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Déplétion rapide des macrophages rénaux à l’aide d’un outil d’ablation cellulaire CD59/Intermedilysin humain

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DOI :

10.3791/67957

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9 mai 2025

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1Division of Comparative Pathology, Tulane National Primate Research Center, 2Department of Microbiology and Immunology, Tulane University School of Medicine

Dans cet article

Résumé

Un protocole est rapporté ici pour l’ablation sélective des macrophages rénaux afin d’étudier leur régénération à l’aide de l’outil d’ablation cellulaire CD59/intermédidilysine humaine. Cette méthode est également applicable pour étudier la fonction et la régénération des autres populations cellulaires dans les reins, le foie et les tissus adipeux.

Résumé

Les macrophages rénaux (MR) sont essentiels à la santé rénale, orchestrant la surveillance immunitaire, l’homéostasie tissulaire et les réponses aux blessures. Précédemment, nous avons rapporté l’utilisation d’un outil d’ablation de cellules CD59 (hCD59)/intermedilysine (ILY) humaines pour étudier le destin, la dynamique et les niches distinctes des MR d’origine osseuse ou embryonnaire. Les MR proviennent de macrophages dérivés du sac vitellin, de monocytes hépatiques fœtaux et de monocytes dérivés de la moelle osseuse et sont maintenus à l’âge adulte par la prolifération locale et le recrutement de monocytes circulants. Ici, nous rapportons un protocole détaillé pour l’ablation sélective des MR afin d’étudier leur régénération, y compris 1) la génération et la caractérisation de l’expression inductible par Cre de hCD59 dans les MR de souris, 2) la purification de l’ILY et la caractérisation de l’activité de l’ILY, 3) l’induction de l’expression de hCD59 sur les MR chez les souris composées, et 4) la caractérisation de la régénération après l’ablation du MR médiée par l’ILY. L’ILY épuise spécifiquement et rapidement les RM chez les souris composées, avec une ablation efficace des macrophages dans la journée suivant l’administration de l’ILY. La régénération rénale des macrophages a commencé le 3e jour après l’ablation, avec ~88 % de récupération au 7e jour. Ce modèle offre un outil puissant pour étudier la biologie des macrophages et peut être utilisé pour l’ablation sélective d’autres populations cellulaires dans les reins, le foie et les tissus adipeux afin d’étudier leur fonction et leur régénération.

Introduction

Les macrophages rénaux (MR) sont des cellules immunitaires essentielles qui maintiennent l’homéostasie rénale, régulent les réponses immunitaires et favorisent la réparation des tissus après une lésion. Ils remplissent diverses fonctions, notamment la phagocytose, la présentation de l’antigène et l’orchestration des réponses inflammatoires et anti-inflammatoires1,2,3. Selon l’environnement local, les MR peuvent se polariser en phénotypes pro-inflammatoires (M1) ou anti-inflammatoires (M2), exacerbant les lésions ou facilitant la guérison 4,5,6. La dérégulation des MR a été impliquée dans l’apparition et la progression de l’insuffisance rénale aiguë (IRA) et de l’insuffisance rénale chronique (IRC), ce qui en fait des acteurs essentiels de la santé rénale et de la pathologie 7,8. Les MR proviennent de diverses sources, notamment des macrophages dérivés du sac vitellin au cours de l’embryogenèse, des monocytes hépatiques fœtaux et des monocytes dérivés de la moelle osseuse à l’âge adulte. Les MR se développent et mûrissent parallèlement à la croissance rénale postnatale, principalement à partir des monocytes hépatiques fœtaux avant la naissance, l’auto-entretien à l’âge adulte étant complété par les monocytes périphériques9. Chez l’adulte, les monocytes circulants sont recrutés dans le rein par des signaux homéostatiques ou de blessure, se différenciant en macrophages sous l’influence microenvironnementale locale. L’entretien de la MR est maintenu par la prolifération locale et le réapprovisionnement périodique à partir des monocytescirculants 9,10,11,12.

Nous avons précédemment démontré l’utilisation du système d’ablation des cellules CD59 (hCD59)/intermedilysine (ILY) humaines comme outil13,14 pour étudier les destins, la dynamique et les niches microenvironnementales distinctes des MR dérivés de la moelle osseuse ou d’origines embryonnaires9. L’ILY lyse sélectivement les cellules humaines en quelques secondes en formant des pores dans les membranes cellulaires ciblées15. Cette spécificité découle de l’affinité de liaison exclusive d’ILY pour le CD59 humain (hCD59), sans interaction ni effet lytique sur les cellules d’autres espèces dépourvues de ce récepteur15. Sur la base de ce concept, nous avons conçu un outil permettant l’ablation rapide, conditionnelle et ciblée des cellules humaines exprimant CD59 dans des modèles de souris transgéniques grâce à l’application d’intermédilysine (ILY)14. Pour faciliter l’utilisation de cet outil, nous avons développé un modèle d’ablation cellulaire conditionnelle et ciblée en générant des souris knockin STOP-CD59 floxées (ihCD59), chez lesquelles l’expression de CD59 humain ne se produit qu’après une recombinaison médiée par Cre13. Auparavant, il avait été constaté que le gène CX3CR1cre-EFP était exclusivement exprimé sur CD11bintF480hi, défini comme des macrophages rénaux9. Par conséquent, nous avons utilisé des lignées CX3CR1CreER2+/+  pour croiser avec des souris ihCD59 afin d’exprimer hCD59 sur les macrophages rénaux. Nous avons réussi à générer des souris composées avec le génotype ihCD59+/-/CX3CR1CreER+/-9 (+/-, +/+ et -/- indiquant respectivement l’homozygote, l’hémizygote et les souris transgéniques non porteuses). Administration de tamoxifène chez des souris composées ihCD59+/-/CX3CR1CreER+/- marquées conditionnellement et marquées RM par l’expression de hCD599. Suite à l’épuisement de la niche RM par le traitement IEL, les monocytes périphériques se sont rapidement différenciés en MR dérivés de la moelle osseuse, repeuplant efficacement la niche comme décrit précédemment en9. Cette régénération était extrêmement dépendante de l’axe de signalisation CX3CR1/CX3CL1, soulignant son rôle essentiel dans la maintenance et la restauration de la population RM9. Nous montrons également qu’en raison de leurs capacités glycolytiques distinctes, les MR d’origine embryonnaire ont une capacité plus élevée à piéger les complexes immunitaires et sont plus sensibles aux défisimmunitaires que les MR 9 dérivés de la moelle osseuse.

Nous présentons un protocole détaillé pour l’ablation sélective des MR afin d’étudier leur régénération à l’aide de l’ablation cellulaire rapide médiée par le hCD59 inductible par Cre (ihCD59) après l’administration d’ILY. L’injection d’ILY a provoqué l’ablation ciblée des MR qui expriment conditionnellement et spécifiquement hCD59 chez les souris CX3CR1CreER+/-/ihCD59+/- composées. Après l’ablation, nous avons surveillé les changements dynamiques des macrophages à l’aide de la cytométrie en flux et avons constaté une déplétion rapide des macrophages suivie d’une régénération des MR. L’ILY recombinant a été exprimé dans les cellules E . coli BL21(DE3) et purifié à l’aide de la chromatographie d’affinité nickel-NTA. La pureté et la fonctionnalité de l’ILY recombinant ont été confirmées par SDS-PAGE, la spectrophotométrie et un test d’hémolyse, démontrant son activité cytolysine dépendante du cholestérol caractéristique. Nous avons utilisé l’ILY pour épuiser les RM chez les souris, ce qui a permis une ablation efficace des macrophages dans la journée suivant l’administration de l’ILY. La régénération rénale des macrophages a commencé le 3e jour après l’ablation, avec ~85 % de récupération au 7e jour. Les données suggèrent que la régénération est principalement due au recrutement des monocytes. Ce modèle offre un outil puissant pour l’étude de la biologie des macrophages et a un potentiel thérapeutique pour la manipulation ciblée des populations de macrophages dans les maladies rénales. L’outil d’ablation cellulaire ihCD59/ILY peut être utilisé pour étudier la fonction et la régénération cellulaires dans les reins, le foie, les tissus adipeux et d’autres organes.

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Protocole

Les protocoles d’étude sur les animaux ont été approuvés par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux (IACUC) de la faculté de médecine de l’Université de Tulane (numéro de protocole 1482). Les souris expérimentales, Cx3cr1CreER+/+ et ihCD59+/+, âgées de 10 à 12 semaines et pesant de 25 à 30 g, ont été hébergées dans des conditions spécifiques exemptes d’agents pathogènes (SPF) dans l’animalerie de l’université. Toutes les procédures impliquant l’isolement rénal ont été menées dans un environnement stérile, les chercheurs portant des gants et des masques faciaux pour éviter la contamination. Les détails concernant les réactifs et l’équipement utilisés dans l’étude se trouvent dans la table des matériaux.

1. Préparation des animaux

  1. Procurez-vous les souris CX3CR1CreER+/+du Jackson Laboratory. Hébergez les souris à la faculté de médecine de l’Université de Tulane (SOM) dans une installation spécifique exempte d’agents pathogènes (SPF). Maintenez les animaux sous un cycle lumière/obscurité de 12 heures dans des conditions environnementales contrôlées.
  2. Utilisez des souris ihCD59+/+ précédemment générées avec un patrimoine génétique C57BL/6 pour la reproduction. Croisez des souris homozygotes CX3CR1CreER+/+ (déficientes en expression de CX3CR1) avec des souris ihCD59+/- pour produire les génotypes de progéniture suivants : CX3CR1CreER+/-/ihCD59-/-et CX3CR1CreER+/-/ihCD59+/-.
  3. Assurez-vous que les souris hétérozygotes CX3CR1CreER+/- conservent l’expression fonctionnelle de CX3CR1, tandis que les souris homozygotes CX3CR1CreER+/+ sont déficientes en CX3CR1 par analyse par cytométrie en flux avec l’anticorps anti-CX3CR19.

2. Production ILY (dérivée de 14,15)

  1. Jour 0
    1. Récupérer des souches congelées de la souche bactérienne ILY BL21-DE3-RIPL portant des séquences ILY marquées par His dans le plasmide pTrcHis-A (figure supplémentaire 1) stockées à -80 °C. Inculquer 10 μL du stock bactérien dans 40 μL de milieu de bouillon Luria (LB) contenant de l’ampicilline à une concentration de 1 μg/mL.
    2. Étaler le mélange inoculé sur une plaque de gélose LB complétée par de l’ampicilline (1 μg/mL). Incuber la plaque pendant une nuit à 37 °C dans un incubateur bactérien.
  2. Jour 1
    1. Sélectionner six colonies individuelles dans la plaque de gélose LB. Inoculer chaque colonie dans 3,5 mL de milieu LB contenant de l’ampicilline. Incuber les cultures pendant la nuit à 37 °C.
  3. Jour 2
    1. Transférez chaque culture de démarrage de 3,5 mL dans 250 mL de milieu LB complété par de l’ampicilline. Incuber les cultures à 37 °C pendant 3 h en secouant à 230 x g pour permettre la croissance bactérienne.
    2. Après 3 h, ajouter de l’isopropyle β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) à partir d’une solution mère de 1 M (conservée à -20 °C) à une dilution de 1:1000 pour obtenir une concentration finale de 1 mM. Poursuivre l’incubation pendant 4 heures supplémentaires pour induire l’expression des protéines.
    3. Pesez une bouteille de centrifugeuse vide et notez le poids. Transférez environ 250 ml de la culture induite dans le flacon de la centrifugeuse.
    4. Granulez les cellules par centrifugation à 10 000 x g pendant 15 min à 4 °C. Jetez le surnageant, puis pesez la bouteille contenant la pastille. Calculez le poids des granulés en soustrayant le poids de la bouteille vide du poids total après centrifugation.
    5. Stockez la pastille bactérienne à -20 °C pour l’extraction et la purification ultérieures d’ILY.
  4. Jour 3 : Extraction et purification de l’ILY
    1. Préparez le tampon de lyse en combinant 30 ml de réactif d’extraction de protéines Bug Buster avec 30 μL de nucléase benzonase (1200 unités Kunitz) et 0,9 μL de lysozyme (10 000 unités d’activité enzymatique) dans un tube à centrifuger de 50 ml.
    2. Mélangez doucement la solution pour vous assurer que le tampon de lyse est homogène. Ajouter le tampon de lyse préparé à la pastille bactérienne (2-5 g). Agitez soigneusement le mélange pendant 30 à 60 s pour remettre complètement les cellules bactériennes en suspension.
    3. Répartir la solution remise en suspension également entre deux tubes à centrifuger de 50 ml. Placez les tubes sur de la glace et incubez pendant 30 à 90 min. Pendant l’incubation, agitez doucement les tubes à l’aide d’un agitateur orbital et agitez brièvement tous les 5 à 10 minutes pendant 10 à 15 s pour favoriser la lyse cellulaire.
    4. Après l’incubation, centrifuger les lysats à 4 900 x g pendant 30 min à 4 °C.
    5. Lavez soigneusement la colonne à l’eau du robinet à l’aide d’une pointe de pipette de 1 ml pour enlever toute résine restante de l’utilisation précédente.
    6. Rincez la colonne avec de l’éthanol à 70 % pour l’assainir. Laver la colonne 2x-3x avec du ddH2O froid pour éliminer tout résidu d’éthanol. Placez la colonne dans le support.
    7. Ajouter 6 à 10 ml de ddH2O froid pour laver davantage et équilibrer la colonne pour la purification. Ajoutez environ 3 ml de billes de résine dans la colonne. Connectez la colonne à une pompe péristaltique réglée à une vitesse de 30.
    8. Ajouter 10 mL de ddH2O froid pour suspendre complètement la résine et la préparer à la liaison des protéines. Lavez les billes de résine avec 15 ml de 1x tampon de charge pour préparer la résine à la liaison des protéines.
    9. Recueillir le surnageant de lysat bactérien après centrifugation dans un tube frais, en veillant à ce que la pastille soit jetée. Filtrez le surnageant à l’aide d’un filtre de 0,45 μm avec une seringue pour éliminer tous les débris cellulaires restants.
    10. Passez 20 à 25 ml de lysat bactérien filtré dans la colonne en trois tours distincts. Après chaque passage, prélevez 20 μL de l’écoulement continu et étiquetez-le comme EP pour une mesure ultérieure de la densité optique (DO).
    11. Lavez la colonne avec 20 à 30 ml de tampon de liaison pour éliminer les protéines non liées. Lavez la colonne avec 20 à 30 ml de tampon de lavage. Recueillir 20 μL de la fraction de lavage pour la mesure de la DO.
    12. Éluer la protéine liée en ajoutant 10 à 20 ml de tampon d’élution. Commencez à recueillir l’élution après 3-4 minutes à l’aide de microtubes à centrifuger. Prélever environ 1 mL par tube, en remplissant 15 à 17 tubes.
    13. Mesurez l’absorbance de chaque fraction d’élution à A280 à l’aide d’un spectrophotomètre. Utilisez le tampon d’élution comme blanc lors des lectures A280. Collectez les tubes avec une absorbance considérablement accrue à A280 car ils contiennent la protéine ILY marquée par His qui se trouve généralement dans les fractions autour du tube 13.
    14. Conservez les fractions d’élution (ou tubes) contenant la protéine ILY à 4 °C. Passez à d’autres étapes dans la journée suivante pour assurer une stabilité optimale des protéines.
      REMARQUE : Effectuez toutes les étapes sur de la glace ou à 4 °C si possible pour maintenir l’intégrité des protéines.
  5. Jour 4 : Élimination des endotoxines de l’élution
    1. Rincez la colonne de résine d’élimination des endotoxines avec 6 à 10 ml d’eau ultra-pure. Appuyez doucement sur la colonne pour réguler le débit.
    2. Rincer la colonne avec 10 ml de solution de désoxycholate de sodium à 1 % (fraîchement préparée ou datant de moins d’un mois) pour éliminer les endotoxines liées. Rincez à nouveau la colonne avec 6 à 10 ml d’eau ultra-pure pour éliminer tout résidu de détergent.
    3. Appliquez l’échantillon de protéines préparé sur la colonne de résine. Incuber l’échantillon dans la colonne pendant 1 h à température ambiante (RT) pour permettre une liaison optimale des endotoxines.
    4. Recueillir la fraction de transfert initiale. Ajouter du ddH2O dans la colonne pour une élution ultérieure et recueillir les fractions éluées dans environ 10 tubes (1 mL par tube).
    5. Stockez la colonne de résine dans de l’éthanol à 25 % à 4 °C pour une utilisation future. Mesurer la densité optique (D.E.) des échantillons de protéines éluées pour quantifier le rendement. Attendez-vous à récupérer environ 50 à 70 % des protéines totales du premier lot d’élution.
  6. Jour 5-6 : Dialyse
    1. Préparez 2 L de tampon de dialyse en autocavant 1600 mL d’eau distillée désionisée (jdH2O). Ajouter 200 ml de 10x PBS, 200 ml de glycérol et 3,5115 g de MES (acide 2-(N-morpholino)éthanesulfonique) à l’eau autoclave.
    2. Mélangez le mélange à l’aide d’un barreur magnétique jusqu’à ce que tous les réactifs soient complètement dissous. Stockez le tampon obtenu à 4 °C.
    3. Ajoutez les fractions d’élution stockées dans le kit de dialyse, puis retirez l’air du kit de dialyse à l’aide d’une aiguille. Dialyser la solution protéique à l’aide du kit de dialyse pendant 24 h à 4 °C avec une vitesse d’agitation réglée sur environ 2.
    4. Configurez le kit de dialyse pour vous assurer qu’il est complètement immergé dans le tampon. Le lendemain, remplacez le tampon de dialyse dans le kit de dialyse par un tampon de dialyse frais dans un récipient de 2 L. Poursuivez la dialyse pendant 24 heures supplémentaires.
    5. Transférez soigneusement toute la solution, y compris les précipités blancs, dans un tube stérile pour préserver la protéine LILY, qui peut s’agréger. Concentrez la protéine ILY à l’aide d’une unité de filtration centrifuge, en suivant les instructions du fabricant pour la centrifugation.
    6. Aliquote de la protéine ILY concentrée en portions de 200 μL dans des tubes stériles. Étiquetez chaque tube avec la date et le nom. Conservez les aliquotes à -80 °C pour une utilisation future dans les tests d’électrophorèse sur gel et d’hémolyse.

3. Caractérisation ILY par électrophorèse SDS-PAGE

  1. Préparez le tampon de fonctionnement MOPS SDS (1x) en diluant le tampon de fonctionnement (20x) avec du jdH2O.
  2. Préparez le tampon d’échantillon dans une hotte en mélangeant 90 μL de tampon de charge 6x avec 10 μL de β-mercaptoéthanol (β-ME). Mélangez soigneusement la solution pour assurer une homogénéisation complète.
  3. Combinez l’échantillon préparé avec le tampon de chargement pour obtenir un volume final de 30 μL. Décongelez les échantillons et agitez-les vigoureusement pour assurer un mélange complet.
  4. Chauffer les échantillons à 95 °C pendant 5 min pour dénaturer les protéines. Chargez les échantillons sur un gel SDS-PAGE à 4 % à 20 %. Faites fonctionner l’électrophorèse à une tension constante de 80 V pendant 90 min.
  5. Ouvrez délicatement la cassette de gel et plongez le gel dans du ddH2O pendant 5 min. Répétez l’étape de lavage 2 fois à l’aide d’un shaker.
  6. Teignez le gel avec Coomassie Brilliant Blue pendant 1 h à température ambiante (RT). Laver le gel pendant 30 min dans du ddH2O. Remplacer l’eau par du ddH2O frais et incuber le gel sur un shaker pendant une période allant d’une nuit à 3 jours pour un décoloration complet.
  7. Prenez une image du gel coloré à l’aide d’un appareil photo (Figure 1A). Analysez le gel à l’aide du logiciel ImageJ pour des évaluations quantitatives et qualitatives.

4. Dosage hémolytique de l’activité ILY

  1. Décongelez complètement les échantillons d’ILY (Intermedilysin) stockés à température ambiante. Vortex soigneusement les échantillons décongelés pour assurer l’homogénéité, car ILY peut s’agréger lors de la décongélation.
  2. Mettre en place une plaque à 96 puits pour les dilutions en série. Ajouter 160 μL de la solution mère d’ILY (26,7 ng/μL) dans le premier puits. Ajouter 80 μL de 1x PBS à chacun des puits suivants dans la même rangée ou colonne.
  3. Transférer 80 μL de la solution ILY du premier puits au deuxième puits. Mélangez soigneusement en pipetant de haut en bas pour vous assurer que la solution est homogène. Transférez 80 μL du deuxième puits au troisième puits et mélangez soigneusement.
  4. Répétez ce processus pour chaque puits, en transférant 80 μL du puits précédent au suivant jusqu’à ce que le nombre souhaité de dilutions soit préparé. Après avoir transféré 80 μL dans le dernier puits, jetez 80 μL de ce puits pour assurer des volumes constants sur toute la plaque.

5. Préparation des globules rouges humains (GR)

  1. Prélevez 1 à 2 ml de sang humain frais dans un tube contenant un anticoagulant, tel que l’EDTA. Centrifuger le sang à température ambiante à 3 000 x g pendant 5 min.
  2. Jetez le surnageant et lavez la pastille de globules rouges humains avec du PBS 2x-3x jusqu’à ce que le surnageant soit clair. Diluez les globules rouges humains lavés en ajoutant 10 μL de globules rouges à 900 μL de 1x PBS pour obtenir une dilution de 1:100.
  3. Ajouter 10 μL de globules rouges humains dilués dans chaque puits. Ajouter 30 μL de la solution d’ILY diluée en série de la plaque de dilution dans chaque puits. Ajouter 160 μL de 1x PBS pour porter le volume final à 200 μL par puits (concentration de départ : 4 ng/μL).
  4. Ajouter 10 μL de globules rouges humains dilués dans les puits témoins. Ajouter 190 μL d’eau ou 1x PBS dans les puits de contrôle pour les contrôles négatifs. Mélangez les assiettes en les tapotant doucement.
  5. Incuber les plaques à 37 °C pendant 30 min pour permettre à l’hémolyse de se produire. Centrifugez les plaques à 3 000 x g pendant 5 minutes pour granuler les globules rouges humains intacts.
  6. Transférez avec précaution 100 μL du surnageant de chaque puits dans une nouvelle plaque à fond plat de 96 puits. Mesurer l’absorbance des surnageants à 405 nm à l’aide d’un lecteur de microplaques.
  7. Calculer l’activité hémolytique de l’ILY en comparant les valeurs d’absorbance des échantillons à celles du témoin16.

6. Traitement au tamoxifène, épuisement et régénération du RM

  1. Préchauffer l’huile de maïs à 42 °C. Dissoudre 100 mg de tamoxifène dans 5 mL d’huile de maïs préchauffée pour préparer une solution mère à une concentration de 20 mg/mL.
  2. Administrer du tamoxifène par voie intrapéritonéale (i.p.) à des souris mâles CX3CR1CreER+/-/ihCD59+/- âgées de 10 à 12 semaines à une dose de 100 μg/g de poids corporel. Répétez l’injection de tamoxifène pendant 3 jours consécutifs.
  3. Attendez 15 jours après l’injection finale de tamoxifène pour permettre l’expression de hCD59 médiée par Cre.
  4. Injecter une dose unique d’intermèlysine (ILY) par voie intraveineuse à des souris CX3CR1CreER+/-/ihCD59+/- et à des témoins CX3CR1CreER+/-/ihCD59-/- à une dose de 120 ng/g de poids corporel.
  5. Surveiller et confirmer l’ablation du MR et la régénération subséquente en effectuant une cytométrie en flux 1, 3 et 7 jours après l’administration de l’ILY17.

7. Euthanasie de souris

  1. Placez l’animal dans une chambre appropriée et exposez-le à l’isoflurane conformément aux protocoles de l’IACUC. Vérifiez l’anesthésie en vérifiant l’absence de réflexes, tels que le réflexe de retrait de la pédale.
  2. Une fois que la souris est complètement anesthésiée et ne répond plus, effectuez une luxation cervicale pour assurer l’euthanasie. Confirmer l’euthanasie en vérifiant l’absence de réflexes, tels que le réflexe de retrait de la pédale.
  3. Faites une incision médiane d’environ 2 cm sur l’abdomen à l’aide d’un scalpel stérile et rétractez doucement la peau pour exposer la cavité thoracique. Ouvrez la cage thoracique le long du sternum à l’aide de ciseaux chirurgicaux à bout émoussé pour exposer le cœur.
  4. Insérez une aiguille 21G-23G dans le ventricule gauche. Commencer la perfusion avec 10 à 20 ml de PBS froid pour évacuer le sang.
  5. Ouvrez l’oreillette droite pour permettre au sang de s’écouler de la circulation. Continuez la perfusion jusqu’à ce que les reins apparaissent pâles, indiquant une clairance sanguine efficace.
  6. Placez les reins contre la paroi dorsale du corps. Séparez doucement les reins des tissus environnants à l’aide de pinces et de ciseaux. Excisez les capsules rénales et placez immédiatement les reins dans du PBS froid pour éviter la dégradation.

8. Digestion rénale

  1. Préparez le cocktail d’enzymes de digestion en mélangeant 9 ml de HBSS (sans Ca/Mg), 1 ml de collagénase IV (5 mg/mL) et 20 μL de DNase I (10 mg/mL). Préparez la solution enzymatique fraîche et conservez-la sur de la glace jusqu’à utilisation.
  2. Coupez les reins en minuscules fragments (idéalement ≤ 1 mm) à l’aide de ciseaux stériles dans une boîte de Pétri contenant 5 ml de HBSS. Transférez les fragments de tissu rénal dans des tubes de 15 mL contenant 10 mL de la solution enzymatique préparée.
  3. Incuber les tubes à 37 °C pendant 30 min en agitant doucement pour dissocier les tissus. Triturez doucement le tissu à l’aide d’une pipette ou d’un piston de seringue pour dissocier davantage les amas cellulaires.
  4. Éliminez les débris tissulaires en faisant passer la suspension cellulaire à travers une crépine cellulaire de 40 μm. Centrifuger la suspension cellulaire à 650 x g pendant 10 min à 18 °C.
  5. Décantez soigneusement le tampon après la centrifugation. Remettre la pastille en suspension dans 5 mL de tampon de lyse et l’incuber pendant 5 min à température ambiante pour lyser les globules rouges.
  6. Lavez les cellules avec du PBS pour éliminer le tampon de lyse. Maintenez la suspension unicellulaire résultante sur de la glace jusqu’à ce qu’elle soit utilisée ultérieurement.

9. Centrifugation à gradient de densité

  1. Pour enrichir les cellules hématopoïétiques, remettre en suspension la pastille cellulaire du lavage précédent dans 10 ml de solution à gradient de densité de 30 %. Superposer soigneusement la solution sur 3 mL de solution à gradient de densité de 70 % dans un tube à centrifuger.
  2. Centrifuger le gradient à 500 x g pendant 30 min sans freiner. Après la centrifugation, recueillir soigneusement la couche d’interphase entre les solutions à 30 % et à 70 %; Cette couche contient les cellules individuelles enrichies.
  3. Laver les cellules collectées 2 fois avec 10 mL de PBS en les centrifugant à 500 x g pendant 10 min à chaque fois. Remettre en suspension la pastille de cellule finale dans 1 mL de tampon FACS (1x PBS avec 2 % FBS) dans un tube de 1,5 mL.
  4. Comptez les cellules à l’aide d’un hémocytomètre sous un microscope à fond clair. Ajustez la concentration cellulaire à 2 x 106 cellules/mL.

10. Coloration par cytométrie en flux, acquisition

  1. Ajuster la concentration cellulaire à partir de suspensions unicellulaires préparées à partir de tissu rénal de souris à 2-3 x 106 cellules/mL pour l’analyse cytométrique en flux.
  2. Granulez les cellules dans des tubes de 1,5 mL en les centrifugant à 650 x g pendant 5 min. Remettre la pastille de cellule en suspension dans 1 mL de tampon FACS.
  3. Ajouter l’anticorps anti-CD16/32 à une dilution de 1:200 pour bloquer la liaison non spécifique du récepteur Fc. Incuber les cellules pendant 15 min à température ambiante.
  4. Utilisez le colorant Aqua Live/Dead pour distinguer les cellules vivantes des cellules mortes, en suivant les instructions du fabricant.
  5. Colorer les cellules avec des anticorps préconjugués à une dilution de 1:100, y compris CD45-e450, CD11b-PE-Cy7, hCD59-PE et F4/80-BV605. Ajoutez le cocktail d’anticorps à la suspension cellulaire.
  6. Incuber l’échantillon pendant 30 min à 4 °C dans l’obscurité pour protéger les fluorophores du photoblanchiment. Laver les cellules colorées 2 fois avec un tampon FACS (PBS avec 2 % de sérum de bovin fœtal) par centrifugation à 650 x g pendant 5 min.
  7. Fixez les cellules dans du paraformaldéhyde à 1 % (PFA) pendant 30 min sur de la glace. Lavez les cellules fixes 2x avec un tampon FACS pour éliminer les résidus de PFA.
  8. Acquérir des cellules colorées et fixées à l’aide d’un cytomètre en flux. Analysez les données à l’aide du logiciel.
  9. Identifier les macrophages et les microglies résidant dans les reins et les autres tissus à l’aide des marqueurs CD45, CD11b et F4/80, comme décrit à lasection 9 .
  10. Effectuez un déclenchement initial pour sélectionner des cellules vivantes en fonction des profils de diffusion directe (FSC) et de diffusion latérale (SSC). Éliminez les doublets en fonction de la zone de diffusion vers l’avant (FSC-A) par rapport à la hauteur de diffusion vers l’avant (FSC-H). Excluez les cellules mortes à l’aide du colorant de viabilité LIVE/DEAD.
  11. Enrichir les cellules immunitaires en se concentrant sur les populations CD45+. Définir les macrophages résidents du rein comme des cellules CD11b+F4/80++ au sein de la population CD45+, comme le montre la stratégie de déclenchement (Figure 2A).
  12. Définir les populations de microglies comme des cellules CD11b + CD45iⁿt (Figure 2B). Effectuer l’acquisition de données sur le cytomètre en flux. Effectuez l’analyse finale à l’aide du logiciel pour compléter l’étude de cytométrie en flux.

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Résultats

La purification de l’ILY recombinant His-Tag a suivi le même protocole que celui décrit précédemment en14. ILY a été exprimé avec succès dans les cellules d’E. coli BL21(DE3), transformées avec un plasmide codant pour le gène ILY de Streptococcus intermedius. Lors de l’induction avec IPTG, la surexpression de la protéine cible était évidente. Après l’expression, ILY a été purifié à l’aide d’une chromatographie d’affinité nickel-NTA, en exploitant une étiquette His-tag C-terminale...

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Discussion

L’expression, la purification et la validation fonctionnelle réussies de l’ILY recombinant marqué à His dans cette étude ont suivi un protocole15 bien établi. Cependant, le processus comportait plusieurs étapes critiques qui garantissaient un rendement élevé en protéines, une pureté et une activité biologique. L’induction des cellules E . coli BL21 (DE3) avec l’IPTG a été optimisée pour équilibrer les niveaux d’expression ...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents ou de relations personnelles qui auraient pu sembler influencer le travail rapporté dans ce manuscrit. Aucun conflit d’intérêts, y compris des affiliations financières, non financières, professionnelles ou personnelles, n’a influencé la conception, la conduite, l’interprétation ou la présentation de l’étude.

Remerciements

Nous exprimons notre gratitude aux membres passés et actuels du Qin Lab pour leurs contributions au développement et au perfectionnement des protocoles utilisés dans cette étude. Nous remercions également le groupe du Dr R. K. Tweten du Centre des sciences de la santé de l’Université de l’Oklahoma pour avoir généreusement fourni le plasmide recombinant LILY, qui a joué un rôle déterminant dans cette recherche. Cette étude a été financée par les National Institutes of Health (NIH) par le biais des subventions NIH 5 P51OD011104-58, R01DK129881 (X.Q.) et R21OD024931 (X.Q.).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
0,45 et micro ; Filtre à seringue MMilliporeSLHVR33RS
4-15 % Gels Protéinés Sans Coloration TGXBio-Rad4568084
6X Tampon de chargementPêcheur50-103-6570
70 % d’éthanolWWR Sciences de la vie64-17-5
Tampon de lyse ACK (chlorure d’ammonium-potassium)GibcoA1049201
Perles en résine AffinityMillipore69670
Solution d’ampicilline sodiqueRecherche ZymoA1001-5
Anti-CD11b-PE-Cy7 (Clone M1/70)Invitrogen25-0112-82
Anti-CD16/32 (Fc&gamma ; RIII/II, Clone 93)eBiosciences48-0161-80
Anti-CD45-e450 (Clone 30-F11)eBiosciences48-0451-82
Anti-F4/80-BV605 (Clone BM8)BioLegend  ;123133
Anti-hCD59-PE (Clone OV9A2)Invitrogen12-0596-42
Colorant Aqua Live/DeadInvitrogen  ;   ;   ; L34957A
Perles (résine)Millipore69670
Nucléase benzonaseMillipore70664-10KUN
Réactif d’extraction de protéines BugBusterMillipore70584-4
Centrifugeuse pour microtubesEppendorf5424
Centrifugeuse pour tubesThermo Scientific75-001-241
Collagénase de type IVSociété biochimique WorthingtonLS004188
Huile de maïsSigma AldrichRéf. C8267
Désoxyribonucléase (DNAse) ISociété biochimique WorthingtonLS002007
Colonne de résine Detoxi-GelMillipore69670
DPBS (Dulbecco' solution saline tamponnée au phosphate)Corning21-031-CV
Tubes EDTABD365974
FBS (sérum fœtal bovin)Gibco10082-139
GlycérolPêcheurRéf. BP229-1
HBSS (Hank' s solution saline ballancée)Gibco24020117
IPTG (Isopropyl &beta ;-D-1-thiogalactopyranoside)  ;Millipore-Sigma206-703-0
L’isofluraneVET un502017
Médias LB
LSRFotsimètre en flux de OrtessaBD Biosciences
MES [acide éthanesulfonique 2-(N-morpholino)]Pêcheur50-488-796
MOPS [Acide 3-(N-morpholino) propanesulfonique]Pêcheur50-213-522
Média à gradient de densité PercollCytiva17089101
Pompe péristaltiqueFisher ScientificAbandonné maintenant, utilisez une alternative
PFA (Paraformaldéhyde)Thermo ScientificI28800
Colonne d’épurationMilliporeUFC900308
La solution de rLysozymeNovagenRéférence 20C71110
Agiter le bain-marie  ;Thermo ScientificLe TSSB15
Kit de dialyse Slide-A-LyzerThermo66107
Désoxycholate de sodiumPêcheurBP349-100Frais préparé ou moins d’un mois
Passoire à cellules stériles (40 &mu ; m)Fisher Scientific22-363-547
TamoxifèneSigma Aldrich6734
Filtre ultra centrifugeMilliporeUFC900308
Eau ultra-pureThermo10977-015
Mélangeur vortexFisher Scientific2215365
&beta ;-ME (&beta ;-mercaptoéthanol)PêcheurBP176-100

Références

  1. Epelman, S., Lavine, K. J., Randolph, G. J. Origin and functions of tissue macrophages. Immunity. 41 (1), 21-35 (2014).
  2. Nelson, P. J., et al. The renal mononuclear phagocytic system. J Am Soc Nephrol. 23 (2), 194-203 (2012).
  3. Wang, Y., Harris, D. C. Macrophages in renal disease. J Am Soc Nephrol. 22 (1), 21-27 (2011).
  4. Islamuddin, M., Qin, X. Renal macrophages and NLRP3 inflammasomes in kidney diseases and therapeutics. Cell Death Discov. 10 (1), 229(2024).
  5. Ricardo, S. D., van Goor, H., Eddy, A. A. Macrophage diversity in renal injury and repair. J Clin Invest. 118 (11), 3522-3530 (2008).
  6. Mily, A., et al. Polarization of M1 and M2 Human Monocyte-Derived Cells and Analysis with Flow Cytometry upon Mycobacterium tuberculosis Infection. J Vis Exp. (163), e61807(2020).
  7. Huen, S. C., Cantley, L. G. Macrophages in Renal Injury and Repair. Annu Rev Physiol. 79, 449-469 (2017).
  8. Tang, P. M., Nikolic-Paterson, D. J., Lan, H. Y. Macrophages: versatile players in renal inflammation and fibrosis. Nat Rev Nephrol. 15 (3), 144-158 (2019).
  9. Liu, F., et al. Distinct fate, dynamics and niches of renal macrophages of bone marrow or embryonic origins. Nat Commun. 11 (1), 2280(2020).
  10. Chew, C., et al. Kidney resident macrophages have distinct subsets and multifunctional roles. Matrix Biol. 127, 23-37 (2024).
  11. Cheung, M. D., et al. Resident macrophage subpopulations occupy distinct microenvironments in the kidney. JCI Insight. 7 (20), 161078(2022).
  12. Epelman, S., et al. Embryonic and adult-derived resident cardiac macrophages are maintained through distinct mechanisms at steady state and during inflammation. Immunity. 40 (1), 91-104 (2014).
  13. Feng, D., et al. Cre-inducible human CD59 mediates rapid cell ablation after intermedilysin administration. J Clin Invest. 126 (6), 2321-2333 (2016).
  14. Hu, W., et al. Rapid conditional targeted ablation of cells expressing human CD59 in transgenic mice by intermedilysin. Nat Med. 14 (1), 98-103 (2008).
  15. Giddings, K. S., Zhao, J., Sims, P. J., Tweten, R. K. Human CD59 is a receptor for the cholesterol-dependent cytolysin intermedilysin. Nat Struct Mol Biol. 11 (12), 1173-1178 (2004).
  16. Parkhurst, C. N., et al. Microglia promote learning-dependent synapse formation through brain-derived neurotrophic factor. Cell. 155 (7), 1596-1609 (2013).
  17. Cao, Q., Harris, D. C., Wang, Y. Macrophages in kidney injury, inflammation, and fibrosis. Physiology. 30 (3), 183-194 (2015).
  18. Li, G., et al. The role of macrophages in fibrosis of chronic kidney disease. Biomed Pharmacother. 177, 117079(2024).
  19. Liu, F., et al. Versatile cell ablation tools and their applications to study loss of cell functions. Cell Mol Life Sci. 76 (23), 4725-4743 (2019).
  20. Yashchenko, A., et al. Cx3cr1 kidney resident macrophage heterogeneity. Front Immunol. 14, 1082078(2023).
  21. Duffield, J. S. Macrophages and immunologic inflammation of the kidney. Semin Nephrol. 30 (3), 234-254 (2010).
  22. Lee, S., et al. Distinct macrophage phenotypes contribute to kidney injury and repair. J Am Soc Nephrol. 22 (2), 317-326 (2011).
  23. Wynn, T. A., Vannella, K. M. Macrophages in Tissue Repair, Regeneration, and Fibrosis. Immunity. 44 (3), 450-462 (2016).
  24. Guo, C., et al. Crosstalk between proximal tubular epithelial cells and other interstitial cells in tubulointerstitial fibrosis after renal injury. Front Endocrinol. 14, 1256375(2023).
  25. Guillot, A., et al. Bile acid-activated macrophages promote biliary epithelial cell proliferation through integrin αvβ6 upregulation following liver injury. J Clin Invest. 131 (9), 132305(2021).
  26. Kim, S. J., et al. Adipocyte Death Preferentially Induces Liver Injury and Inflammation Through the Activation of Chemokine (C-C Motif) Receptor 2-Positive Macrophages and Lipolysis. Hepatology. 69 (5), 1965-1982 (2019).
  27. Saxena, V., et al. Generation of Atp6v1g3-Cre mice for investigation of intercalated cells and the collecting duct. Am J Physiol Renal Physiol. 325 (6), F770-F778 (2023).

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Mots-clés

Ablation des macrophagesoutil Intermedilysinsurveillance immunitaire r nalerecrutement des monocytescytom trie en fluxmicroscopie intravitalecentrifugation sur gradient de densitmarqueur F4 80

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