Presentamos un protocolo para obtener firmas de Proteómica de macrófagos humanos y aplicar esto a la determinación del impacto de un ambiente de poco oxígeno en polarización de macrófagos.
Artículo de método
Presentamos un protocolo para obtener firmas de Proteómica de macrófagos humanos y aplicar esto a la determinación del impacto de un ambiente de poco oxígeno en polarización de macrófagos.
Los macrófagos son las células inmunes innatas involucrados en una serie de funciones fisiológicas que van desde las respuestas a patógenos infecciosos a la homeostasis del tejido. Las diferentes funciones de estas células están relacionadas con sus Estados de activación, que también se llama polarización. La descripción molecular precisa de estas polarizaciones diferentes es una prioridad en el campo de la biología del macrófago. Actualmente se reconoce que un enfoque multidimensional es necesario describir cómo la polarización es controlada por señales ambientales. En este informe, describimos un protocolo diseñado para obtener la firma proteómica de diferentes polarizaciones en macrófagos humanos. Este protocolo se basa en una cuantificación de etiqueta-libre de expresión de la proteína del macrófago obtenida de in-gel fraccionado y Lys C/tripsina-digerido contenido de lisis celular. También proporcionamos un protocolo basado en la solución en digestión y fraccionamiento para usar como una alternativa de enfoque isoeléctrico. Debido a la concentración de oxígeno es un parámetro ambiental relevante en los tejidos, utilizamos este protocolo para explorar la composición de la atmósfera o un ambiente de poco oxígeno afecta a la clasificación de la polarización del macrófago.
Los macrófagos son las células inmunes innatas involucrados en una serie de funciones fisiológicas que van desde las respuestas a patógenos infecciosos a la homeostasis del tejido, incluyendo la remoción de células apoptóticas y la remodelación de la matriz extracelular1. Estas células se caracterizan por una fuerte plasticidad fenotípica2 que se traduce en unas muchos Estados posible activación, que también se llaman polarizaciones. La descripción molecular precisa de estas polarizaciones diferentes es una prioridad en el campo de la biología de macrófagos3. Se ha propuesto clasificar estas polarizaciones utilizando la llamada dicotomía M1/M2, M1 representa pro-inflamatoria y M2 representa macrófagos antiinflamatorios. Este modelo se ajusta bien en diferentes situaciones patológicas como infecciones agudas, alergias y obesidad4. Sin embargo, en los tejidos crónicamente inflamados y cáncer, se ha demostrado que esta clasificación es incapaz de captar el amplio repertorio fenotípico que los macrófagos presentan en determinados ambientes celulares5,6, 7. el consenso actual es que polarización macrófago se describe mejor usando un modelo multidimensional para integrar señales microambiental específicas8. Esta conclusión ha sido confirmada mediante análisis transcriptómico de macrófagos humanos que muestra que el modelo M1/M2 es ineficiente en la descripción de las polarizaciones obtuvo9.
El estudio presentado tiene como objetivo ofrecer un protocolo para obtener firmas de Proteómica de diferentes polarizaciones en macrófagos humanos. Describimos cómo diferenciar los macrófagos humanos en entornos de varios niveles de oxígeno y obtener péptidos de proteoma todo macrófagos para llevar a cabo una cuantificación de etiqueta-libre. Esta cuantificación permite la comparación de los niveles de expresión de diversas proteínas. Como investigación en células madre ha puesto de manifiesto la importancia del oxígeno como un parámetro clave ambiental10, buscamos entender cómo este parámetro de tejido puede influir polarización de macrófagos en los seres humanos. La presión parcial de oxígeno se ha encontrado al rango de 3 a 20% (de la presión atmosférica total) en el cuerpo humano, donde el 20% corresponde aproximadamente a lo que comúnmente se utiliza en una incubadora de cultivo celular (el valor exacto es alrededor 18.6% mientras que la presencia de agua en cuenta).
Trabajo previo ha demostrado que difieren alveolar de macrófagos intersticiales de funcional y morfológico punto de vista11 y estas diferencias son probablemente parcialmente debido a los niveles de oxígeno diferentes a los que están expuestos12. Además, macrófagos derivados de médula ósea muestran una mayor capacidad que fagocitan bacterias cuando están expuestos a un bajo nivel de oxígeno medio ambiente12. El efecto contrario se ha encontrado para macrófagos humanos THP1 distinguido13, pero estos resultados apoyan la idea de que el oxígeno es un regulador de la biología del macrófago y que es necesario aclarar esta función a nivel molecular en macrófagos humanos. En un estudio anterior, hemos aplicado un enfoque de la proteómica para tratar estos temas. Al medir los niveles de expresión de miles de proteínas al mismo tiempo, destacó el impacto del oxigeno sobre polarización y proporciona una lista de nuevos marcadores moleculares. También fuimos capaces de relacionar estos resultados para algunas funciones de los macrófagos. En particular, encontramos que la tasa de fagocitosis de células apoptóticas se incrementó en macrófagos IL4/IL13-polarizado, que estuvo vinculado a la regulación al alza de ALOX15 según lo revelado por el análisis proteómico del14. En el presente estudio, describimos cómo realizar tal análisis.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Se obtuvieron muestras de sangre humana (LRSC) de donantes sanos, anónima de EFS (servicio nacional de sangre francesa) como parte de un protocolo autorizado (CODECOH CC-2018-3114). Los donantes dieron consentimiento firmado para el uso de sangre.
1. los medios y preparación del tampón
2. aislamiento de células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) de la cámara de sistema Leukoreduction (LRSC)
3. etiquetado magnético y aislamiento de CD14 (monocitos) de las células+
4. galjanoplastia de monocitos
5. polarización de los macrófagos en el día 6
6. célula cultura en condiciones de poco oxígeno
7. lisis y digestión en Gel (protocolo 1)
Nota: En esta y las siguientes secciones, se describen dos protocolos utilizados para obtener péptidos y realizar el análisis por LC-MS/MS. Protocolo 1 describe lisis celular y fraccionamiento en gel y digestión, y en el protocolo 2 describe lisis celular en solución seguido por digestión en solución y fraccionamiento utilizando un método de enfoque isoeléctrico.
8. proteína extracción y digestión en solución (protocolo 2)
9. en la solución digestión (protocolo 2)
10. limpiar el cartucho (protocolo 2)
11. fraccionamiento de la concentración isoeléctrica (protocolo 2)
Nota: Los péptidos son separados según sus puntos isoeléctricos usando un fraccionador de gel en una tira de 13 cm cubriendo un rango de pH de 3 a 10. Se utilizó el siguiente protocolo suministrado por el proveedor (resumido a continuación):
12. limpiar Harvard aparato columna C18 reversa Post-IEF (protocolo 2)
13. Análisis de datos de proteómica y bioinformática18
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
A partir de células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) obtenidas por centrifugación diferencial, el protocolo permite la obtención de una población de CD14+ monocitos con una pureza cuota de más del 98% mediante citometría de flujo (figura 1). Estos monocitos se diferencian secundariamente hacia polarizaciones diferentes (figura 2). Cuando se elige un fraccionamiento en gel, la migración en geles de SDS-page se...
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Porque la proteómica es una poderosa herramienta para estudiar la expresión de diferentes proteínas de una célula entera o compartimentos subcelulares, optimización del Protocolo de lisis celular y la digestión de las proteínas ha sido abordados por diversos estudios. Hay tres clases principales de métodos, que son en gel de la digestión (digestión de proteínas en geles de poliacrilamida matriz)17, digestión en solución18 y asistido por el filtro muestra preparación
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Los autores no declaran conflictos de interés.
AM es financiado por el programa de líder del grupo de jóvenes (ATIP/Avenir Inserm-CNRS), de la Ligue Nationale contre le cáncer y la Fundación arco pour la recherche sur le Cancer. Agradecemos a Mariette Matondo de la espectrometría de masas para plataforma de Biología (UTECHS MSBIO, Instituto Pasteur, París). Agradecemos a Lauren Anderson por su lectura del manuscrito.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Estación de trabajo de hipoxia | Oxford Optronix | Hypoxylab | |
| C6 Citómetro de flujo | BD | Accuri C6 | |
| Urea | Agilent Technologies | 5188-6435 | |
| Ácido fórmico (FA) | ARISTAR | 450122M | |
| R-250 Coomassie blue | Biorad | 1.610.436 | |
| Lipopolisacárido, E.Coli (LPS) | Calbiochem | 437627 | |
| kit de limpieza 2D | GE Healthcare | 80-6484-51 | |
| RPMI 1640 medio, suplemento glutamax | Gibco | 61870044 | |
| HEPES 1 M | Gibco | 15630-080 | |
| MEM Solución de aminoácidos no esenciales (NEAA) 100X | Gibco | 11140-035 | |
| Solución salina tamponada con fosfato (PBS) 1X | Gibco | 14190-094 | |
| Harvard Columna de aparatos Reverse C18 micro columna de centrifugado | Harvard Apparatus | 74-4601 | |
| EDTA 0,5 M, pH 8,0 | Invitrogen | AM9260G | |
| NuPAGE Bis-Tris 4-12% | Life Technologies SAS | NP0321 CAJA | |
| CD14 Microperlas humanas | Miltenyi Biotec | 130-050-201 | |
| MACS columna de separación LS | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| Factor estimulante de colonias de macrófagos (M-CSF) | Miltenyi Biotec | 130-096-485 | |
| Interleucina 4 (IL4) | Miltenyi Biotec | 130-093-917 | |
| Interleucina 13 (IL13) | Miltenyi Biotec | 130-112-410 | |
| Interferón gamma (INFγ) | Miltenyi Biotec | 130-096-482 | |
| CD14-FITC (clon TÜ K4) | Miltenyi Biotec | 130-080-701 | |
| MACSmix Rotador de tubos | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | |
| Ácido trifluoroacético (TFA) | Pierce | 28904 | |
| Mezcla de tripsina/Lys-C | PROMEGA | V5073 | |
| Cóctel completo de inhibidores de proteasa mini sin EDTA | Roche | 11836170001 | |
| solución de gradiente de densidad ( Histopaque 1077) | Sigma Aldrich | 10771-100ML | |
| Accumax | Sigma Aldrich | A7089-100ML | |
| Suero humano de plasma AB masculino humano (SAB) | Sigma Aldrich | H4522-100ML | |
| albúmina sérica bovina (BSA) 30% | Sigma Aldrich | A9576-50ML | |
| Trisma-base | Sigma Aldrich | T1503 | |
| Glicerol | Sigma Aldrich | 49767 | |
| β-Mercaptoetanol | Sigma Aldrich | M3148 | |
| Azul de bromofenol | Sigma Aldrich | 114405 | |
| Dodecil Sulfato de Sodio (SDS) 20% | Sigma Aldrich | 5030 | |
| Bicarbonato de amonio | Sigma Aldrich | 9830 | |
| Acetonitrilo | Sigma Aldrich | 34888 | |
| Ditiothreitol | Sigma Aldrich | 43819 | |
| Yodoacetamida | Sigma Aldrich | 57670 | |
| Thiourea | Sigma Aldrich | T8656 | |
| CHAPS | Sigma Aldrich | C9426 | |
| Micro BCA Kit de ensayo | ThermoFisher | 23235 | |
| 5 mL pipeta de plástico estéril | VWR | 612-1685 | |
| Thermomixer C Eppendorf | VWR | 460-0223 | |
| Sep-Pak tC18 cartuchos de fase inversa, 100 mg | Waters | WAT036820 |
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE
Solicitar permiso