | 114405 | |
| Natriumdodecylsulfat (SDS) 20% | Sigma Aldrich | 5030 | |
| Ammoniumbicarbonat | Sigma Aldrich | 9830 | |
| Acetonitril | Sigma Aldrich | 34888 | |
| Dithiothreitol | Sigma Aldrich | 43819 | |
| Jodacetamid | Sigma Aldrich | 57670 | |
| Thioharnstoff | Sigma Aldrich | T8656 | |
| CHAPS | Sigma Aldrich | C9426 | |
| Micro BCA Assay Kit | ThermoFisher | 23235 | |
| 5 mL sterile Kunststoffpipette | VWR | 612-1685 | |
| Thermomixer C Eppendorf | VWR | 460-0223 | |
| Sep-Pak tC18 Umkehrphasenkartuschen, 100 mg | Wasser | WAT036820 |
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragen