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Quelle: Frances V. Sjaastad1,2, Whitney Swanson2,3, und Thomas S. Griffith1,2,3,4
1 Mikrobiologie, Immunologie und Krebsbiologie Graduate Program, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455
2 Zentrum für Immunologie, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455
3 Institut für Urologie, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455
4 Freimaurerkrebszentrum, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455
Eine der Hauptfunktionen der Zellen des Immunsystems ist es, Zielzellen zu entfernen, die mit Viren infiziert wurden oder sich in eine Tumorzelle verwandelt haben. In-vitro-Assays zur Messung der zytotoxischen Kapazität von Immunzellen sind seit vielen Jahren ein Grundnahrungsmittel in Laboratorien. Diese Assays wurden verwendet, um die Fähigkeit von T-Zellen, NK-Zellen oder anderen Immunzellen zu bestimmen, Zielzellen in einer antigen-spezifischen oder -unspezifischen Weise abzutöten. Todesliganden (z. B. FasLigand oder TRAIL), Zytokine (z. B. IFNg oder TNF) oder zytotoxische Granulate (z. B. Perforin/Granzym B), ausgedrückt durch Effektorzellen, sind einige Möglichkeiten, wie der Tod von Zielzellen induziert werden kann. Mit der Explosion in der Tumorimmuntherapie Forschung in den letzten Jahren, gibt es wachsendes Interesse an der Suche nach Wirkstoffen, um die zytotoxische Aktivität von Immunzellen zu erhöhen, um die Patientenergebnisse zu verbessern. Umgekehrt sind einige Krankheiten durch die überausuberliche Aktivität der zytotoxischen Aktivität der Immunzelle gekennzeichnet, was zu Bemühungen führt, Wirkstoffe zu identifizieren, um diese Reaktionen zu mildern. So kann ein Assay, bei dem der Anwender eine beliebige Anzahl verschiedener Effektorzellen, Zielzellen und/oder Ansprechmodifikatoren problemlos in das experimentelle Design integrieren kann, als wertvolles Mittel zur schnellen Beurteilung der zytotoxischen Kapazität von Effektorzellen und/oder oder die Reaktionsfähigkeit der Zielzelle.
Diese In-vitro-Assays beinhalten die Vermischung verschiedener Zellpopulationen sowie die Verwendung einer relativ geringen Anzahl von Effektor- und Zielzellen. Eine Notwendigkeit des Assays besteht daher darin, die Zielzellen so zu kennzeichnen, dass sie leicht erkannt und quantitiert werden können, so dass der Benutzer dann die "prozentspezifische Lyse" bestimmen kann, die von den Effektorzellen vermittelt wird. Radioaktivität - insbesondere Chrom 51 (51Cr) in Form von Na251CrO4- ist eine kostengünstige Möglichkeit, zelluläre Proteine innerhalb der Zielzellen schnell und nicht spezifisch zu kennzeichnen (1). Die kurze Etikettierung und die Gesamt-Assay-Zeiten reduzieren das Potenzial für signifikante Veränderungen in der Anzahl und/oder dem Phänotyp der Zielzellen, die das Ergebnis des Tests beeinflussen könnten. Nach dem Verlust der Membranintegrität der Zielzellen infolge der zytotoxischen Aktivität der Effektorzellen werden die 51Cr-markierten Zellproteine innerhalb der Zielzellen in den Kulturüberstand freigesetzt und Quantifizierung. Wie bei jedem Test, der die Funktion von Immunzellen in vitrountersucht, gibt es eine Reihe wichtiger Überlegungen, die Die Leistung des Experiments zu verbessern. Eines der wichtigsten Merkmale ist die Verwendung gesunder Effektor (für maximale zytotoxische Aktivität) und Ziel (für maximale Reaktionsfähigkeit und minimale spontane Tod /51Cr Freisetzung) Zellen. Effektor- und Zielzellkontakt ist erforderlich (was zur allgemeinen Verwendung von rund-bodenden 96-Well-Platten zur Förderung des Zell-Zell-Kontakts führt) (2). Schließlich hängt die Datenanalyse von der Einbeziehung positiver und negativer Zielzellpopulationen ab.
Das folgende Protokoll wird die Schritte zur Durchführung eines Standard-Freisetzungsassaysvon 51 Cr zur Messung der zytotoxischen Fähigkeit einer Population von Effektorzellen skizzieren, obwohl vor kurzem eine nicht radioaktive Version mit Europium entwickelt wurde. 51 Cr ist ein leistungsstarker Strahlenstrahler. Folglich erfordert die Verwendung dieses Tests ein angemessenes Strahlensicherheitstraining, einen speziellen Laborraum, einen Gammazähler und die Entsorgung radioaktiver Proben.
Die allgemeine Abfolge der Ereignisse in diesem Test sind: 1) 51Cr-markierte Ziele vorbereiten; 2) Effektorzellen vorbereiten und zur Platte hinzufügen, während Die Zielzellen etikettieren; 3) Beschriftete Targets zu Platte hinzufügen; 4) Inkubationsplatte; 5) Ernte Überstand; und 6) Daten analysieren, nachdem Proben auf dem Zähler ausgeführt wurden. Die Proben werden üblicherweise in dreifacher Ausführung vorbereitet und dann gemittelt, um etwaige subtile Pipettierunterschiede zu berücksichtigen.
Die richtige PSA ist für diesen Test wichtig. Insbesondere sollte der Benutzer einen Labormantel und Handschuhe tragen. Sicherheitsbrillen können auf der Grundlage des Labors oder der Institution erforderlich sein. Es sollte eine ausreichende Bleiabschirmung für die sichere Lagerung und Verwendung der 51Cr in allen Schritten vorhanden sein. Schließlich sollte es spezielle Laborräume und Ausrüstung für die Verwendung von 51Cr, einschließlich aller richtigen Beschilderung, um anzugeben, wo Proben mit 51Cr gehalten werden und ein GeigerZähler mit Gamma-Sonde ausgestattet, um den Raum für mögliche verschmutzung.
In dieser Übungsübung werden wir die Fähigkeit bestimmen, die menschlichen peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs), (CpG stimuliert vs. unstimuliert), Melanomzellen abzutöten, indem wir die menschliche Melanomzelllinie WM793 als Modell und den Chromfreisetzungstest verwenden.
Prozessübersicht
Der typische 51Cr-Release-Assay zur Messung des Zelltodes umfasst folgende Schritte:
1. Kennzeichnung von Zielzellen mit 51Cr
2. Vorbereiten von Effektorzellen

Tabelle 1: 51Cr Release Assay Layout: Reihe A- Zielzellen (104 Zellen / 100 l) nur mit Medien inkubiert (erzeugt 'leer' zur Bestimmung der "minimum/spontan 51Cr Release"). Zeilen B bis C- Brunnen mit unterschiedlichen Effektor: Zielzellen (E:T)-Verhältnisse, die von 50:1 bis 1,5:1 reichen. Zeile H- Zielzellen (104 Zellen/100 l) inkubiert mit 1% NP-40 (NP-40 lyses die Zielzellen, erzeugung "maximale oder insgesamt 51Cr Freisetzung"). Jedes E:T-Verhältnis wird in dreifacher Auslage für jeden Versuchszustand getestet. Spalte 1-3- unstimulierte PBMCs und Spalte 4-6- CpG-stimulierte PBMCs.
3. Hinzufügen von 51Cr beschrifteten WM793-Zielzellen zum Assay
4. Ernte der Übertreibungen
5. Datenanalyse
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| pro | 1251 | 1157 | 1086 | 917 | 1118 | 1140 | ||
| B | 1832 | 1986 | 1971 | 7629 | 7913 | 8180 | ||
| c | 1677 | 1739 | 1428 | 5454 | 5055 | 5268 | ||
| D | 1638 | 1552 | 1734 | 4239 | 3582 | 3786 | ||
| E | 1658 | 1580 | 1339 | 2818 | 2623 | 2750 | ||
| f | 1579 | 1472 | 1483 | 2028 | 1779 | 1769 | ||
| g | 1326 | 1325 | 1184 | 1801 | 1654 | 1565 | ||
| h | 9220 | 9367 | 8067 | 8774 | 9647 | 8236 | ||
| Ⅰ | Durchschnitt von A1,A2,A3 -> | 1164.67 | Spontanc.p.m | 1058.33 | ||||
| J | Durchschnitt von B1,B2,B3 -> | 1929.67 | 9.91% | 7907.33 | 87.50% | 50:1 | ||
| kb | Durchschnitt von C1,C2,C3 -> | 1614.67 | 5.83% | 5259 | 53.67% | 25:1 | ||
| l | Durchschnitt d1,D2,D3 -> | 1641.33 | 6.17% | 3869 | 35.91% | 12.5:1 | ||
| m | Durchschnitt von E1,E2,E3 -> | 1525.67 | 4.68% | 2730.33 | 21.36% | 6.25:1 | ||
| N | Durchschnitt von F1,F2,F3 -> | 1511.33 | 4.49% | 1858.67 | 10.22% | 3.12:1 | ||
| O | Durchschnitt von G1,G2,G3 -> | 1278.33 | 1.47% | 1673.33 | 7.86% | 1.56:1 | ||
| seiten | Durchschnitt h1,H2,H3 -> | 8884.67 | Maximal c.p.m | 8885.67 | ||||
| Unstim PBMC | CpG-Stim PBMC | E:T-Verhältnis | ||||||
Tabelle 2: 51Cr-Release-Assay-Daten: Datenwerte "Anzahl pro Minute" / "c. p. m", durchschnitts c. p. m-Werte und berechnete prozentspezifische Lysewerte.
In diesem Video werden Sie beobachten, wie Sie den Chromfreisetzungstest durchführen und das zytotoxische Potenzial der Effektorzellen bestimmen.
Immunzellen sind verantwortlich für die Identifizierung und Entfernung potenziell schädlicher Zellen, wie Krebs oder virusinfizierte Zellen, aus dem Körper, der ein integraler Bestandteil der Immunantwort ist. Mehrere Immunzellen, wie T-Zellen und NK-Zellen, besitzen eine Eigenschaft, die als zytotoxisches Potenzial bekannt ist, die die Fähigkeit ist, Zielzellen zu identifizieren und Proteine zu sezernieren, die Proteinabbau, Lyse und Tod dieser Zielzellen induzieren. Die Quantifizierung des zytotoxischen Potenzials ist entscheidend für die Messung der Aktivierung und Potenz von Immunzellen, und der Chromfreisetzungstest wird häufig für diesen Zweck verwendet.
Diese Methode ermöglicht es Benutzern, Zytoxizität durch bestimmte Arten von Immunzellen unter verschiedenen Bedingungen induziert zu vergleichen, was für die Untersuchung der Krebsimmuntherapie und immunitätsbedingte Krankheiten wertvoll ist. Zunächst werden die Zielzellen, wie Krebszellen, mit einem radioaktiven Isotop, Chrom 51, inkubiert, das von den Zellen aufgenommen wird. Als nächstes werden diese radiobeschrifteten Zellen mit den isolierten Immunzellen von Interesse, auch Effektorzellen genannt, in einer runden Bodenplatte mit 96-Well-Platte kultiviert, um die Interaktion zwischen den beiden Zelltypen zu erleichtern.
Die Gesamteinrichtung des Assays beinhaltet die Inkubation einer bestimmten Anzahl von Zielzellen mit unterschiedlichen Konzentrationen der Immunzellen, zusammen mit entsprechenden Kontrollen. Die Co-Kultur ermöglicht es den Effektorzellen, Apoptose und Lyse in den Zielzellen zu induzieren, was zur Freisetzung des intrazellulären Chroms 51 in den Überstand führt. Dann wird zu einem voroptimierten Zeitpunkt der Überstand, der das freigesetzte Chrom enthält, aus allen Brunnen geerntet. Das radioaktiv ist deaktiv istde Chrom 51, erfährt spontan radioaktiven Zerfall, um Gammastrahlung auszusenden. Die Gammastrahlungswerte in den Überständen aus allen Brunnen in der Assayplatte stellen eine quantifizierbare Ausgabe der Lyse der Zielzellen dar. Dies wird mit einem Gammazähler gemessen, der dann verwendet wird, um das zytotoxische Potenzial der Immunzellen zu bestimmen.
Zunächst werden die Zielzellen, in diesem Beispiel die menschliche Melanomzelllinie WM793, zu einer einzelzelligen Suspension präpariert. Entfernen Sie dazu zunächst die Medien aus dem Gewebekulturkolben und waschen Sie die Zellen mit fünf Millilitern 1X PBS. Dekantieren Sie die PBS und fügen Sie dann einen Milliliter Trypsin auf die Platte für etwa zwei Minuten. Tippen Sie vorsichtig auf den Kolben, um die Zellen von der Kolbenoberfläche zu lösen, und fügen Sie dann fünf Milliliter RPMI-Medien in den Kolben. Pipette die Medien nach oben und unten, um die Zellen zu sammeln und fügen Sie diese Suspension zu einem 15 Milliliter konischen Rohr.
Legen Sie das Rohr in die Zentrifuge für fünf Minuten bei 1200 U/min. Entfernen Sie als Nächstes das Medium aus dem Rohr, um sicherzustellen, dass das Zellpellet nicht gestört wird. Streichen Sie vorsichtig den Boden des Rohres, um das Zellpellet zu stören und fügen Sie 10 Milliliter Medien in das Rohr. Dann, sanft Pipette die Medien nach oben und unten, um die Zellen in Suspension zu bringen. Als nächstes bestimmen Sie die Zellkonzentration mit einem Hämozytometer und übertragen Sie zwei Milliliter der ursprünglichen Zellsuspension in ein neues 15 Milliliter konisches Rohr. Legen Sie das Rohr in eine Zentrifuge und pellet die Zellen bei 12 hundert RPM für fünf Minuten. Nach der Zentrifugation das überschüssige Medium aus dem Rohr in einen Abfallbehälter gießen. Kurz wirbeln Sie das Rohr, um das Zellpellet in dem kleinen Volumen des zurückgelassenen Mediums wieder aufzuhängen.
Bereiten Sie als Nächstes die Verwendung von Chromium 51 vor, indem Sie in einen Laborraum wechseln, der für diese spezielle Radioaktivität vorgesehen ist. Es sollte eine ausreichende Bleiabschirmung für die sichere Lagerung und Verwendung des Chromium s. 51 in allen Schritten sowie eine ordnungsgemäße Beschilderung geben, um anzugeben, wo Proben mit Chrom 51 aufbewahrt werden. Ein Geigerzähler, der mit einer Pfannkuchensonde ausgestattet ist, ist auch notwendig, um im Raum für eine mögliche Kontamination zu dienen.
Einmal für die ordnungsgemäße Verwendung von Radioaktivität eingerichtet, fügen Sie 100 Mikrocuries Chrom 51 direkt in die Zielzellsuspension. Fügen Sie dann ein kleines Stück radioaktives Klebeband in die Röhre ein, um anzuzeigen, dass die Probe und das Rohr jetzt radioaktiv sind. Legen Sie das Rohr in einen 37 Grad Celsius Inkubator mit einem Bleischild und inkubieren Sie für eine Stunde, das Rohr alle 15 bis 20 Minuten zu flicken.
Während die Zielzellen etikettiert werden, bereiten Sie eine einzelzellige Suspension von Effektorzellen vor. In diesem Beispiel wurden menschliche periphere Mono-Kernzellen oder PDMCs aus Vollblut durch Standarddichtegradientzentrifugation bis zu einer Konzentration von 5 mal 10 bis 6 isoliert. Übertragen Sie diese Effektorzellsuspension in ein Einweg-Reagenzreservoir und fügen Sie dann 200 Mikroliter dieser Suspension in jede Bohrung der Reihe B in einer 96-well-Rundbodenplatte ein. Als nächstes fügen Sie 100 Mikroliter RPMI zu jedem Brunnen in Reihe C bis G der Platte hinzu.
Beginnen Sie nun mit der Durchführung serieller Verdünnungen der PBMCs, um einen Bereich von Effektorzellennummern zu erhalten, indem Sie zuerst 100 Mikroliter der Zellen in den Brunnen in Zeile B entfernen und diese zu Zeile C hinzufügen. Verdünnen Sie dann die Effektorzellen weiter, indem Sie 100 Mikroliter Zellen von Zeile C in Zeile D übertragen. Sobald Zeile G erreicht ist, bewegen Sie 100 Mikroliter aus den Brunnen, um ein endgültiges Volumen von 100 Mikrolitern in jedem Brunnen in dieser Reihe zu hinterlassen. Als nächstes fügen Sie 100 Mikroliter Gewebekulturmedium zu den Brunnen in Reihe A hinzu, um als Kontrolle für die spontane Freisetzung von Chrom 51 aus den Zielzellen zu dienen, da dieser Zeile keine Effektorzellen hinzugefügt werden sollten. Legen Sie dann eine Platte in einen 37 Grad Celsius Inkubator, bis die Zielzellen bereit sind, hinzugefügt zu werden.
Nach der Inkubationszeit entfernen Sie die Zielzellen aus dem Inkubator und waschen Sie sie mit 5 MilliliterFBS, um überschüssiges Chrom 51 zu entfernen. Legen Sie dann das Rohr in eine bestimmte Zentrifuge und drehen Sie bei 1200 U/min für 5 Minuten. Entfernen Sie die radioaktive FBS-Waschanlage in einen geeigneten Abfallbehälter und wiederholen Sie den Waschschritt, indem Sie das Pellet in einem frischen 5 Milliliter FBS wieder aufhängen. Legen Sie das Rohr in eine bestimmte Zentrifuge und drehen Sie die Zellen wieder bei 1200 U/min für 5 Minuten. Entfernen Sie die zweite Wäsche und überprüfen Sie das Pellet auf eingebaute Radioaktivität mit einem Geigerzähler. Schließlich das Pellet in 10 Milliliter n komplettem Medium aussetzen und das Chrom 51 mit Zielzellsuspension in ein Einweg-Reagenzreservoir gießen. Fügen Sie dann 100 Mikroliter dieser beschrifteten Zielzellen zu jedem Brunnen der 96-Well-Effektor-Zellplatte hinzu. Als nächstes fügen Sie 100 Mikroliter von 1% NP-40 in Wasser zu den Brunnen in Reihe H hinzu, um alle Zielzellen in dieser Zeile zu lysieren. Diese Brunnen werden als Steuerung verwendet, um die Gesamtzahlprominute oder cpm zu bestimmen.
Nun, da die Platte vorbereitet ist, sichern Sie den Deckel, indem Sie ein kleines Stück Klebeband auf jeder Seite der Platte hinzufügen und legen Sie ein Stück radioaktives Klebeband auf den Deckel, um anzuzeigen, dass es Chrom 51 enthält. Legen Sie die Platte dann in eine Zentrifuge, die für den Umgang mit radioaktiven Proben markiert ist. Wenn nur eine Versuchsplatte verwendet wird, fügen Sie der Zentrifuge eine Ausgleichsplatte hinzu. Stellen Sie die Zentrifuge auf 1200 U/min und bringen Sie die Platte auf Denspeed. Sobald Die Geschwindigkeit, stoppen Sie die Maschine. Entfernen Sie die Platte aus der Zentrifuge. Legen Sie die Platte dann in einen 37 Grad Celsius Inkubator mit einem kleinen Stück Bleiabschirmung über die Platte für zusätzliche Sicherheit. 16 Stunden lang inkubieren, damit die Zielzellen lysieren können.
Am Ende der Inkubationszeit entfernen Sie vorsichtig das Band um den Rand der Platte, und entfernen Sie den Deckel. Als nächstes legen Sie den Ernterahmen auf die Platte, um sicherzustellen, dass die kleinen Filterscheiben für jeden der Baumwollstecker vorhanden sind. Nun drücken Sie langsam und sanft die Baumwollstopfen in die Brunnen. Nach etwa zehn Sekunden den Druck auf die Baumwollstecker loslassen und dann die Baumwollstecker auf Rohrstreifen übertragen. Legen Sie jedes dieser Rohre in ein sekundäres FACS-Rohr. Schließlich laden Sie die FACS-Röhren auf einen Gammazähler und führen Sie die Proben aus, um die in jedem Zustand freigesetzte Chrommenge 51 zu quantifizieren. Zeichnen Sie sorgfältig die Reihenfolge auf, in der die Rohre in den Zähler geladen wurden.
Hier wurden zu den ersten 3 Bahnen und CPG-stimulierte PMBCs zu den Bahnen 4 bis 6 hinzugefügt. In diesem Beispiel wurden die Zahlen pro Minute in die Zellen einer Kalkulationstabelle eingegeben, wie die Proben in der originalen Platte angeordnet waren und die Mittelwerte der Triplicate berechnet wurden. Für die erste Bedingung wurden beispielsweise die Zellen A1, A2 und A3 in Zelle I3 gemittelt. Sobald die Durchschnittswerte ermittelt wurden, kann der Prozentsatz der spezifischen Lyse für jede Bedingung mit dieser Formel berechnet werden. Um beispielsweise die prozentuale spezifische Lyse für die nicht stimulierten Zellen zu berechnen, die ein Verhältnis von 50 zu 1 Effektorzellen zu Zielzellen hatten, wurde das spontane CPM, das in diesem Beispiel 1164,67 beträgt, vom experimentellen CPM 1129 subtrahiert. 67. Diese Zahl kann dann durch die Differenz zwischen dem maximalen CPM und dem spontanen CPM dividiert und dann mit 100 multipliziert werden, um die prozentuale spezifische Lyse zu geben. Diese wird dann für jede Bedingung berechnet. Diese Daten können dann grafisch dargestellt werden, um einen Vergleich des E-T-Verhältnisses mit der prozentspezifischen Lyse sowohl für die nicht stimulierten PBMCs als auch für die VON CPG stimulierten PBMCs zu zeigen. In diesem Beispiel stimulierten Effektorzellen mit CPG effektiver abgetötete Zielzellen, da das Verhältnis von Effektorzellen zu Zielzellen zunahm. Dieser Anstieg wurde bei den nicht stimulierten PBMCs nicht beobachtet, was darauf hindeutet, dass eine CPG-Stimulation für den beobachteten Anstieg der Zielzelllyse notwendig ist.
In diesem Video sehen Sie, wie Sie den Chrom-Release-Assay durchführen und das zytotoxische Potenzial der Effektorzellen bestimmen.
Immunzellen sind dafür verantwortlich, potenziell schädliche Zellen wie Krebs oder virusinfizierte Zellen aus dem Körper zu identifizieren und zu entfernen, was ein integraler Bestandteil der Immunantwort ist. Mehrere Immunzellen, wie T-Zellen und NK-Zellen, besitzen eine Eigenschaft, die als zytotoxisches Potenzial bekannt ist, nämlich die Fähigkeit, Zielzellen zu identifizieren und Proteine zu sezernieren, die den Proteinabbau, die Lyse und den Tod dieser Zielzellen induzieren. Die Quantifizierung des zytotoxischen Potenzials ist entscheidend für die Messung der Aktivierung und Potenz von Immunzellen, und der Chromfreisetzungsassay wird zu diesem Zweck häufig verwendet.
Diese Methode ermöglicht es den Anwendern, die durch bestimmte Arten von Immunzellen induzierte Zytoxizität unter verschiedenen Bedingungen zu vergleichen, was für die Untersuchung der Krebsimmuntherapie und immunitätsbedingter Krankheiten wertvoll ist. Zu Beginn werden die Zielzellen, wie Krebszellen, mit einem radioaktiven Isotop, Chrom 51, inkubiert, das von den Zellen aufgenommen wird. Als nächstes werden diese radioaktiv markierten Zellen mit den isolierten Immunzellen von Interesse, auch Effektorzellen genannt, in einer 96-Well-Platte mit rundem Boden kokultiviert, um die Interaktion zwischen den beiden Zelltypen zu erleichtern.
Der Gesamtaufbau des Assays umfasst die Inkubation einer bestimmten Anzahl von Zielzellen mit unterschiedlichen Konzentrationen der Immunzellen sowie geeignete Kontrollen. Die Co-Kultur ermöglicht es den Effektorzellen, Apoptose und Lyse in den Zielzellen zu induzieren, was zur Freisetzung des intrazellulären Chromiums 51 in den Überstand führt. Dann, zu einem voroptimierten Zeitpunkt, wird der Überstand mit dem freigesetzten Chrom aus allen Bohrlöchern geerntet. Da das Chrom 51 radioaktiv ist, zerfällt es spontan radioaktiv und emittiert Gammastrahlung. Die Gammastrahlung in den Überständen aus allen Vertiefungen in der Assay-Platte stellt eine quantifizierbare Ausgabe der Lyse der Zielzellen dar. Dies wird mit einem Gamma-Zähler gemessen, mit dem dann das zytotoxische Potenzial der Immunzellen bestimmt wird.
Zu Beginn werden die Zielzellen, in diesem Beispiel die humane Melanomzelllinie WM793, in einer Einzelzellsuspension präpariert. Dazu wird zunächst das Medium aus dem Gewebekulturkolben entnommen und die Zellen mit fünf Millilitern 1X PBS gewaschen. Dekantieren Sie das PBS und geben Sie dann einen Milliliter Trypsin für etwa zwei Minuten auf den Teller. Klopfen Sie vorsichtig auf den Kolben, um die Zellen von der Kolbenoberfläche zu lösen, und geben Sie dann fünf Milliliter RPMI-Medium in den Kolben. Pipettieren Sie das Medium auf und ab, um die Zellen zu sammeln, und geben Sie diese Suspension in ein konisches 15-Milliliter-Röhrchen.
Legen Sie das Röhrchen für fünf Minuten bei 1200 U/min in die Zentrifuge. Entfernen Sie anschließend das Medium aus dem Rohr und achten Sie darauf, das Zellpellet nicht zu beschädigen. Schnippen Sie vorsichtig mit dem Boden des Rohrs, um das Zellpellet aufzubrechen, und geben Sie 10 Milliliter Medium in das Rohr. Pipettieren Sie das Medium dann vorsichtig auf und ab, um die Zellen in Suspension zu bringen. Bestimmen Sie anschließend die Zellkonzentration mit einem Hämozytometer und überführen Sie zwei Milliliter der ursprünglichen Zellsuspension in ein neues konisches 15-Milliliter-Röhrchen. Legen Sie das Röhrchen in eine Zentrifuge und pelletieren Sie die Zellen fünf Minuten lang bei 120 U/min. Gießen Sie nach dem Zentrifugieren das überschüssige Medium aus dem Röhrchen in einen Abfallbehälter. Wirbeln Sie das Röhrchen kurz durch, um das Zellpellet in dem kleinen Volumen des zurückbleibenden Mediums wieder zu resuspendieren.
Bereiten Sie sich als Nächstes auf die Verwendung von Chromium 51 vor, indem Sie in einen Laborraum umziehen, der für diese spezielle Radioaktivität vorgesehen ist. Es sollte eine ausreichende Bleiabschirmung für die sichere Lagerung und Verwendung des Chromiums 51 bei allen Schritten sowie eine angemessene Beschilderung vorhanden sein, die darauf hinweist, wo Proben mit Chrom 51 aufbewahrt werden. Ein Geigerzähler, der mit einer Pfannkuchensonde ausgestattet ist, ist ebenfalls notwendig, um im Raum für eine mögliche Kontamination zu dienen.
Sobald die Radioaktivität für die richtige Verwendung eingerichtet ist, fügen Sie 100 Mikrocurie Chrom 51 direkt zur Zielzellsuspension hinzu. Fügen Sie dann ein kleines Stück radioaktives Klebeband auf das Röhrchen hinzu, um anzuzeigen, dass die Probe und das Röhrchen jetzt radioaktiv sind. Legen Sie das Röhrchen in einen 37 Grad Celsius heißen Inkubator mit einem Bleischild und inkubieren Sie es eine Stunde lang, wobei Sie das Röhrchen alle 15 bis 20 Minuten schnippen.
Während die Zielzellen markieren, bereiten Sie eine Einzelzellsuspension von Effektorzellen vor. In diesem Beispiel wurden mononukleäre Zellen (PDMCs) des menschlichen peripheren Blutes durch Standard-Dichtegradientenzentrifugation aus Vollblut auf eine Konzentration von 5 mal 10 bis 6 isoliert. Übertragen Sie diese Effektorzellsuspension in ein Einweg-Reagenzreservoir und fügen Sie dann 200 Mikroliter dieser Suspension in jede Vertiefung von Reihe B in einer 96-Well-Platte mit rundem Boden hinzu. Geben Sie als Nächstes 100 Mikroliter RPMI in jede Vertiefung in den Reihen C bis G der Platte.
Beginnen Sie nun mit der Durchführung von seriellen Verdünnungen der PBMCs, um eine Reihe von Effektorzellzahlen zu erhalten, indem Sie zuerst 100 Mikroliter der Zellen in den Vertiefungen in Reihe B entfernen und diese zu Reihe C hinzufügen. Verdünnen Sie dann die Effektorzellen weiter, indem Sie 100 Mikroliter Zellen von Reihe C in Reihe D übertragen. Setzen Sie die serielle Verdünnung fort. Sobald Reihe G erreicht ist, bewegen Sie 100 Mikroliter aus den Vertiefungen, um ein Endvolumen von 100 Mikrolitern in jeder Vertiefung in dieser Reihe zu belassen. Geben Sie anschließend 100 Mikroliter Gewebekulturmedium in die Vertiefungen in Reihe A, um die spontane Freisetzung von Chrom 51 aus den Zielzellen zu kontrollieren, da dieser Reihe keine Effektorzellen hinzugefügt werden sollten. Legen Sie dann eine Platte in einen 37 Grad Celsius heißen Inkubator, bis die Zielzellen zum Hinzufügen bereit sind.
Nach der Inkubationszeit nehmen Sie die Zielzellen aus dem Inkubator und waschen Sie sie mit 5 Millilitern FBS, um überschüssiges Chrom 51 zu entfernen. Legen Sie dann das Röhrchen in eine dafür vorgesehene Zentrifuge und drehen Sie es 5 Minuten lang bei 1200 U/min. Entnehmen Sie die radioaktive FBS-Wäsche in einen geeigneten Abfallbehälter und wiederholen Sie den Waschschritt, indem Sie das Pellet in frischen 5 Millilitern FBS resuspendieren. Stellen Sie das Röhrchen in eine dafür vorgesehene Zentrifuge und drehen Sie die Zellen erneut bei 1200 U/min für 5 Minuten. Entfernen Sie die zweite Wäsche und überprüfen Sie das Pellet mit einem Geigerzähler auf eingeschlossene Radioaktivität. Zum Schluss resuspendieren Sie das Pellet in 10 Millilitern vollständigem Medium und gießen Sie die mit Chrom 51 markierte Zielzellsuspension in ein Einweg-Reagenzreservoir. Geben Sie dann 100 Mikroliter dieser markierten Zielzellen in jede Vertiefung der 96-Well-Effektorzellplatte. Geben Sie als Nächstes 100 Mikroliter 1% NP-40 in Wasser in die Vertiefungen in Reihe H, um alle Zielzellen in jeder Reihe zu lysieren. Diese Wells werden als Kontrolle verwendet, um die Gesamtanzahl pro Minute (cpm) zu bestimmen.
Nun, da die Platte vorbereitet ist, sichern Sie den Deckel, indem Sie ein kleines Stück Klebeband an jeder Seite der Platte anbringen und ein Stück radioaktives Klebeband auf den Deckel legen, um anzuzeigen, dass er Chrom 51 enthält. Legen Sie dann die Platte in eine Zentrifuge, die für die Handhabung radioaktiver Proben gekennzeichnet ist. Wenn nur eine Versuchsplatte verwendet wird, fügen Sie der Zentrifuge eine Ausgleichsplatte hinzu. Stellen Sie die Zentrifuge auf 1200 U/min ein und bringen Sie die Platte auf Geschwindigkeit. Sobald Sie die Geschwindigkeit erreicht haben, stoppen Sie die Maschine. Nehmen Sie die Platte aus der Zentrifuge. Legen Sie dann die Platte in einen 37 Grad Celsius heißen Inkubator mit einem kleinen Stück Bleiabschirmung über der Platte, um zusätzliche Sicherheit zu gewährleisten. Inkubieren Sie 16 Stunden lang, damit die Zielzellen lysieren können.
Entfernen Sie am Ende der Inkubationszeit vorsichtig das Klebeband um den Rand der Platte und entfernen Sie den Deckel. Platzieren Sie als Nächstes den Ernterahmen auf der Platte und vergewissern Sie sich, dass die kleinen Filterscheiben für jeden der Wattestopfen angebracht sind. Drücken Sie nun die Wattestopfen langsam und vorsichtig in die Vertiefungen. Lassen Sie nach etwa zehn Sekunden den Druck auf die Wattestopfen ab und übertragen Sie die Wattestopfen dann auf Schlauchstreifen. Setzen Sie jedes dieser Röhrchen in ein sekundäres FACS-Röhrchen ein. Laden Sie abschließend die FACS-Röhrchen auf einen Gamma-Zähler und lassen Sie die Proben laufen, um die Menge an Chrom 51 zu quantifizieren, die unter jeder Bedingung freigesetzt wird. Notieren Sie sorgfältig die Reihenfolge, in der die Rohre in den Zähler geladen wurden.
Hier wurden den ersten 3 Lanes unstimulierte PBMCs und den Lanes 4 bis 6 CPG-stimulierte PMBCs hinzugefügt. In diesem Beispiel wurden die Zählungen pro Minute auf die gleiche Weise in die Zellen einer Tabelle eingegeben, wie die Stichproben in der ursprünglichen Platte angeordnet wurden, und die Durchschnittswerte der Triplikate wurden berechnet. Für die erste Bedingung wurden z. B. die Zellen A1, A2 und A3 in Zelle I3 gemittelt. Sobald die Durchschnittswerte bestimmt sind, kann der Prozentsatz der spezifischen Lyse für jede Bedingung mit dieser Formel berechnet werden. Um beispielsweise die prozentuale spezifische Lyse für die nicht stimulierten Zellen zu berechnen, die ein Verhältnis von 50 zu 1 Effektorzellen zu Zielzellen aufwiesen, wurde die spontane CPM, die in diesem Beispiel 1164,67 beträgt, von der experimentellen CPM 1129 subtrahiert. 67. Diese Zahl kann dann durch die Differenz zwischen dem maximalen CPM und dem spontanen CPM dividiert und dann mit 100 multipliziert werden, um die prozentuale spezifische Lyse zu erhalten. Diese wird dann für jede Bedingung berechnet. Diese Daten können dann grafisch dargestellt werden, um einen Vergleich des E-zu-T-Verhältnisses mit der prozentualen spezifischen Lyse sowohl für die unstimulierten PBMCs als auch für die CPG-stimulierten PBMCs zu zeigen. In diesem Beispiel töteten Effektorzellen, die mit CPG stimuliert wurden, Zielzellen effektiver ab, da das Verhältnis von Effektorzellen zu Zielzellen zunahm. Dieser Anstieg wurde bei den nicht stimulierten PBMCs nicht beobachtet, was darauf hindeutet, dass eine CPG-Stimulation für die beobachtete Zunahme der Zielzelllyse notwendig ist.
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