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Immunology and Infection

면역 시 냅 스 형성 하는 동안 B 세포에서 세포 역학 공부

Published: June 1, 2019 doi: 10.3791/59621
* These authors contributed equally

Summary

여기서 우리는 IS의 형성 동안 B 림프구에서 세포 편광 사건을 특성화하는 두 가지 접근법을 기술한다. 첫 번째, 세포 기관 모집 및 시 냅 스 막에서 세포 골격 재배열의 정량화 포함. 두 번째는 면역 시냅스에 대한 편광을 겪는 중심도의 조성의 변화를 특성화하는 생화학적 접근법입니다.

Abstract

B 세포 수용체 (BCR)에 의한 표면 테더된 항원의 인식은 신호및 항원 세포 가 조정되는 면역 시냅스 (IS)의 형성을 유발합니다. IS 형성은 리소좀 및 골지 장치와 같은 중심도 및 관련 세포내 세포 기관의 시냅스 막에 편광된 모집을 수반하는 동적 액틴 리모델링을 포함한다. 액틴 리모델링의 초기 단계는 B 세포가 세포 표면을 증가시키고 시냅스에서 수집 된 항원 - BCR 복합체의 양을 최대화 할 수 있게합니다. 특정 조건하에서, B 세포가 단단한 표면에 관련되었던 항원을 인식할 때, 이 프로세스는 항원 추출을 촉진할 수 있는 리소좀의 현지 모집 및 분비에 결합됩니다. 취한 항원들은 T 도우미 세포에 대한 추가 프리젠 테이션을 위해 주요 조직 적합성 복합체 II (MHC-II) 분자에로드된 펩티드로 처리하기위한 전문 엔도 리소좀 구획으로 내재화됩니다. 따라서, IS의 형성과 관련되었던 세포역학을 공부하는 것은 B 세포가 활성화되는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 본 기사에서 우리는 B 세포에 있는 IS의 대형과 연관되는 세포 내 세포기관 위치 및 세포골격 재배열에 있는 변경을 공부하기 위하여 이용된 화상 진찰 그리고 생화확적인 기술 둘 다 토론할 것입니다.

Introduction

B 림프구는 다른 위협에 대하여 항체를 생성하고 병원체를 침입에 책임 있는 적응면역 계통의 필수적인 부분입니다. 항체 생산의 효율은 B 세포가 수용성 또는 표면 테더형형태로발생하는 항원을 획득, 공정 및 존재하는 능력에 의해 결정된다 1,2. BCR에 의해, 제시 세포의 표면에 부착된 항원의 인식은 IS3,4라고불리는 가까운 세포간 접촉의 형성을 이끈다. 이 동적 플랫폼 내에서 BCR 의존다운 스트림 신호 및 내분형 구획으로 항원의 내재화가 모두 일어난다. 업크업 된 항원 처리 및 MHC-II 분자에 조립 하 고 이후에 T 림프구에 제시. B-T 세포 협력이라고 불리는 생산적인 B-T 상호작용은 B 림프구가 항체 생산 혈장 세포 또는 기억 세포로의 분화를 촉진하는 적절한 신호를 수신할 수 있도록한다8.

2개의 기계장치는 B 세포에 의하여 항원 추출에서 관련시켰습니다. 첫 번째는 시냅스 갈라진 부분5,6에서모집과 융합을 겪는 리소좀에서 유래한 프로테아제의 분비에 의존합니다. 두 번째 는, 클라트린 코팅 구덩이 7로 내면화되는 막을 포함하는 항원의 질을 유발하는 Myosin IIA 매개 당기기힘에 달려 있습니다. 항원 추출 모드는 항원이 발견되는 멤브레인의 물리적 특성에 의존합니다. 그럼에도 불구하고, 두 경우 모두, B 세포는 두 가지 주요 리모델링 이벤트를 겪는다: actin 세포 골격 재구성 및 IS에 세포기관의 양극화. Actin 세포 골격 리모델링은 초기 확산 단계를 포함, 시 냅 스 막에서 actin 의존 돌출 항원과 접촉 하는 표면을 증가. 이것은 항원과 결합된 Bcrs가 분자 모터와 액틴 세포골격 리모델링 8,9,10의공동 작용에 의해 IS의 중심에 집중되는 수축 단계에 선행됩니다. 11. 세포기관의 편광은 또한 액틴 세포 골격의 리모델링에 의존합니다. 예를 들어, 중도체는 핵에서 결합되지 않고, 관련 액틴의 국소 탈중합에 의해, IS5,12에이 소기관의 위치를 재배치할 수 있게 한다. B 세포에서, 하나의 세포극(IS)에 중도의 위치(spositions)는 시냅스 막에 리소좀 모집을 안내하며, 이는 분비시 표면 테더된 항원의 추출 및/또는 처리를 용이하게 할 수 있다6. IS에서 모집된 리소좀은 MHC-II로 풍부하게 되며, 이는 T 세포13에제시될 내인성 구획에서 펩티드-MHC-II 복합체의 형성을 선호한다. 추가적으로, Golgi 장치는 또한 IS14에밀접하게 모집되는 것으로 관찰되었습니다, 분비 통로에서 골지 유래 소포가 항원 추출 및/또는 처리에 관여할 수 있었다는 것을 건의합니다.

전부, 시냅스 대형 도중 B 세포에 있는 세포내 세포기관 및 세포골격 재배열은 그들의 추가 활성화를 위해 요구된 능률적인 항원 취득 및 처리를 허용하는 중요한 단계입니다. 이 작품에서는 IS의 형성과 관련된 세포내 세포 내 리모델링을 연구하기 위해 B 세포에서 이미징 및 생화학 분석을 수행하는 방법에 대한 자세한 프로토콜을 소개합니다. 이러한 기술은 다음과 같습니다: (i) 항원 코팅 비드와 항원 코팅 커버슬립으로 활성화된 B 세포의 면역형광 및 이미지 분석, 이는 IS에 동원되는 세포내 성분의 시각화 및 정량화를 가능하게 한다(ii ) 자당 그라데이션에 대한 초원심분리에 의해 B 세포에서 중심도가 풍부한 분획을 분리하여 세포 극성 조절에 잠재적으로 관여하는 중도체와 관련된 단백질을 식별할 수 있습니다.

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Protocol

참고: 다음 단계는 IIA1.6 B 세포를 사용하여 수행하였다.

1. 항원 코팅 구슬B를 가진 B 세포 활성화

  1. 항원 코팅 구슬의 제조
    1. B 세포를 활성화하려면NH 2-비드를 공동으로 코팅된 항원(Ag-코팅 비드)을 사용하며, 3 μm NH 2-비드의 50μL(~20 x 106 비드)을 사용하여 활성화(BCR-리간드+) 또는 비활성화(BCR-리간드)항원을 사용한다.
    2. IIA1.6 B 세포에 대 한 안티-IgG-F (ab') BCR-리간드 및 안티-IgM-F (ab')2 또는 소 혈 청 알부민 (BSA)로2 단편을 BCR-리간드-사용. 1차 B 세포 또는 IgM+ B 세포수를 활성화시키기 위해 BCR-리간드+및 BSA로서 항-IgM-F(ab')2를 BCR-리간드-로 사용한다.
      참고: Fc 수용체에 리간드가 결합되는 것을 방지하려면, 전체 길이 항체 대신 F(ab') 또는 F(ab') 2개의 항체 단편을 사용한다.
    3. Ag 코팅 된 비드의 제조를 진행하려면, 샘플 조작 동안 비드 회수를 최대화하기 위해 낮은 단백질 결합 미세 원심 분리 튜브에 구슬을 배치합니다. 1mL의 인산완충식염수(PBS)를 추가하여 구슬과 원심분리기를 16,000 x g에서 5분 동안 세척합니다.
    4. NH2 기를 활성화하고 실온 (RT)에서 4 시간 동안 회전하기 위해 8 % 글루타랄데히드의 500 μL로 구슬을 다시 일시 중단하십시오.
      주의: 글루타랄데히드 스톡 용액은 화학 연기 후드에만 사용해야 합니다. 재료 안전 데이터 시트(MSDS)의 지침을 따르십시오.
    5. 원심 분리기 구슬을 16,000 x g에서 5 분 동안, 글루타랄데히드를 제거하고 1 x PBS의 1 mL로 3 번 더 구슬을 씻는다.
      주의: 글루타랄데히드 용액은 유해 화학 폐기물로 폐기되어야 합니다.
    6. 1x PBS의 100 μL에서 활성화된 비드를 다시 일시 중단합니다. 샘플은 두 개의 저단백 결합 미세원심지 튜브로 나눌 수 있습니다: BCR-리간드+에 대해 50 μL 및 BCR-리간드에 대한 50 μL-.
    7. 항원 용액을 준비하기 위해 PBS의 150 μL에서 항원 용액의 100 μg/mL을 함유하는 2 mL 저단백질 결합 미세원심지 튜브 2개를 사용한다: BCR-리간드를 함유한 튜브 1개 및 BCR-리간드를 함유한 튜브 1개.
    8. 항원 용액 150 μL을 함유하는 각 튜브에 활성화 된 비드 용액 50 μL을 추가하고 4 °C에서 밤새 회전하십시오.
    9. 500 μL의 10 mg/mL BSA를 추가하여 구슬에 남은 반응성 NH2 기를 차단하고 4 °C에서 1 시간 동안 회전합니다.
    10. 4°C에서 5분 동안 16,000 x g에서 구슬을 원심분리하고 상한체를 제거한다. 차가운 1x PBS로 구슬을 세 번 더 씻으소서.
    11. 활성화된 비드를 1x PBS의 70 μL로 다시 중단합니다.
    12. Ag 코팅 된 비드의 최종 농도를 결정하려면 PBS (1:200)에서 소량의 구슬을 희석하고 혈세포계를 사용하여 계산하십시오. 그런 다음 사용할 때까지 4°C에서 보관하십시오.
      참고: Ag 코팅 비드는 1개월 이상 보관해서는 안 됩니다.
  2. 폴리-L-리신 커버립의 준비
    1. Ag 코팅 된 구슬로 B 세포 활성화 분석하기 전에 폴리 - L - 리신 코팅 커버 슬립 (PLL-커버슬립)을 준비하십시오. PLL 용액의 40mL w/v를 함유한 50mL 튜브를 사용하고 12mm 직경의 커버슬립을 용액에 담급전시. RT에서 밤새 회전합니다.
    2. 커버슬립을 1x PBS로 씻고 파라핀 필름으로 덮인 24웰 플레이트 뚜껑에 말리십시오. B 세포 활성화를 진행합니다.
  3. B 세포 활성화
    1. 구슬로 B 세포 활성화를 시작하려면 먼저 IIA1.6 B 세포줄을 클릭 배지에서 1.5 x 106 세포/mL로 희석합니다(RPMI-1640은 2mMM L-Alanine-L-글루타민 + 55μM 베타-메르카포에탄올 + 1mM 피루바테 + 100 U/m 연쇄상 구균) + 5% 열 불활성화 태아 소 혈청 [FBS]).
    2. IIA1.6 B 세포의 100 μL (150,000 세포)을 0.6 mL 튜브에서 1:1 비율로 Ag 코팅 된 비드와 결합합니다. 소용돌이를 사용하여 부드럽게 섞고 PLL 커버슬립에 씨를 뿌린다. 세포 배양 인큐베이터에서 상이한 시간 지점에 대한 배양(37°C/5% CO2). 일반적인 활성화 시간점은 0, 30, 60 및 120분입니다. 시간 0의 경우 PLL 커버슬립을 얼음 위에 있는 24웰 플레이트 뚜껑에 넣습니다. 세포-Ag 코팅 된 비드 혼합물을 넣고 얼음에 5 분 동안 배양합니다.
      참고 : 이 파이펫의 플라스틱 팁에 축적으로 인해 샘플의 구슬의 수를 줄일 수 있기 때문에, 위아래로 파이펫 대신 소용돌이에 의해 혼합하는 것이 중요하다. BCR-리간드로 코팅된 비드를 각 분석에 대한 음의 대조군으로 사용한다. 가장 긴 인큐베이션 시간을 먼저 활성화한 다음 다음 다음 시간 지점을 활성화하는 것이 좋습니다. 동시에 고정할 준비가 되도록 샘플에 대한 활성화 간격을 계산합니다.
    3. 각 커버슬립에 100 μL의 콜드 1x PBS를 추가하여 활성화를 중지하고 면역 형광 프로토콜을 계속합니다. 프로토콜 섹션 3을 참조하십시오.

2. 항원 코팅 커버립에 B 세포 활성화

  1. 항원 코팅 커버립의 준비
    1. 활성화하기 전에 항원 용액 (10 μg / mL BCR-ligand +와 0.5 μg / mL 쥐 항 마우스 CD45R / B220을 포함하는 1x PBS)를 준비하십시오.
      참고: 분석 전날 표지를 준비하는 것을 고려해 보십시오. B220은 B 세포 접착력을 향상시키지만, BCR-리간드+는 확산 반응을 생성하기에 충분하다.
    2. 12mm 커버슬립을 파라핀 필름으로 덮인 24웰 플레이트 뚜껑에 놓고, 각 커버슬립에 40 μL의 항원 용액을 넣고 밤새 4°C에서 배양합니다. 항원 용액의 증발을 피하기 위해 플레이트를 밀봉하십시오.
    3. 커버슬립을 1x PBS로 씻고 공기 건조시.
  2. B 세포 활성화
    1. 활성화를 시작하려면 IIA1.6 B 세포를 클릭 배지 + 5% FBS에서 1.5 x 106 셀/mL로 희석합니다.
    2. 100 μL의 세포를 항원 코팅 커버슬립(Ag-coverslip)에 넣고 37°C/5% CO2에서 세포 인큐베이터에서 서로 다른 시간 지점에 대해 활성화합니다. 일반적인 활성화 시간 점은 0, 30 및 60분입니다.
      참고: 섹션 1에서와 같이 모든 샘플을 동시에 수정하려면 가장 긴 활성화 시간 지점부터 시작하는 것이 좋습니다.
    3. 시간 0의 경우, Ag 커버슬립이 들어 있는 24웰 플레이트 뚜껑을 얼음 위에 놓고 세포를 추가합니다. 얼음에 5 분 동안 배양.
    4. 각 Ag 커버 슬립에 미디어를 조심스럽게 흡인한 다음 100 μL의 콜드 1x PBS를 추가하여 활성화를 중지합니다. 면역 형광 프로토콜을 계속하십시오. 섹션 3을 참조하십시오.

3. 면역 형광

참고 : IIA 1.6 B 세포의 BCR로 이차 항체의 교차 반응성을 피하려면 마우스 유래 1 차 항체를 사용하지 마십시오.

  1. 1x PBS를 제거하고 각 커버슬립의 고정을 진행합니다.
    참고: 사용할 고정 매체를 결정하려면 항체/염료 데이터 시트를 확인하십시오. 예를 들어, 플라할로이드에 의한 액틴 라벨링의 경우 파라포름알데히드(PFA) 고정 배지를 사용하고, 에리센트린에 의한 중심 라벨링에는 메탄올 고정을 사용한다.
    1. 4% PFA로 보충된 1x PBS 50 μL을 넣고 RT에서 10분 동안 배양합니다.
      주의: 포름알데히드는 독성이 있습니다. 이 화학 물질로 작업하기 전에 MSDS를 읽어보시기 바랍니다. PFA 용액은 장갑과 안전 안경을 착용한 화학 연기 후드 에서만 이루어져야 합니다. PFA 용액은 유해 화학 폐기물로 폐기되어야 합니다.
    2. 또는 50 μL의 차가운 메탄올을 넣고 20 분 동안 배양하십시오.
  2. 1x PBS로 세 번 씻으소서.
    참고: 커버슬립은 이 시점에서 4°C에서 1x PBS에서 최대 3일 동안 보관할 수 있습니다.
  3. 1x PBS를 제거하고 각 커버슬립에 차단 완충액 50 μL(2% BSA + 1x PBS에 0.3M 글리신)을 추가합니다. RT에서 10분 동안 배양합니다.
  4. 부드럽게 흡인하고 50 μL의 투과 버퍼 (PB)를 추가하십시오 (0.2 % BSA + 1 x PBS에서 0.05 % 사포닌). RT에서 20분 동안 배양합니다.
  5. PB에서 항체 또는 염료를 준비하고 (커버슬립당 30 μL 사용) 4°C에서 1시간 또는 하룻밤 동안 RT에서 배양합니다. 자세한 내용은 재료 표를 참조하십시오.
    1. 미세투관 조직 센터(MTOC) 또는 중센트에 라벨을 붙이려면 다음 항체를 사용한다: 항γ-Tubulin (1:500), 항-Cep55 (1:500), 항α-tubulin (1:500), 항-연공회린(1:1000).
      참고: 중심표지B세포의 경우 센트린-GFP 발현 플라스미드로 형질전환될 수 있다.
    2. 골지 장치에 라벨을 붙이기 위해 반 라브6a (1:500)를 사용하십시오.
      참고: 다른 항체 또는 염료도 사용할 수 있습니다.
    3. 리소좀에 라벨을 붙이면 램프 방지1(1:200)을 사용한다.
      참고 : 항 H2-DM 및 항 MHC-II는 항원 처리 구획15,16에라벨을 붙이는 데 사용할 수 있습니다.
    4. 호반 망상에 라벨을 붙이기 위해 안티 Sec61a (1:500)를 사용하십시오.
    5. 액틴 세포골격의 경우 다음을 고려하십시오: 중합 된 액틴은 형광 염료에 공액된 Phalloidin에 의해 시각화 될 수 있습니다.
      참고: LifeAct-GFP/RFP 발현 플라스미드로 형질감염된 B 세포는 액틴에 라벨을 붙이는 데에도 사용될 수 있다.
  6. PBS로 커버립을 세 번 씻으하십시오.
  7. PBS에서 이차 항체 또는 염료를 희석하고 (커버슬립당 30 μL 사용) RT에서 1시간 배양한다.
    참고: 형광 신호의 품질을 유지하기 위해 샘플을 직접 광에 노출하지 마십시오.
  8. PBS로 커버립을 세 번 씻으하십시오.
  9. 커버슬립에서 PBS 솔루션을 제거합니다.
  10. 현미경 슬라이드에 장착 시약 4 μL을 추가합니다. 커버슬립을 셀 쪽이 아래를 향하도록 슬라이드에 장착합니다. 슬라이드를 37°C에서 30분 간 또는 RT에서 밤새 건조시키십시오.
    참고: "안티 페이드" 장착 시약을 사용하는 것이 좋습니다(재료 참조).
  11. 60x 또는 100x 오일 침지 목표를 가진 공초점 또는 에피플루온 현미경으로 형광 이미지를 획득합니다. 각 획득에 대해 비드와 상호 작용하는 B 세포를 쉽게 식별하기 위해 투과된 광 또는 밝은 필드를 고려한다.
    참고: z-stacks를 사용하여 전체 셀을 덮는 3차원(3D) 이미지를 사용합니다. 0.5 μm 두께의 스택을 복용하는 것이 좋습니다, 그러나 이것은 현미경에 따라 달라집니다.

4. 이미지 분석

참고: ImageJ 소프트웨어에 대해 다음 알고리즘에 대해 설명합니다. 그러나 이 작업을 동일한 소프트웨어를 사용하여 수행할 수 있습니다. 또한 모든 형광 강도 측정에서 이 매개 변수는 영역을 고려하여 이미지의 각 픽셀에서 총 형광량을 고려하기 때문에 통합 형광 밀도(ImageJ의 "RawIntDen")를 사용합니다.

  1. Ag 코팅 된 구슬로 활성화 된 B 세포에서 세포기관의 분포 분석
    참고: IS에 대한 세포 성분의 편광을 정량화하기 위해 임의의 값을 IS에 대한 근접성의 척도로 정의합니다. 인덱스 범위는 -1(편광 방지)과 1(완전히 편광된 비드의 오브젝트)이며, 이전에 Reversat 등에서 제시한 바와 같이.12세.
    1. 중심및골기장치에 대한 극성 지수를 추정한다(그림1B).
      참고: 이 알고리즘은 원 포인트에 국한된 세포기관에 사용할 수 있습니다.
      1. 먼저 비드 및 셀 영역을 정의하여 원 도구 선택을 사용하여 분석하여 둘 다의 경계를 구분한 다음 관심 영역(ROI)으로 저장합니다. 그림1, 그림2, 그림 3및 그림 4를참조하십시오.
      2. 분석 | 실행하여 셀 중심(CC)과 비드 중심(BC)을 결정합니다. 셀 과 비드 영역에 각각 측정합니다. 결과 창에서 가져온 X 및 Y 값은 중심 좌표를 결정합니다.
      3. ImageJ에서 포인트 툴 선택을 사용하여 중도또는 골지 장치(Organelle)의 중심을 수동으로 결정하고 실행 분석 | 측정. 결과 창에서 가져온 X 및 Y 값은 좌표를 결정합니다.
      4. 그런 다음 각도 도구를 사용하여 CC에서 Organelle(a) 및 CC에서 BC(b)까지 각도를 그리고 분석 실행을 사용합니다 | 측정. 결과 창의 각도 값은 두 벡터(a 및 b) 사이의 각도(α)를 나타낸다.
      5. 다음 수식을 사용하여 극성 인덱스를 계산합니다.
        Equation 1
    2. 리소좀에 대한 극성 지수를 추정합니다(그림1F).
      참고: 이 알고리즘을 사용하여 리소좀과 같이 분산된 분포를 표시하는 소기관의 극성을 분석합니다.
      1. 원 도구 선택을 사용하여 둘 다의 경계를 구분하고 ROI로 저장하여 분석할 비드 및 셀 영역을 정의합니다. 비드 및 세포 영역이 결정되면 형광 채널을 설정하고 이미지를 하나의 z 스택으로 투영합니다(이미지| 스택 | Z-프로젝트 [합계 조각]),다음 분석 실행 | 결과 창에서 매스 중심(MC) 좌표(MX 및 MY)를 측정하고 추출합니다.
      2. MC에 대한 오르간을 변경하기 전에 언급 한 동일한 알고리즘을 적용합니다. 따라서, 각도(α)는 CC-MC(a) 및 CC-BC(b)에 의해 정의된다.
      3. 다음 수식을 사용하여 극성을 계산합니다.
        Equation 2
    3. 시냅스 부위에 대한 리소좀모집을 추정한다(그림 2B).
      참고: 이 알고리즘은 IS에 인접한 세포기관을 정량화하는 데 사용됩니다.
      1. 비드 영역과 셀 영역이 결정되면 CC와 BC 사이의 벡터 각도를 결정한 다음 이미지를 회전하여 0° 각도를 달성합니다.
      2. 형광 채널을 설정하고 이미지를 하나의 z 스택으로 투영합니다(이미지| 스택 | Z-Project [Sum slices]),셀 과 비드 영역 외부에 떨어지는 모든 형광을 제거합니다 (ImageJ에서 외부로 편집 | 지우기 실행).
      3. 직사각형 도구 선택을 사용하여, 비드에 인접한 직사각형을 그리고 시냅스 영역 형광(SAF)을 측정한다. 이 사각형은 셀 너비의 분기입니다.
      4. 전체 이미지를 선택하고 분석 실행 | 전체 세포 형광(WCF)을수득하는 측정.
      5. 다음 공식을 사용하여 IS에 인접한 소기관 형광 비율을 계산합니다.
        Equation 4
    4. 세포 성분의 모집을 중심도에 정량화합니다.
      참고 : Obino 등 5에서 적응된이 알고리즘은 중심도 영역에서 세포기관의 농축을 정량화하는 데 사용됩니다. 간략하게, 우리는 중도 관련 소기관 형광이 형광/반경 플롯에서 일정하거나 70% 이상 남아 있는 도메인으로 중심 영역을 고려합니다. 이 반경은 활성화 시 변경될 수 있으므로 휴지 조건에서 이 매개 변수를 설정하는 것이 필수적입니다.
      1. 비드 및 셀 영역이 결정되면 점 도구 선택을 사용하여 중심의 국소화를 정의합니다(그림3B).
      2. 먼저 중심을 둘러싼 3 μm 반지름 원을 그려 정량화할 수 있는 중심 주위의 최대 면적을 결정합니다.
      3. 동심 원의 형광을 측정하고 형광/반지름 플롯을 표시하는 ImageJ 플러그인 방사형프로파일을 사용합니다.
      4. 형광 강도의 70% 이상이 유지되는 최대 반경을 식별합니다.
      5. 다음 공식을 사용하여 형광 밀도 비율을 계산합니다.
        Equation 5=Equation 6
        참고: 형광 밀도 비율은 전체 세포에서의 분포와 비교하여 중심에서 소기관의 농도를 나타냅니다.
  2. Ag-covers슬립에서 활성화된 B 세포에서 세포 전광 및 세포기관 분포 분석
    1. IS에서 세포 분포를추정 (그림 4B).
      참고 :이 알고리즘은 세포기관의 XY 분포와 IS의 중심에 있는 농도를 정량화할 수 있습니다. 우리는 중앙과 총 시냅스 영역 사이의 형광 밀도의 비율을 정의합니다. 얻어진 값은 각각 소기관의 말초 또는 중앙 분포를 나타내는 부정에서 양성으로 변화할 수 있습니다.
      1. 셀이 덮개와 접촉하는 슬라이스를 확인합니다.
        참고: 세포 경계를 구분하기 위해 IS의 주변에 농축되는 플라즈마 멤브레인 또는 액틴에 라벨을 붙일 수 있습니다.
      2. 슬라이스 의 유형을 8 비트로 변경한 다음 비나화 (프로세스| 바이너리 | 바이너리만들기) 가장 가까운 외부 지점 프로세스를 연결 | 바이너리 | 개요. 다각형 도구 선택을 사용하여셀 영역(CA)의 경계를 구분합니다.
        참고: 이 단계는 셀 경계의 대비를 높이고 쉽게 식별할 수 있도록 하는 데 유용합니다. 또한 이 시점에서 ImageJ의 파티클 분석 플러그인을 적용하여 CA를 자동으로 결정할 수 있습니다. 그러나 동일한 필드에 있는 다른 셀은 결과를 방해할 수 있습니다.
      3. CA 매개변수(높이 및 너비)를 취하고 높이와 너비 값의 분기로 경계에서 분리된 중앙 둥근 영역을 구분하여 이 영역을 셀 중심 영역(CCA)으로 간주합니다.
      4. 다음 수식을 사용하여 IS의 중심에 있는 형광 밀도 분포를 계산합니다.
        Equation 7
    2. Z 평면에서 세포분포를 측정합니다(그림4C).
      참고: 이 분석은 Ag-covers입술에 활성화된 B 세포의 Z 평면에 걸쳐 세포기관 형광의 일반적인 분포를 결정하여 Z 분획당 형광의 백분율을 표시합니다.
      1. Z에서 형광 분포를 정량화하기 위해 먼저 세포가 Ag 커버슬립과 접촉하는 IS의 평면을 결정한 다음 셀의 상한에 대응하는 평면을 결정합니다.
      2. 셀 중심을 가로질러 선을 그립니다.
      3. Z(이미지 | 이미지에서 이미지 슬라이스 스택 | 슬라이스)XZ 이미지를 가져옵니다.
      4. XZ 이미지를 측정하고 XZ 이미지를 아래쪽(IS 인터페이스)에서 위쪽(셀의 위쪽)까지 동일한 높이(Z 분획)의 연속 10개의 연속사각형으로 나누고 각 이미지의 형광 신호를 정량화합니다.
      5. 각 Z 분획의 형광 강도를 10분분의 총 형광의 합에 의해 정규화한다.
      6. 셀의 Z 분율당 형광 강도의 백분율을 플로팅합니다.

5. 휴식 및 활성화 된 B 세포에서 중심도 농축 분획의 격리

참고: 단백질 분해를 방지하기 위해 실험 중에 모든 솔루션을 4°C로 유지하십시오. 이 프로토콜은 이전 작업17,18에서채택되었습니다.

  1. 클릭 배지 2m + 열 불활성화 FBS(비율 1:1)에서 Ag 코팅 된 비드로 2 x 107 B 셀을 활성화하십시오. 비활성화 B 세포를 휴식 B 세포로 고려하십시오.
  2. 시토샬라신 D (2 μM)와 노코다졸 (0.2 μM)을 넣고 37 °C에서 1 시간 동안 배양하십시오.
    참고 : 이 약은 핵 오염을 피하기 위해 각각 액틴 세포 골격과 미세 소관을 중합하여 핵에서 중심도를 부드럽게 분리하는 데 사용됩니다.
  3. 차가운 1x TBS (50 mM Tris-HCl, pH 7.6, 150 mM NaCl)의 5 mL로 각 샘플을 씻은 다음 0.1 x TBS의 1 mL로 8 % 자당으로 보충하십시오.
  4. 150 μL의 중심도 용해 완충액(1mM HEPES, pH 7.2, 0.5% NP-40, 0.5 mM MgCl2,0.1% 베타-메르카포에탄올, 1 mM 페닐메틸설포닐 불소(PMSF) 또는 프로테아제 억제제 칵테일까지 감소하면 샘플에서 세포 가온이 식별된다는 것을 나타냅니다. 샘플을 1.5 mL 튜브에 넣습니다.
  5. 원심분리기는 4°C에서 10분 동안 1000 x g에서, 세포기관을 핵으로부터 분리한다.
  6. 조심스럽게 상판을 회수하고 그라데이션 버퍼 (GB)의 300 μL (10 mM PIPES pH 7.2, 0.1 % 트리톤 X-100, 0.1 % 베타 메르카포에탄올)이 60 % 수크로오스를 함유 한 1.5 mL 튜브 위에 놓습니다.
  7. 원심분리기는 10,000 x g에서 4°C에서 30분 동안 60% 자당 분획에 중심도를 집중시다.
  8. 한편, GB + 70% 자당의 450 μL을 GB + 50% 자당270 μL, 그리고 270 μL의 GB + 40% 자당을 겹쳐서 2 mL 초원심지 튜브에서 불연속 그라데이션을 준비한다.
  9. 첫 번째 원심분리(centrosome-농축 분획) 후, 계면에 도달할 때까지 상부 분획(덜 조밀한 부분)을 버리고 튜브에 남은 샘플을 소용돌이에 도달합니다. 그런 다음, 이전에 중심도 농축 샘플로 제조된 불연속 그라데이션 위에 오버레이한다.
    참고 : 그라데이션을 방해하지 않도록주의, 모든 파이펫팅 절차는신중하게 수행해야합니다.
  10. 4°C에서 4°C에서 40,000 x g의 원심분리기와 최소한의 가속으로 원심분리기 브레이크가 꺼져 그라데이션을 방해하지 않도록 합니다.
  11. 100 μL의 12 분획을 상단부터 별도의 튜브로 수집합니다.
  12. centrosome 마커로 γ-tubulin를 사용하여 면역 블롯에 의해 중심도 농축 분획을 확인합니다.
    참고 : 우리는 일반적으로 분획 6과 8 사이의 중심이 풍부한 추출물을 찾습니다.

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Representative Results

본 논문은 B 세포가 IS의 형성을 유도하기 위해 구슬 또는 커버립에 고정 된 항원을 사용하여 활성화 될 수있는 방법을 보여줍니다. 우리는 면역 형광에 의한 다른 세포기관의 편광을 식별하고 정량화하는 방법과 IS와의 연관성에 있어 역동적인 변화를 겪는 단백질을 특성화하는 방법에 대한 정보를 제공합니다. 생화학적 접근법.

면역 형광에 의한 B 세포의 화상 진찰은 우리가 B 세포 활성화시 IS에 모집되는 중심도, 골지 장치 및 리소좀과 같은 세포기관의 역학을 따르는 것을 허용합니다. 하나는 IS에 이 세포기관의 편광을 측정하고 다른 조건 하에서 그(것)들을 비교하기 위하여 양적 적인 매개변수를 장악할 수 있습니다. 그림 1A에서볼 수 있듯이, 센트로솜과 골지 장치는 B 세포 활성화 시 IS에 모집됩니다. 모집은 BCR-리간드로 자극된 B 세포에서 관찰되지 않았으며, BCR 결합이 IS에 중추및 골지 장치를 동원하는 데 필요하다는 것을 나타낸다(도1A). 각 소기관에 대한 극성 지수를 얻기 위해 IS에 대한 근접성을 측정하여 세포기관과 세포 중심 사이의 거리, 비드 중심과 세포 중심 사이의 거리, 이들 사이의 각도의 세 가지 특징을 고려했습니다. 두 벡터(그림1B). 이 인덱스는 -1(편광 방지)과 1(완전히 편광된 비드의 오브젝트) 사이의 범위입니다. 그림 1C1D는 각 세포기관의 극성 지수가 활성화 시간 대 플롯되는 그래프를 보여줍니다. 면역 형광 염색과 일치, 중심도 및 골지 장치 모두, 활성화의 긴 시간 포인트에 더 긍정적 인 극성 지수를 표시, 그들은 점진적으로 IS에 모집하는 방법을 반영. 이 알고리즘은 1점에 국한된 세포기관에 적용할 수 있습니다.

또한, 리소좀(그림 1E)과 같이 분산된 분포를 표시하는 소기관의편광을 이전에 언급한 것과 동일한 알고리즘을 적용하되 매스 중심 좌표에 의해 점 좌표를 변경하여 정량화했습니다. 리소좀 (그림1F). 우리는 리소좀 풀의 극성 지수가 활성화 시 더 긍정적인 값에 도달한다는 것을 관찰할 수 있는데, 이는 리소좀이B 세포 활성화 시 시냅스를 향해 동원되고 있음을 나타낸다(그림 1G).

우리는 또한 시냅스 인터페이스 (비드)와 접촉하는 세포기관과 시냅스의 근접에 있는 세포기관의 양을 결정하기 위해 두 가지 알고리즘을 정의했지만 반드시 접촉하는 것은 아닙니다. 2에서 볼 수 있듯이, 우리는 시냅스 인터페이스(도2A)에접촉하는 리소좀을 정량화하고, 비드 영역에서 LAMP-1 신호를 셀 내의 총 형광과 비드(도2B)로나누어 분할하였다. 비드 영역의 직경이 얻은 백분율의 범위를 결정한다는 것을 고려하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 표시된 정량화(도 2B)에서, 우리는 비드 크기(3 μm)를 고려한 제한적인 파라미터인 비드에서형광을 측정하기 위해 직경 3 μm의 원을 그립니다. 이 파라미터를 사용하여, 결과는 리소좀이 B 세포 활성화 시 시냅스 인터페이스로 점진적으로 모집되고, 총 질량의 10-15%에 도달한다는 것을 보여준다(도2C). 도시된 또 다른 접근법은 시냅스 부위에 리소좀의 정량화이다. 그림 2D는 리소좀이 IS에서 리소좀의 최대 25%까지 점진적으로 축적된다는 것을 보여줍니다. 전반적으로, 두 가지 유형의 분석을 수행함으로써 IS에서 세포기관의 편광 및 도킹을 평가할 수 있다.

B 세포 활성화 도중, centrosome 관련단백질의 풀에 있는 변경은5문서화되었습니다. 예를 들면, B 세포 활성화 도중 Centrosome에 그들의 협회를 바꾸는 이 단백질의 한개는 actin입니다. 이 경우 액틴은 이 영역 내에서 고갈되어 중도체가 핵에서 분리되어 IS 5로의양극화를 촉진합니다. 여기에서 우리는 Centrosome에서 액틴의 정량화와 B 세포 활성화시 고갈되는 방법을 제시합니다(그림3). 관련 액틴을 정량화하는 데 사용되는 중심 영역을 정의하기 위해 중심을 둘러싼 동심원에서 이 라벨의 형광 강도를 측정했습니다. 반지름은 라벨의 형광 강도의 70% 이상이 유지되는 지점에 기초하여 정의되었다(도 3B). 이 접근법을 사용하면 도 3C에나타난 바와 같이 B 세포 활성화 시 중심에서 액틴 밀도의 감소를 정량화할 수 있다.

IS 계면에서 소기관의 분포에서 더 큰 분해능을 얻기 위해, 우리는 항원 코팅 커버슬립, 라벨링 액틴, 골지 장치 및안구 망막에 B 세포를 활성화시켰다(그림 4A). IS에서 의 소기관의 분포는 도 4B에도시된 기준을 적용하여 중앙 및 말초 영역에서 시냅스 영역을 다이빙함으로써 수행될 수 있다. 이는 BcRs가 중앙 영역 내에 모여 있다는 것을 보여주는 이전 연구에 기반을 두었으며, 이는 대부분 중앙 초분자 활성화 복합체(cSMAC)10,19에해당한다. 도 4A는 골지 장치 및 기관망망과 같은 IS에 모집된 소기관이 반대 분포를 나타낸다는 것을 보여준다. 실제로, 그들의 분포 지수는 그림 4C에도시된 그들의 면역형광 염색과 상관관계가 있습니다. 골지 장치는 양성 값을 나타내며, 이는 안구 망상이 음수 값을 표시하는 동안 IS의 중심에 집중되어 있음을 의미하며, 이는 주로 IS의 주변 영역에 국한되어 있음을 의미합니다. 부가적으로, 도 4D4E에도시된 바와 같이, B 세포 활성화 동안 확산 영역을 측정하기 위해 이전에 결정된 시냅스 영역의 값을 취할 수 있다. 이러한 결과는 앞서 설명한 바와 같이 B 세포 활성화 시 확산 영역의 증가를나타낸다.

비드 분석에서와 같이, 우리는 항원 코팅 커버립에 활성화 된 B 세포의 XZ 이미지를 취하고 Z 차원에 걸쳐 세포간 형광을 측정함으로써 면역 시냅스를향한 소기관의 분포를 결정할 수 있습니다 (그림 4F). 도 4F에서XZ 평면에 나타낸 바와 같이 Z 평면에서 액틴의 형광 강도를 측정하였고, 여기서 시냅스 계면(분수 1 및 2)에서 액틴의 점진적 농축을 관찰할 수 있다(도4G).

B 세포 화상 진찰 분석 이외에, 우리는 centrosome 관련 단백질을 정량화하기 위하여 centrosome 농축분획의 격리를 수행했습니다 (그림5A). 이러한 접근법은 B 세포에서IS 형성의 연구를 보완하는 데 중요할 수 있으며, 중도가 시냅스 막에 편광되고 항원 추출및 프리젠테이션(21)에 관여하는 리소좀 인신매매를 조정하는 것으로 나타났다. 이 방법은 이전에 많은 양의 셀 (1 x 109 셀)17,18을 사용하여 설명했지만 우리는 감소 된 양의 셀을 사용하고 낮은 볼륨을 사용하여 수행 할 수있는 단순화 된 버전을 표준화했습니다. 초원심지 튜브 (2-3 mL). 그림 5B에서볼 수 있듯이, 우리는 면역 블롯팅에 의해 다른 세포 분획을 분석하고 감마 tubulin 염색에 의해 중심도 풍부한 분획에 해당하는 것을 결정했습니다. 여기에서 우리는 이전에 보고된 Actin및 Arp2와 같은 centrosome에 있는 그들의 축적에 있는 변경을겪는 단백질의 보기를 보여줍니다 5.

Figure 1
그림 1 : IS를 향한 세포기관의 편광. (A) IiA1.6 B 세포에서 골지 장치(Rab6a) 및 미세소관(α-tubulin)의 면역형광 염색은 BCR-리간드+ (0, 30, 60 및 120분) 또는 BCR-리간드-비드(120분)로 배양하였다. 화살촉은 중심을 나타냅니다. BF = 밝은 필드. 스케일 바 = 3μm. (B) IS를 향한 소기관(centrosome 또는 Golgi 장치)의 극성 지수를 계산하는 방법을 묘사하는 방식. a = 세포(CC)의 중심에서 소기관까지의 거리. b = CC와 비드 중심(BC)까지의 거리입니다. (C, D) 활성화의 다른 시점에서 세포기관의 극성 지수를 보여주는 대표적인 도트 도표. 각 점은 하나의 셀을 나타냅니다. (E) BCR-리간드+ 또는 BCR-리간드-비드(120분)로 배양된 B 세포에서 리소좀(Lamp1)의 면역형광 염색. BF = 밝은 필드. 배율 막대 = 3 μm. (F)리소좀의 극성 지수를 계산하는 방법을 나타내는 체계. a = CC와 매스 중심(MC) 사이의 거리입니다. b = CC에서 BC까지의 거리. (G) 활성화의 다른 시점에서 리소좀의 극성 인덱스를 보여주는 대표적인 도트 도표. 각 점은 하나의 셀을 나타냅니다. 시닥의 사후 테스트를 통해 2방향 ANOVA를 수행했습니다. SEM을 가진 수단이 도시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2 : IS에 리소좀의 축적. (A) BCR-리간드+ 또는 BCR-리간드 비드(120분)로 배양된 B 세포에서 리소좀(Lamp1)의 면역형광 염색. BF = 밝은 필드. 스케일 바 = 3μm. (B) 비드 및 시냅스 영역에서 리소좀과 같은 소기관의 축적을 계산하는 방법을 묘사하는 계획. 전체 세포의 형광 (WCF), 비드 형광 (BF) 및 시냅스 영역 형광 (SAF)이 표시됩니다. (C, D) 비드 및 시냅스 영역에서 리소좀의 축적에 대한 대표적인 막대 그래프. N = 1. 20 > 세포. 시닥의 사후 테스트를 통해 2방향 ANOVA를 수행했습니다. SEM을 가진 수단이 도시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
그림 3 : IS 형성 동안 중도에서 액틴의 정량화. (A) BCR-리간드+ (0 및 60 분) 또는 BCR-리간드- 비드 (0 및 60 분)로 배양 된 B 세포에서 액틴 (Phalloidin) 및 미세 소관 (α-Tubulin)의 면역 형광 염색. 화살표 헤드는 중심을 나타냅니다. 스케일 바 = 3μm. (B) 센트로솜 관련 구성 요소의 모집 또는 고갈을 계산하는 방법을 묘사하는 계획. 중심 영역은 최대 형광의 70% 이상을 유지하는 반지름(X μm)을 사용하여 계산됩니다. (C) 활성화(BCR-리간드+) 및 비활성화(BCR-리간드) 조건하에서 중심도에서 액틴을 나타내는 대표적인 도트 도트. N = 1. 15 > 세포. 시닥의 사후 테스트를 통해 2방향 ANOVA를 수행했습니다. SEM을 가진 수단이 도시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 4
그림 4 : 시 냅 스 인터페이스에서 세포 구성 요소의 분포. (A) 액틴(Phalloidin), 내구성 망상(Sec61a), 골지 기구(KDELR-DN-GFP로 감염된 KDEL 수용체의 음성 지배체로 골지에서 국소화)의 면역형광 염색. B 세포를 60분 동안 BCR-리간드+로 코팅된 커버립에 시드하였다. 스케일 바 = 5μm. (B) 세포의 확산 면적과 IS의 중심에 있는 세포기관의 모집을 결정하는 방법을 묘사하는 계획. 계획에서, CA는 피질 액틴에 의해 구분된 세포 영역을 나타내고 CCA는 중심 세포 영역을 나타낸다. (C) 골지 장치 및 IS에서의 내구 망막 분포는, 값 >0이 IS의 중심에 농축을 나타내는 막대 그래프로 표현되고 <0은 주변 분포를 나타낸다. N = 1. 20 > 세포. SEM을 가진 수단이 도시됩니다. (D) 액틴(Phalloidin)에 대해 표지된 B 세포의 대표적인 이미지는 XZ 및 XY 평면을 나타내는 서로 다른 시점(0, 30 및 60분)에서 Ag 코팅 커버슬립상에 활성화되었다. (e) E. (F) 스킴에서B 셀의 확산 면적을 나타낸 그래프는 Z 평면에 대한 관심 신호의 분포를 결정하는 방법, 및 Z 분획당 플롯을 결정하는 방법을 묘사하였다. 사각형은 IS 인터페이스를 나타냅니다. (g) 각 Z 분수 대 형광 분포 의 비율의 선 플롯으로 표시되는 Z 평면에 걸쳐 액틴의 분포. 사각형은 IS 인터페이스를 나타냅니다. N = 1. 25 > 세포. SEM을 가진 수단이 도시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 5
그림 5 : B 세포의 센트로솜 농축 분수. (A) 자당 그라데이션 초원심분리에 의한 중심도 가정도 풍부한 분획을 얻는 방법의 워크플로우. (B) 휴식 및 활성화 된 B 세포로부터 얻은 분획의 면역 블롯 (60 분). Centrosome 풍부한 분획은 γ-tubulin로 표지에 의해 검출되고 점선 사각형 (분수 6 에 8) 안에 표시됩니다. 센트로솜 관련 단백질 (액틴 및 Arp2)는 활성화 및 휴식 조건에서 중심이 풍부한 분획으로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

우리는 B 림프구가 IS의 형성을 촉진하기 위해 세포 내 아키텍처를 재구성하는 방법을 연구하는 포괄적 인 방법을 설명합니다. 이 연구는 B 세포 활성화 도중 중심도, 골지 장치 및 리소좀과 같은 세포기관의 세포내 분포를 정량화하기 위하여 화상 진찰 기술의 사용을 포함하고, 어떻게 IS에 편광하는지. 추가적으로, 우리는 B 세포 활성화시 중심 조성물의 변화를 연구하는 생화확적인 접근을 기술합니다.

B 세포에서 IS의 형성을 촉진하기 위해, 우리는 수용성 면역 복합체 대신 고정 된 항원 (항원 코팅 비드)을 사용했는데, 이는 세포골격 재배열과 세포기관이 분리된 접촉 부위의 설립을 촉발하기 때문입니다. 쉽게 연구 할 수 있습니다. 이미징 B 세포 활성화에서 중요한 양상은 샘플의 준비입니다. 모든 이미지 수집은 이상적으로 1 :1 세포를 얻어야한다 : 비드 비율, 항원 접촉의 독특한 사이트에 세포기관의 편광을 정량화. 그러나, 어떤 경우에는 B 세포가 2개 이상의 구슬을 포획할 수 있어 항원 발생의 단일 부위를 선택하는 것이 어렵다. 비드 응집체의 형성을 피하기 위해, 세포에 추가하기 전에 항원 - 공액 구슬을 철저히 소용돌이하는 것이 중요합니다. 또한 면역 형광 실험의 경우 이미지 분석 중에 잘못된 해석을 피하기 위해 하나 이상의 비드를 포착하는 정량화 세포를 제외하는 것이 좋습니다. 시료 준비의 또 다른 중요한 단계는 고정/투과 상태입니다. 예를 들어, 미세소관 염색을 최적화하기 위해 메탄올로 세포를 고정하고 남근으로이진 염색을 위해 4% PFA를 권장합니다. 액틴 세포골격 및 미세소관에 동시에 라벨을 붙일 때, 대안은 미세소관 염색과 함께 LifeAct-GFP/RFP 발현 플라스미드로 세포를 트랜스펙팅하여 액틴 풀에 라벨을 붙이는 것이 대안이 될 수 있다. Centrosome 및 다른 세포내 세포내 소기관의 편광을 정량화하는 데 사용되는 이미지 수집은 에피오레전스 현미경으로 수행될 수 있다. 그러나, 다른 z 평면에서 정확한 정량화를 얻기 위하여, 예를 들면 퍼지는 분석에서, 공초점 현미경 검사가 요구됩니다.

여기에 기술된 중심 격리 프로토콜의 경우, 중요한 단계는 면역블롯에 의해 단백질을 정량화할 수 있는 적절한 양의 샘플을 얻는 것이다. B 세포가 큰 핵을 가지고 있고 그들의 세포질이 그들의 총 세포 부피의 30% 미만인 것을 감안할 때, 세포질 단백질의 더 높은 수율을 얻는 것은 도전적일 수 있습니다. 이러한 이유로, 센트로솜 격리를 위해 각 활성화 시간 점에 대해 약 20 x 106 B 셀을 사용하는 것이 좋습니다.

이들 방법의 현저한 한계는 항원-컨쥬게이트 비드와의 활성화가 표면 테더된 항원이 생체 내 B 세포에 제시되는 환경의 복잡성을 포함하지 않는다는 것이다. 이러한 제한은 세포외 기질의 사이토카인 및 성분과 같은 다른 공동 자극 인자와 배양 또는 구슬을 보충함으로써 해결될 수 있다. 그러나 결과를 올바르게 해석하려면 이러한 경우에 적절한 컨트롤을 사용하는 것이 중요합니다.

이 작품에서 제시된 방법의 중요성은 B 세포 면역 시냅스를 연구하는 데 사용되는 통합 접근법에 의존한다: (1) 소기관의 분극과 이들의 분포 및 (2) 중도에서의 단백질 조성의 변화. 이 과정에서 생성된 많은 양의 의미 있는 분석및 대량의 데이터를 수행하는 데 필요한 많은 수의 셀로 인해, 이 작업에 제시된 상이한 정량화 알고리즘은 세포 이미징의 분석을 용이하게 한다. 또한 세포 편광에 사용되는 알고리즘은 반복적 인 작업을 줄이고 시간을 절약 할 수있는 유용한 도구인 ImageJ의 MACROS 함수에 의해 자동화하기 쉽습니다.

이 실험 절차는 특정 세포 기능을 달성하기 위하여 편광한 표현형을 설치하는 세포의 그밖 모형에 추정될 수 있습니다. 추가적으로, 이들 프로토콜은 다른 분석, 예를 들어, 센트로솜 농축 분획에서 키나아제 또는 프로테아제와 같은 관련 단백질의 활성을 포함함으로써 최적화될 수 있다. 전반적으로, 이 연구 결과는 세포 극성의 설치를 통제하는 세포 신호 및 분자 통로에 기계론적인 통찰력을 제공할 수 있습니다.

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Disclosures

저자는 공개 할 것이 없다.

Acknowledgments

M.-I.Y.는 FONDECYT #1180900 연구 보조금으로 지원됩니다. J.I., D.F. 및 J.L.은 코미시온 나시오날 드 시엔시아 y 테크놀로지아의 펠로우십에 의해 지원되었다. 우리는 비디오 녹화 및 편집에 대한 폰티피시아 유니버시다드 카토리카 드 칠레에서 데이비드 오소리오에게 감사드립니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
IIA1.6 (A20 variant) mouse B-lymphoma cells ATCC TIB-208 Murine B-cell lymphoma of Balb/c origin that expresses an IgG-containing BCR on its surface without FcγIIR
100% methanol Fisher Scientific A412-4
10-mm diameter cover glasses thickness No. 1 circular Marienfield-Superior 111500
2-mercaptoethanol Thermo Fisher Scientific 21985023
Alexa 488 fluor- donkey ant-rabbit IgG  LifeTech  A21206 1:500 dilution recomended but should be optimized
Alexa Fluor 546 goat anti-Rabbit  IgG Thermo Fisher Scientific  A-11071 1:500 dilution recomended but should be optimized
Alexa Fluor 647-conjugated phalloidin Thermo Fisher Scientific  A21238 1:500 dilution recomended but should be optimized
Amaxa Nucleofection kit V Lonza VCA-1003 Follow the manufacturer's directions for mixing the transfection reagents with the DNA
Amaxa Nucleofector model 2b Lonza AAB-1001 Program L-013 used
Amino- Dynabeads ThermoFisher 14307D
Anti-pericentrin  Abcam ab4448  1:200 dilution recomended but should be optimized
Anti-rab6 Abcam ab95954 1:200 dilution recomended but should be optimized
Anti-sec61 Abcam ab15575 1:200 dilution recomended but should be optimized
BSA  Winkler  BM-0150
CaCl2 Winkler CA-0520
Culture plate T25 BD 353014
Fiji Software Fiji col.
Fluoromount G Electron Microscopy Science 17984-25
Glutamine Thermo Fisher Scientific 35050061
Glutaraldehyde Sigma  G7651 
Glycine Winkler  BM-0820
Goat-anti-mouse IgG antibody Jackson ImmunoResearch 315-005-003 IIA1.6 positive ligand
Goat-anti-mouse IgM antibody Thermo Fisher Scientific 31186 IIA1.6 negative ligand
HyClone Fetal bovine serum Thermo Fisher Scientific SH30071.03 Heat inactivate at 56 oC for 30 min
KCl Winkler PO-1260
Leica SP8 TCS microscope Leica
NaCl Winkler SO-1455
Nikon Eclipse Ti-E epifluorescence microscope  Nikon
Parafilm M P1150-2
Paraformaldehyde Merck 30525-89-4 Dilute to 4% with PBS in a safety cabinet, use at the moment
Penicillin-Streptomycin Thermo Fisher Scientific 15140122 Liquid
Polybead Amino Microspheres 3.00μm Polyscience 17145-5
Poly-L-Lysine Sigma P8920 Dilute with sterile water
Rabbit anti- alpha tubulin antibody Abcam ab6160 1:1000 dilution recommended but should be optimized
Rabbit anti mouse lamp1 antibody Cell signaling 3243 1:200 dilution recomended but should be optimized
Rabbit anti-cep55  Abcam ab170414 1:500 dilution recomended but should be optimized
Rabbit Anti-gamma Tubulin antibody  Abcam ab16504  1:1000 for Western Blot
RPMI-1640 Biological Industries 01-104-1A
Saponin  Merck 558255
Sodium pyruvate Thermo Fisher Scientific 11360070
Sucrose Winkler  SA-1390 
Triton X-100  Merck 9036-19-5
Tube 50 ml Corning 353043

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References

  1. Carrasco, Y. R., Batista, F. D. B. Cells Acquire Particulate Antigen in a Macrophage-Rich Area at the Boundary between the Follicle and the Subcapsular Sinus of the Lymph Node. Immunity. 27 (1), 160-171 (2007).
  2. Batista, F. D., Harwood, N. E. The who, how and where of antigen presentation to B cells. Nature Reviews Immunology. 9 (1), 15-27 (2009).
  3. Grakoui, A., et al. The immunological synapse: a molecular machine controlling T cell activation. Science (New York, N.Y.). 285 (5425), 221-227 (1999).
  4. Batista, F. D., Iber, D., Neuberger, M. S. B cells acquire antigen from target cells after synapse formation. Nature. 411 (6836), 489-494 (2001).
  5. Obino, D., et al. Actin nucleation at the centrosome controls lymphocyte polarity. Nature Communications. 7, (2016).
  6. Yuseff, M. I., et al. Polarized Secretion of Lysosomes at the B Cell Synapse Couples Antigen Extraction to Processing and Presentation. Immunity. 35 (3), 361-374 (2011).
  7. Spillane, K. M., Tolar, P. Mechanics of antigen extraction in the B cell synapse. Molecular Immunology. 101, 319-328 (2018).
  8. Schnyder, T., et al. B Cell Receptor-Mediated Antigen Gathering Requires Ubiquitin Ligase Cbl and Adaptors Grb2 and Dok-3 to Recruit Dynein to the Signaling Microcluster. Immunity. , (2011).
  9. Wang, J. C., et al. The Rap1 – cofilin-1 pathway coordinates actin reorganization and MTOC polarization at the B cell immune synapse. Journal of Cell Science. , 1094-1109 (2017).
  10. Fleire, S. J., Goldman, J. P., Carrasco, Y. R., Weber, M., Bray, D., Batista, F. D. B cell ligand discrimination through a spreading and contraction response. Science. 312 (5774), 738-741 (2006).
  11. Vascotto, F., et al. The actin-based motor protein myosin II regulates MHC class II trafficking and BCR-driven antigen presentation. Journal of Cell Biology. 176 (7), 1007-1019 (2007).
  12. Reversat, A., et al. Polarity protein Par3 controls B-cell receptor dynamics and antigen extraction at the immune synapse. Molecular biology of the cell. 26 (7), 1273-1285 (2015).
  13. Lankar, D., et al. Dynamics of Major Histocompatibility Complex Class II Compartments during B Cell Receptor–mediated Cell Activation. The Journal of Experimental Medicine. 195 (4), 461-472 (2002).
  14. Duchez, S., et al. Reciprocal Polarization of T and B Cells at the Immunological Synapse. The Journal of Immunology. 187 (9), 4571-4580 (2011).
  15. Pérez-Montesinos, G., et al. Dynamic changes in the intracellular association of selected rab small GTPases with MHC class II and DM during dendritic cell maturation. Frontiers in Immunology. 8 (MAR), 1-15 (2017).
  16. Le Roux, D., Lankar, D., Yuseff, M. I., Vascotto, F., Yokozeki, T., Faure-Andre´, G., Mougneau, E., Glaichenhaus, N., Manoury, B., Bonnerot, C., Lennon-Dume´nil, A. M. Syk-dependent Actin Dynamics Regulate Endocytic Trafficking and Processing of Antigens Internalized through the B-Cell Receptor. Molecular biology of the cell. 18 (September), 3451-3462 (2007).
  17. Reber, S. Chapter 8 Isolation of Centrosomes from Cultured Cells. Methods in Molecular Biology. 777 (2), 107-116 (2011).
  18. Gogendeau, D., Guichard, P., Tassin, A. M. Purification of centrosomes from mammalian cell lines. Methods in Cell Biology. 129, Elsevier (2015).
  19. Obino, D., et al. Vamp-7–dependent secretion at the immune synapse regulates antigen extraction and presentation in B-lymphocytes. Molecular Biology of the Cell. 28 (7), 890-897 (2017).
  20. Harwood, N. E., Batista, F. D. Early Events in B Cell Activation BCR: B cell receptor. Annual Review of Immunology. , (2010).
  21. Yuseff, M. I., Lennon-Duménil, A. M. B cells use conserved polarity cues to regulate their antigen processing and presentation functions. Frontiers in Immunology. 6, 1-7 (2015).

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면역학 및 감염 문제 148 세포 극성 리소좀 세포 골격 중심도 면역 시냅스 B 림프구 이미지 분석
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Ibañez-Vega, J., Fuentes, D.,More

Ibañez-Vega, J., Fuentes, D., Lagos, J., Cancino, J., Yuseff, M. I. Studying Organelle Dynamics in B Cells During Immune Synapse Formation. J. Vis. Exp. (148), e59621, doi:10.3791/59621 (2019).

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