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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Aquí se describen nuevos protocolos para aislar y caracterizar micropartículas derivadas de humano y ratón neutrófilos. Estos protocolos utilizan técnicas immunoblotting para analizar contenido de micropartículas, ultracentrifugación y citometría de flujo, y pueden ser utilizados para estudiar el papel de micropartículas derivadas de diversos tipos celulares en función de las células.
Micropartículas de derivados de neutrófilos polimorfonucleares (PMN)-MPs) son bicapa lipídica, microvesículas esféricas con tamaños que van desde 50-1.000 nm de diámetro. MPs son una nueva evolución, parte importante de comunicación célula a célula y la maquinaria de señalización. Debido a su tamaño y la naturaleza de su liberación, hasta hace poco existencia de MP fue pasado por alto. Sin embargo, con la mejor tecnología y métodos analíticos su función en la salud y la enfermedad ahora está emergiendo. Los protocolos aquí presentados están dirigidos a aislar y caracterizar PMN-MPs por immunoblotting y citometría de flujo. Por otra parte, se dan varios ejemplos de aplicación. Estos protocolos para el aislamiento de MP son rápidos y de bajo costo y no requieren el uso de equipos costosos. Además, permiten el etiquetado de diputados tras aislamiento, así como el etiquetado de células de origen antes de la liberación de MP, con un colorante fluorescente de membrana específicos para visualización y análisis por citometría de flujo. Estos métodos, sin embargo, tienen varias limitaciones, incluyendo la pureza de PMNs y parlamentarios y la necesidad de instrumentación analítica sofisticada. Un citómetro de flujo gama alta es necesario para analizar MPs y minimizar falsos positivo Lee debido a ruido o auto fluorescencia fiable. Los protocolos descritos pueden utilizarse para aislar y definir la biogénesis MP y caracterizan a sus marcadores y variación en la composición en diferentes condiciones de estimulación. Heterogeneidad de tamaño puede ser explotado para investigar si el contenido de partículas de membrana versus exosomas es diferente, y si cumplen diferentes funciones en la homeostasis del tejido. Por último, pueden explorarse la siguientes aislamiento y caracterización de MPs, su función en respuestas celulares y varios modelos de enfermedad (incluyendo, trastornos inflamatorios asociados de PMN, como enfermedades inflamatorias del intestino o la lesión pulmonar aguda).
Recientemente, se han convertido en de gran interés científico, "micropartículas/microvesículas" origina en el citosol celular o membrana plasmática como datos emergentes sugieren que estas estructuras, que van desde 50-1.000 nm de diámetro, pueden llevar información biológica y servir como un método no-canónico de la comunicación celular. Inmune celula derivados de MPs y particularmente los producidos por los neutrófilos polimorfonucleares (PMNs) son de gran interés dado el importante papel de PMNs en host defense1,2,3de las respuestas inflamatorias y cicatrización 4. sorprendentemente, hasta ahora, numerosos informes han demostrado funciones pro inflamatorias y antiinflamatorias de PMN-MPs5, sugiriendo un potencial contexto, enfermedad, especies-y papel de órgano-específica de MPs.
Los protocolos descritos en esta comunicación proporcionan un método rentable, innovadora y adaptable para estudiar la función del MPs en salud y enfermedad. Son aplicables a muchos organismos modelo, órganos y las condiciones de estimulación. Permiten la identificación de varios tipos de MPs y puede utilizarse en el futuro para atender sus funciones pro inflamatorias y antiinflamatorias. Por ejemplo, describe cómo estudiar la función de PMN-MPs en epitelial de la herida curativa en vitro y en vivo. El protocolo presentado para el aislamiento de ratón PMNs de médula ósea fue adaptado con modificaciones de un método previamente descrito6.
Además, protocolos descritos en este estudio permiten la detección y caracterización de marcadores específicos que se pueden encontrar en PMN-MPs por dos métodos complementarios: Western blot y citometría de flujo. Encontramos que el immunoblotting de MPs mediante protocolos estándar5 es fácil y confiable, sin embargo, recientes avances en la sensibilidad de los instrumentos de la citometría de flujo y mejor relación señal de ruido ahora permiten más análisis de MPs usando este método. Los protocolos descritos en este estudio incorporan avances recientes y las recomendaciones de artículos originales de investigación, incluyendo modificaciones en la velocidad de centrifugación y tiempo, la adición de muestra de filtrado y almacenamiento de congelación condiciones7 , 8y cómo reducir el "ruido de fondo", mejorar el límite de detección de PMN-MPs y discriminar entre diferentes tamaños de MPs.
Todos los trabajos de animales fue aprobado por el IACUC noroeste. Todos los experimentos fueron terminados en conformidad y cumplimiento con todas las directrices pertinentes del reguladoras e institucionales. Para donar sangre los sujetos humanos, consentimiento informado fue presentado y firmado; Además, todos los seres humanos en este estudio fueron tratados con arreglo a las directrices institucionales y federales para el bienestar humano.
Nota: Los pasos del Protocolo se enumeran en los apartados siguientes: (i) aislamiento de células de la médula ósea de ratón; (ii) aislamiento de PMN de la médula ósea murina; (iii) aislamiento de PMN de la sangre humana; (iv) MP aislamiento de PMN sobrenadantes (por ultracentrifugación); v caracterización de MPs por Western Blotting; (vi) caracterización de MPs por citometría de flujo; (viii) aplicación de diputados aislados a estudio de la herida curativo
1. aislamiento de células de médula ósea de ratón
2. PMN aislamiento de médula ósea murina
3. aislamiento PMN de sangre humana
4. MP aislamiento de PMN activados sobrenadantes
Nota: Un protocolo similar se utiliza para el aislamiento de MPs de PMNs humanos y murinos.
5. examen de PMN-MPs por Western Blot
6. examen de PMN-MPs por citometría de flujo
7. aplicaciones para PMN aislados-MPs estudiar la función PMN en la cicatrización de heridas
El análisis cytometric del flujo representativo de parlamentarios que fueron aislados de humano y ratón PMNs se muestran en la figura 1. La heterogeneidad de tamaño de PMN-MPs puede evaluarse en comparación a granos tamaño conocidos como se muestra en la figura 1A, B humana MPs. Nota, no observaron diferencias significativas en la heterogeneidad de tamaño fueron entre ratón y humanos MPs. De manera similar, usando citometría de flujo y de la fluorescencia de etiquetado, expresión de la proteína/s de elección de diputados aislados de ratón o de origen humano se puede determinar. Por ejemplo, expresión de la fosfatidil serina (PhS) puede ser examinada por la anexina V coloración. Médula ósea murina PMN-MPs se muestran en la figura 1C, D. Expresión de varios marcadores de elección también puede ser evaluada como se muestra para anexina V y CD11b tinción de MPs humanas, figura 2A, B. Otro método para detectar MPs PMN por citometría de flujo es manchar PMNs recién aislado antes de la estimulación, como se muestra en la figura 2C. Por ejemplo, PMN tinción con marcador lipídico N-(2-aminoethyl) maleimida-FITC antes fMLF resultados de estimulación en la liberación de los diputados verdes, puede ser detectado fácilmente por el flujo. De nota, mientras que la tinción con N-(2-aminoethyl) maleimida-FITC ya utilizados con anterioridad para marcar y detectar MPs que fueron obtenidas de sangre periférica humana10 o inyectados en animales11, el uso de otros marcadores de etiquetado con fines de en vitro o en vivo debe ser determinado por cada investigador. Además de citometría de flujo, PMN-MPs pueden analizarse por inmunotransferencia de proteínas de interés. Como se muestra en la figura 3, MPs derivados de PMNs humanos que fueron estimuladas con varios activadores conocidos, fueron examinados para la expresión de clave inflamatoria (curación de matriz 9 (MMP-9) y mieloperoxidasa (MPO)) y antiinflamatorio (anexina A1) moléculas. Como evidente de immunoblots representante, estimulación de PMN con IFNγ (50 ng/mL), PMA (200 nM), y diputados expresando diferentes niveles de MMP-9 fMLF (1 μm). Sin embargo, sólo perturbación del citoesqueleto de actina por antes (1 μm) Latrunculin B estimulación con fMLF (5 μm) condujo a la abundante presencia de MPO en PMN-MPs. Del mismo modo, diferentes niveles de anexina A1 (alto sin detección) fueron detectados en MPs siguiendo las condiciones de activación descritas. Estos resultados sugieren que la composición de PMN-MP es dependiente del estímulo.
Finalmente, figura 4 muestra cómo PMN aislados-MPs pueden ser usados para estudiar la herida curación in vitro e in vivo en lesión colónica. PMN-MPs pueden agregarse a monocapas epiteliales heridas de rasguño en las culturas, donde cura puede ser monitoreada por adquisición en momentos predeterminados de la proyección de imagen. MPs puede ser microinyectado más directamente en las heridas de colon, que se generaron por fórceps de la biopsia y la proyección de imagen endoscópica9, y evaluar su efecto sobre la cicatrización. Para el análisis tanto in vitro como in vivo de la cicatrización, se adquieren imágenes de heridas infligidas inmediatamente post herida (o no conforme) y continuamente mediante el proceso de curación en el tiempo determinado de puntos. Usando software de análisis de imagen disponibles en el mercado, cambios en el área de la herida (tamaño) se miden y se utiliza para determinar la tasa de cierre de la herida. Aplicación de PMN-MPs que contienen MPO ya sea cultivadas monocapas epiteliales o en vivo a las heridas de colon tiene efectos perjudiciales, conduce a la cicatrización tardía9.

Figura 1 . Análisis de tamaño de PMN-MP y marcadores de superficie por citometría de flujo. (A) citómetro de flujo optimizado cuentas de control (véase Tabla de materiales) de tamaños conocidos y dispersión valores se muestran en la representación ortogonal de SSC y el FSC. Los granos se utilizan para obtener una comparación del tamaño relativo con una muestra de PMN-MP se muestra en la B. (B) humanas PMN-MPs fueron aislados y analizados por citometría de flujo con las condiciones descritas para los granos. Se aprecia la heterogeneidad de tamaños de MP. (C–D) Diputados derivadas de PMNs estimulados fMLF murine de la médula fueron analizadas por citometría de flujo. Representación de diagramas de flujo muestran sin manchas (C) o anexina V-FITC manchado (D) MPs. área Rectangular muestra MPs de anexina V-positiva (FITC-positivo MPs). SSC: Dispersión de lado; FSC: Forward Scatter; PhS: Fosfatidilserina. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2 . PMN-MP tinción y análisis por citometría de flujo. Área de Unstained (A) y (B) anexina V-FITC y hCD11b-APC-teñido MPs. Plaza encierra una población positiva doble de anexina V/CD11b de PMN-MPs. (C) recién aislado humanos PMNs (1 x 106) fueron teñidas con un colorante fluorescente , N-(2-aminoethyl) maleimida-FITC y estimulado con fMLF. MPs se aislaron de sobrenadantes de células y analizan por citometría de flujo. Área rectangular incluye una población positiva de MP N-(2-aminoethyl) maleimida-FITC (M-FITC, etiqueta del eje y). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3 . Composición de PMN-MPs es dependiente del estímulo. PMNs humanos (A) fueron estimuladas con IFNγ, TNFα, fMLF, PMA o una combinación de latranculin B seguido por fMLF (LtB-fMLF). MPs se aislaron de los sobrenadantes de células resultante por ultracentrifugación y lisados de proteína se prepararon en tampon de SDS 1%. Las proteínas fueron separadas por tamaño electroforéticamente en un gel de poliacrilamida al 10% transferidas a una membrana de nitrocelulosa y sondeadas para MMP-9, MPO o Annexin A1 anticuerpo primario seguido por los anticuerpos secundarios HRP-conjugado apropiados. Representante microscopia electrónica (B) imágenes de MPs de PMN humanos muestran heterogeneidad de tamaño. Un exosomas < 100 nm de tamaño está indicado por la flecha blanca. Barra de escala = 250 nm (paneles izquierdos y derecho). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: El uso de PMN aislados-MPs en estudiar el papel de PMNs en epiteliales cicatrización. BBe de Caco-2 (A) las células epiteliales intestinales humanas fueron plateadas confluency, cero heridos y sometidos a diputados derivadas de PMNs 3 millones, que se sumaron inmediatamente las heridas. Imágenes representativas Mostrar cierre de herida (48 h post-heridas) en el control (paneles de la izquierda) y células epiteliales PMN-MP-tratados (paneles de la derecha). Barra de escala = 100 μm. (B) examinar el efecto de PMN-MPs en colon la herida curativa en vivo, PMN aislados-MPs fueron inyectadas directamente en el área de la herida mediante un sistema de microinyección basada en endoscopia (en 24 h, la herida, la herida de colon es se indica por una línea discontinua y la inyección sitio aguja muestra una flecha blanca). Encierro de la herida fue evaluados 3 días más tarde (4 días la herida) por proyección de imagen endoscópica. Barra de escala = 300 μm. (C) 4 días post-hiriendo a ratones fueron sacrificados y heridas mucosa colónicas obtuvieron con tijeras, incrustadas en el compuesto de corte óptimo temperatura (O.C.T) y congeladas con nitrógeno líquido. Las secciones micrómetro ocho de las heridas fueron manchadas para E-cadherina (verde) y la tinción nuclear DAPI (azul) evaluar el nivel de re-epithelialization (paneles superiores) y DAPI (azul) y Ki67 (rojo) visualizar las células epiteliales proliferantes y total en el borde de la herida (paneles inferiores). Barra de escala = 50 μm. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Los autores no tienen ningún conflicto de interés de cualquier tipo relacionadas con esta comunicación
Aquí se describen nuevos protocolos para aislar y caracterizar micropartículas derivadas de humano y ratón neutrófilos. Estos protocolos utilizan técnicas immunoblotting para analizar contenido de micropartículas, ultracentrifugación y citometría de flujo, y pueden ser utilizados para estudiar el papel de micropartículas derivadas de diversos tipos celulares en función de las células.
Estamos agradecidos por la asistencia técnica de Dr. Suchitra Swaminathan que dirige el núcleo de Northwestern Feinberg escuela de medicina citometría de flujo. La financiación fue proporcionada por DK101675 (NIH).
| DMEM | Corning | 10-041-CV | |
| Suero fetal bovino (Inactivado por calor) | Atlanta Biologics | S11150 | |
| Penicilina/Estreptomicina (10.000 unidades de penicilina / 10.000 mg/ml de estreptococo) | GIBCO | 15140 | |
| 0,5 M EDTA | Fisher | BP2482 | |
| Cloruro de sodio | Sigma | S9888 | Estéril y filtrado a través de un 0,1 unidad de filtrado de micras |
| Estéril filtrado Histopaque 1077 | Sigma | 10771 | |
| Estéril filtrado Histopaque 1119 | Sigma | 11191 | Densidad 1.119 g/ml. Solución de polisacarosa y Diatrizoato de sodio. Llevar a temperatura ambiente |
| salina tamponada con fosfato (PBS) sin calcio y magnesio | Cellgro | 210-40-CV | |
| Alcohol etílico (200 grados) | Decon labs | 2701 | |
| HBBS | Corning | 21-022-CV | |
| Solución azul de tripano, 0.4% | Sigma | T8154 SIGMA | Diluido 1:2 para el recuento de viabilidad celular |
| Isoflurano | Abbot | 50033 | |
| Anti-humano CD11b-APC conjugado | Biolegend | 301350 | Clon ICRD44 (Concentración final: 1 y micro; g/mL) |
| BODIPY FL | Invitrogen | B10250 | N-(2-aminoetil) maleimida |
| Tampón de unión de anexina V | Biolegend | 422201 | |
| perlas de calibración para citometría de flujo | BioCytex | 7803 | |
| FITC Anexina V | Biolegend | 640906 | |
| Polymorphprep | Axis-Shield PoC AS | Diatrizoato de sodio/Dextrano 500, densidad 1,113 g/ml | |
| C57BL/6 ratones | Centrífuga Jackson Labs | ||
| 15 ml tubos | Corning | 430053 | |
| tubos centrífugos de 50 ml | BD Falcon | 352070 | |
| pipetas serológicas de 25 ml | Celltreat | 229225B | |
| pipetas serológicas de 10 ml | Celltreat | 229210B | |
| pipetas serológicas de 5 ml | Celltreat | 229205B | |
| pipetas Pasteur | BD Falcon | 357575 | |
| 25 G x 5/8 pulg. Agujas (agujas deslizantes de precisión) | BD | 305122 | |
| 100 µ Filtros de células m | Celltreat | 229485 | |
| Vacutainer | tubosBD | 367251 | |
| Equipment | |||
| LSR Fortessa Special Order Research Product (SORP) | BD( | SORP) | |
| Centrífuga de cangilón oscilante | ThermoFisher Scientific | 75007210 | |
| Ultracentrífuga | Beckman | (L8-80 M) | |
| Microcentrífuga | ThermoFisher Scientific | VV-17703-15 (Fresco 17) | |
| Centrífuga de cangilón oscilante | ThermoFisher Scientific | 75004503 (Megafuge 40R) | |
| Pinza de biopsia, 28 cm | Storz | 27071zj | |
| Software | |||
| Image J | Instituto Nacional de Salud | Código abierto |