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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Nous décrivons ici un test de phagocytose utilisant les cellules embryonnaires dispersées de Drosophila . Il nous permet de quantifier facilement et précisément les niveaux de phagocytose in vivo et d'identifier de nouvelles molécules requises pour la phagocytose des cellules apoptotiques.
Les mécanismes moléculaires sous-jacents à la phagocytose des cellules apoptotiques doivent être élucidés plus en détail en raison de leur rôle dans les maladies immunitaires et intrathables. Nous avons développé ici une méthode expérimentale pour étudier quantitativement la phagocytose à l'aide de la Drosophila de la mouche des fruits, dans laquelle le réseau de gènes contrôlant les réactions d'absorption est conservé d'évolution des mammifères. Afin de détecter et compter avec précision les phagocytes englobants et non absorbants utilisant des animaux entiers, les embryons de Drosophila ont été homogénéisés pour obtenir des cellules dispersées comprenant des phagocytes et des cellules apoptotiques. L'utilisation de cellules embryonnaires dispersées nous permet de mesurer les niveaux de phagocytose in vivo comme si nous avons effectué un test de phagocytose in vitro dans lequel il est possible d'observer tous les phagocytes et cellules apoptotiques dans des embryons entiers et quantifier précisément le niveau de phagocytose. Nous avons confirmé que cette méthode reproduit celles d'études antérieuresQui a identifié les gènes requis pour la phagocytose des cellules apoptotiques. Cette méthode permet d'analyser l'engourdissement des cellules mortes et, combinée à la génétique puissante de Drosophila , révélera les réactions phagocytaires complexes qui composent la migration, la reconnaissance, l'engorgement et la dégradation des cellules apoptotiques par des phagocytes.
Dans les animaux métazoaires, par exemple, le nématode Caenorhabditis elegans , la mouche à fruits Drosophila melanogaster , et les souris et les humains, un grand nombre de cellules subissent une apoptose au cours du développement pour façonner leur corps et à l'âge adulte pour maintenir l'homéostasie 1 , 2 . Les cellules apoptotiques doivent être rapidement éliminées car elles induisent une inflammation dans les tissus environnants en libérant des matériaux intracellulaires immunogènes, sinon complètement éliminés 3 . Afin de faciliter l'élimination rapide, les cellules apoptotiques présentent les signaux dits "eat-me" qui sont reconnus par les récepteurs d'engulfment des phagocytes et sont éliminés par phagocytose 3 , 4 , 5 , 6 . Ainsi, la phagocytose joue un rôle crucial dans le maintien de l'homéostasie de l'hôte et donc, l'élucidation de la molécule Les mécanismes marquants sous-jacents à la phagocytose des cellules apoptotiques sont importants.
Les mécanismes responsables de la phagocytose des cellules apoptotiques semblent être conservés d'une manière évolutive chez les espèces des nématodes, des mouches et des souris 7 . Plusieurs tests de phagocytose sont actuellement disponibles pour évaluer l'absorption de cellules apoptotiques dans ces modèles d'animaux. Dans C. elegans , 131 cellules somatiques subissent une mort cellulaire programmée pendant le développement, et les cadavres cellulaires sont phagocytés par des cellules voisines, qui sont des phagocytes non professionnels 8 . Ainsi, le nombre de cadavres de cellules restants dans C. elegans indique le niveau de phagocytose in vivo . En recherchant des mutants de nématodes qui montrent un nombre accru de cellules mortes, plusieurs gènes requis pour la phagocytose ont été identifiés et caractérisés génétiquement 9 , 10 ,S = "xref"> 11 , 12 .
Des tests de phagocytose ex vivo avec des phagocytes de culture primaire, généralement des macrophages, sont souvent utilisés chez la souris. Les cellules apoptotiques sont préparées en utilisant des lignées cellulaires telles que des cellules Jurkat, et sont mélangées avec des phagocytes primaires. Après une incubation pendant plusieurs heures, le nombre total de phagocytes et de phagocytes engloutis sont comptés afin d'évaluer le niveau de phagocytose. En tant que modification sophistiquée de cette méthode, le groupe de Nagata a développé un test de phagocytose ex vivo avec des cellules exprimant une ICAD résistante aux caspases (inhibiteur de la DNase activée par caspase), dans laquelle les cellules apoptotiques ne subissent pas de fragmentation de l'ADN apoptotique, mais l'ADN est encore clivé lorsque Les cellules sont phagocytées. Lorsque ces cellules sont utilisées comme cibles apoptotiques dans un test de phagocytose, seul l'ADN des cellules apoptotiques englouties est fragmenté et coloré par un marquage de l'extrémité du DUTP médié par TdT (TUNEL). Par conséquent, le niveauL de l'absorption de cellule apoptotique est mesurée en comptant les signaux TUNEL dans un mélange de phagocytes et de cellules apoptotiques 13 .
Dans D. melanogaster , les phagocytes professionnels appelés hémocytes, les macrophages de Drosophila , sont responsables de la phagocytose des cellules apoptotiques 14 , 15 . En plus des essais de phagocytose in vitro avec des lignées cellulaires de culture, des tests de phagocytose in vivo avec des embryons complets de Drosophila sont disponibles. Les embryons de Drosophila sont un outil puissant pour examiner le niveau d'absorption des cellules apoptotiques car de nombreuses cellules subissent une apoptose et sont phagocytées par des hémocytes pendant le développement embryonnaire 14 , 15 , 16 . Un exemple d'un test de phagocytose in vivo est la méthode développée par le groupe de Franc. Dans leur méthode, les hémocytes sont lesProtégés par l'immunocoloration de la peroxidasine, un marqueur d'hémocyte, des cellules apoptotiques sont colorées en utilisant le colorant nucléaire, la 7-amino actinomycine D dans des embryons de Drosophila entiers, et le nombre de cellules posologiques doubles est considéré comme un signal de phagocytose 17 . Un autre exemple d'un test de phagocytose sur des embryons est basé sur le concept de la méthode de Nagata décrit ci-dessus; Cependant, la phagocytose in vivo est évaluée à l'aide des embryons de DNC ( Drosophila caspase-activase DNase) mutants flies 18 , 19 . Ces tests de phagocytose in vivo sont utiles pour observer directement la phagocytose in situ . Cependant, des difficultés sont associées à exclure tout biais possible dans l'étape de compter les cellules phagocytes car il est difficile d'observer tous les phagocytes et les cellules apoptotiques dans les embryons entiers en raison de leur épaisseur.
Pour surmonter cette limitation, nous développonsUn nouvel essai de phagocytose dans des embryons de Drosophila . Dans notre méthode, afin de compter facilement les hémocytes phagocytants, les embryons entiers sont homogénéisés pour préparer des cellules embryonnaires dispersées. Les phagocytes sont détectés par l'immunocoloration d'un marqueur de phagocytes, et les cellules apoptotiques sont détectées par TUNEL avec ces cellules embryonnaires dispersées. L'utilisation de cellules embryonnaires dispersées nous permet de mesurer les niveaux de phagocytose in vivo comme si nous avons effectué un test de phagocytose in vitro qui quantifie précisément le niveau de phagocytose. Tous les génotypes de mouches peuvent être utilisés dans ce dosage si elles se développent au stade 16 des embryons 20 , le stade de développement au cours duquel la clairance cellulaire apoptotique par phagocytose est la plus abondante. Cette méthode présente l'avantage d'évaluer quantitativement le niveau de phagocytose et peut donc contribuer à l'identification de nouvelles molécules impliquées dans la phagocytose des cellules apoptotiques in vivo .
1. Préparation
2. Phase 16 Collection d'embryons
3. PrepaRation des cellules embryonnaires
4. Coloration des hémocytes
5. Tacher les cellules apoptotiques par TUNEL
6. Mesurer le niveau de phagocytose des cellules apoptotiques
Afin d'examiner la phagocytose des cellules apoptotiques, les embryons de Drosophila du stade de développement 16 ont été recueillis et préparés sous forme de cellules dispersées. Les hémocytes, les macrophages de Drosophila , ont été colorés par immunocytochimie pour le marqueur hémocytaire "Croquemort" 17 , 22 en utilisant un anticorps spécifique 19 , 21 et les cellules apoptotiques ont été colorées par TUNEL dans des cellules embryonnaires dispersées ( Figure 1A ). Croquemort, un récepteur lié à la CD36 de Drosophila , est spécifiquement exprimé sur tous les hémocytes embryonnaires 22 et a été montré génétiquement pour impliquer dans la clairance des cellules apoptotiques dans les embryons de Drosophila 17 . Les cellules positives à la Croquemort ont des signaux violets dans les petits granules de leurs cellules. Les cellules TUNEL-positives montrent abSignal de roc dans des corpus entiers. Les cellules TUNEL-positives sont plus petites que les autres cellules, et certaines sont à l'intérieur des cellules positives à Croquemort, qui sont considérées comme des cellules mortes phagocytées. Entre 2 et 10% de cellules positives à Croquemort et 1 à 5% de cellules positives au TUNEL sont normalement observées dans toutes les cellules embryonnaires.
Dans Drosophila , il existe deux voies de signalisation pour l'absorption des cellules apoptotiques. Deux récepteurs de phagocytose pour les voies correspondantes, Draper et intégrine α PS3 β ν, reconnaissent indépendamment les cellules mortes 19 , 21 , 23 , 24 , 25 . Draper est une protéine transmembranaire qui possède des séquences de facteur de croissance épidermique atypique (EGF) dans la région extracellulaire et les deux motifs phosphorylables NPxY et YxxL dans le iPortion ntracellulaire 26 . L'intégrine α PS3 β ν est également un récepteur transmembranaire consistant en un hétérodimère de sous -unités α et β 25 . La figure 1B montre le rapport entre les hémocytes phagocytants et les hémocytes totaux dans des embryons mutants simples à virus sauvage ou drpr ou Itgbn . En comptant toutes les cellules positives de Croquemort (hémocytes totaux) et Croquemort et TUNEL-double positives (phagocytes des hémocytes), nous avons calculé l'indice phagocytaire comme le nombre d'hémocytes phagocytants au nombre total d'hémocytes. L'indice phagocytaire était plus faible chez le mutant drpr ou Itgbn que dans le type sauvage, alors que le nombre d'hémocytes et de cellules apoptotiques était similaire ( Figure 1C -D ), ce qui indique que ces deux gènes sont nécessaires pour l'absorption des cellules apoptotiques, comme précédemmentEporté.
Lorsqu'un anticorps anti-Croquemort n'est pas disponible ou que des lignes mutantes avec une expression altérée de Croquemort sont examinées, nous devons sélectionner une autre option pour détecter les hémocytes. Les embryons avec un pilote GAL4 contrôlé par un promoteur spécifique de l'hémocyte ( srpHemo-GAL4 ) et le gène GFP contrôlé par une séquence d'activation en amont (UAS) incluant le site de liaison GAL4 ( UAS-EGFP ) ont des hémocytes marqués au GFP 27 , Ce qui nous permet de détecter les hémocytes en utilisant anti-GFP. La figure 2A montre une image obtenue après détection d'hémocytes et de cellules apoptotiques avec immunocoloration en utilisant un anticorps anti-GFP, et TUNEL dans des cellules embryonnaires avec srpHemo-GAL4UAS-EGFP . Alors qu'un anticorps anti-Croquemort tache de petits granules dans les cellules, un anticorps anti-GFP tache des hémocytes entiers. Semblable à la figure 1A , 2 à 6% de cellules GFP positives et 1 à 5% de TUNEL positif Des cellules sont observées dans toutes les cellules embryonnaires. Certaines cellules TUNEL-positives sont détectées dans des cellules GFP-positives, qui sont considérées comme des cellules mortes phagocytées. Le knockdown médié par RNAi est facilement appliqué pour évaluer tous les gènes de leur participation à la phagocytose en traversant des mouches avec l'UAS-dsRNA des gènes candidats avec srpHemo-GAL4UAS-EGFP . Le knockdown médié par RNAi de drpr ou Itgbn a réduit l'indice phagocytaire ( Figure 2B ), alors que le nombre d'hémocytes et de cellules apoptotiques dans les cellules embryonnaires était comparable ( Figure 2C -2D ), ce qui indique à nouveau que ces récepteurs de phagocytose sont impliqués dans la phagocytose de Cellules apoptotiques. Des indices phagocytaires similaires sont obtenus à partir des deux méthodes de détection des hémocytes, ce qui suggère que les deux sont compatibles.
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Figure 1 : coloration des cellules embryonnaires par un anticorps Anti-Croquemort et TUNEL. ( A ) Images de champs lumineux de cellules embryonnaires dispersées de la souche w 1118 par immunocoloration avec un anticorps anti-Croquemort et TUNEL. Des vues agrandies de cellules représentatives positivement ou négativement colorées (4 panneaux supérieurs) et un champ de faible puissance (panneau inférieur) sont affichés. Barres à l'échelle, 5 μm (haut); 50 μm (en bas). ( B ) Le rapport des hémocytes positifs à Croquemort avec le signal TUNEL à tous les hémocytes positifs à Croquemort chez le mutant Drpr ou Itgbn a été analysé avec des cellules embryonnaires dispersées. ( C ) Le rapport des hémocytes positifs à Croquemort à toutes les cellules du mutant Drpr ou Itgbn a été analysé avec des cellules embryonnaires dispersées. ( D ) Le rapport des cellules apoptotiques TUNEL-positives à toutes les cellules dans le drpr ouLe mutant Itgbn a été analysé avec des cellules embryonnaires dispersées. Génotypes; W 1118 (contrôle de type sauvage), drpr Δ5 (mutant drpr ) et Itgbn 2 (intégrin β ν mutant). Les données étaient représentatives de trois expériences indépendantes et analysées par le test t de Student. Environ 300 hémocytes positifs à Croquemort ont été observés dans chaque expérience, et les valeurs représentent la moyenne ± DE de trois champs microscopiques. *; P <0,05, ns; Différence non significative. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2: Coloration des cellules embryonnaires par la fourmiI-GFP et TUNEL. ( A ) Images de champ lumineux de cellules embryonnaires dispersées de la souche srpHemo-GAL4UAS-EGFP / + par immunocoloration avec un anticorps anti-GFP et TUNEL. Des vues agrandies de cellules représentatives positivement ou négativement colorées (4 panneaux supérieurs) et un champ de faible puissance (panneau inférieur) sont affichés. Barres d'échelle = 5 μm (en haut); 50 μm (en bas). ( B ) Le rapport des hémocytes GFP-positifs avec le signal TUNEL à tous les hémocytes GFP-positifs dans les mouches knockdowns médiées par RNAi de Drpr ou Itgbn a été analysé avec des cellules embryonnaires dispersées. ( C ) Le rapport des hémocytes GFP-positives à toutes les cellules dans des mouches knockdowns médiées par RNAi de Drpr ou Itgbn a été analysé avec des cellules embryonnaires dispersées. ( D ) Le rapport des cellules apoptotiques positives au TUNEL à toutes les cellules dans les mouches knockdowns médiées par RNAi de Drpr ou Itgbn a été analysé avec des cellules embryonnaires dispersées. Génotypes; RNAi -: Yw / w; SrpHemo-GAL4 UAS-EGFP / + , RNAi drpr: yw / w; SrpHemo-GAL4 UAS-EGFP / +; UAS-drpr-IR / +, RNAi Itgbn : yw / w; SrpHemo-GAL4 UAS-EGFP / +; UAS-Itgbn-IR / + . Les données étaient représentatives de trois expériences indépendantes et analysées par le test t de Student. Environ 300 hémocytes GFP-positifs ont été observés dans chaque expérience, et les valeurs représentent la moyenne ± SD de trois champs microscopiques. *; P <0,05, ns; Différence non significative. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Les auteurs déclarent qu'ils n'ont pas d'intérêts financiers concurrents.
Nous décrivons ici un test de phagocytose utilisant les cellules embryonnaires dispersées de Drosophila . Il nous permet de quantifier facilement et précisément les niveaux de phagocytose in vivo et d'identifier de nouvelles molécules requises pour la phagocytose des cellules apoptotiques.
Nous remercions Kaz Nagaosa et Akiko Shiratsuchi pour leurs conseils.
| sérum de porc entier | MP Biomedicals | 55993 | Pour le bloking |
| Treff micro éprouvette (easy fit)  ; Dnase, tube sans RNASE, 1,5 mL | TreffLab | 96. 4625. 9. 01 | Mélangeur de granulés d’homogénéisation |
| 1,5 mL | TreffLab | 96. 7339. 9. 03 | Pour l’homogénéisation |
| Collagénase | Sigma-Aldrich | C-0130 | Pour la préparation de cellules embryonnaires |
| Trypsine | Thermo Fisher SCIENTIFIC | 27250-018 | Pour la préparation de cellules embryonnaires |
| Kpl Anti-Rat IgG (H+L) Ab MSA, AP | KPL | 475-1612 | Anticorps secondaire pour coloration des hémocytes avec un anticorps |
| anti-Croquemort5-bromo-4-chloro- 3-indolyl-phosphate | Roche | 11383221001 | BCIP, Pour la coloration des hémocytes |
| nitro blue tetrazolium | Roche | 11383213001 | NBT, Pour la coloration des hémocytes |
| anti-croquemort | décrit précédemment dans Manaka et al., J. Biol. Chem., 279, 48466-48476 | ||
|   ; Anti-GFP de souris IgG1&kappa ; (clones 7.1 et 13.1)  ; | Roche | 11814460001 | Pour la coloration des hémocytes |
| Goat Anti-Mouse IgG-AP Conjugate | Bio-Rad | 170-6520 | Anticorps secondaire pour la coloration des hémocytes avec un anticorps anti-Croquemort |
| Apop Tag Peroxidase Kit de détection de l’apoptose in situ | Millipore | S7100 | Pour la coloration des cellules apoptoitc. Ce kit comprend un tampon d’équilibration, un tampon de réaction, un tampon STOP/Wash, l’enzyme TdT et l’anti-digoxigénine-peroxydase. |
| 3,3'-diaminobenzidine tétrahydrichlorure | nacalai tesque | 11009-41 | DAB, Pour la coloration des cellules apoptoitc |
| Table des souches de mouches | |||
| Nom | Stock center | >Stock ID | >Comments |
| w1118 | Mouches témoins, décrites dans Freeman et al., Neuron, 38, 567-580 | ||
| drpr&Delta ; Mutant 5 | drpr, décrit dans Freeman et al., Neuron, 38, 567-580 | ||
| Itgbn2 | Itgbn mutant, décrit dans Devenport et al., Development, 131, 5405-5415 | ||
| srpHemoGAL4 UAS-EGFP | décrit dans Brü ; ckner et al., Dev. Cell., 7, 73-84 | ||
| UAS-drpr-IR | VDRC | 4833-UAS-Itgbn-IR||
| NIG-fly | 1762R-1 | - |