חשיפת דם לצינורות דם פולימריים יוזמת את תגובת הגוף הזר המעורבת בסיבוכים קליניים. כאן מתואר מנגנון לולאת צ'נדלר, כלי ניסיוני המחקה זלוף דם דרך צינורות אלה. נספח של CD47 רקומביננטי מביא לירידה בעדויות לתגובת הגוף הזר בצינורות אלה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
חשיפת דם לצינורות דם פולימריים יוזמת את תגובת הגוף הזר המעורבת בסיבוכים קליניים. כאן מתואר מנגנון לולאת צ'נדלר, כלי ניסיוני המחקה זלוף דם דרך צינורות אלה. נספח של CD47 רקומביננטי מביא לירידה בעדויות לתגובת הגוף הזר בצינורות אלה.
תגובת הגוף הזר מתרחשת כאשר משטח סינטטי הוא הציג לגוף. הוא מאופיין על ידי ספיחה של חלבוני דם ואת הקובץ המצורף וההפעלה הבאים של טסיות דם, מונוציטים / הידבקות מקרופאג, ואירועי תא איתות דלקתיים, שמוביל לסיבוכים לאחר פרוצדורליים. מכשירי צ'נדלר Loop הוא מערכת ניסיונית המאפשרת לחוקרים ללמוד את יחסי גומלין המולקולריים ותאיים המתרחשים כאשר כמויות גדולות של דם הן perfused מעל תעלות פולימריים. לשם כך, מנגנון זה שמש כמודל ex vivo המאפשר ההערכה של התכונות אנטי דלקתיות של שינויי משטח פולימרים שונים. המעבדה שלנו הראתה כי תעלות דם, הותאמו קוולנטית באמצעות כימיה photoactivation עם CD47 רקומביננטי, יכולות להעניק biocompatibility למשטחים פולימריים. צירוף CD47 למשטחים פולימריים יכול להיות אמצעי יעיל לקידום היעילות של צינורות דם פולימריים. שלהעין היא מתודולוגיה המפרטת את הכימיה photoactivation נהגה לצרף CD47 רקומביננטי לתעלות רלוונטיות קליני פולימריים דם והשימוש בלולאת צ'נדלר כvivo לשעבר מודל ניסיוני לבחינת אינטראקציות דם עם תעלות CD47 שונה ושליטה.
נהלים רבים קליניים, כגון מעקף לב ודיאליזה, מחייבים את השימוש של צינורות דם פולימרים ולעתים קרובות קשורים לסיבוכים לאחר פרוצדורליים 1. כאשר perfused עם דם, פולימרים אלו לא חוקיים תגובת הגוף הזר (FBR), וכתוצאה מכך הספיחה של חלבוני דם וטסיות דם, הידבקות מונוציטים / מקרופאג, והשחרור של ציטוקינים פרו דלקתיים, כולם תורמים לסיבוכים וכדי שלאחר פרוצדורליים / או 2,3 כשל בהתקן. לפיכך, אסטרטגיות כדי לטפל בבעיה זו תישאר באזור חשוב ומתמשך של מחקר חומרים ביולוגיים. חוקרים ניסו לטפל בבעיה זו על ידי שינוי משטחי דם פנייה עם מולקולות ביו או bioinert 4-6. מחקר במעבדה שלנו התמקד בצירוף CD47 רקומביננטי (recCD47) לחומרים ביולוגיים פולימרים כאסטרטגיה לצמצום FBR ולהגדיל את היעילות של חומרים אלה. CD47 הוא transmembr הביע בכל מקוםחלבון ane עם תפקיד ידוע בהתחמקות חיסונית, מעמד של "עצמי" המקנה לי לבטא בתאים 7-10 ומופעים מבטיח בהענקת התאמה ביולוגית כאשר צורף למשטחים פולימריים 11-13. אות הרגולציה אלפא חלבון (SIRPα), קולטן מאותו המקור לCD47, וחבר במוטיב המבוסס על טירוזין immunoreceptor המעכב (עתים) המכיל משפחה של חלבונים הטרנסממברני, באה לידי ביטוי בתאים ממוצא מיאלואידית 14. אנחנו הוכחנו בעבר כי CD47, באמצעות איתות תא בתיווך SIRPα, למטה מסדיר את התגובות חיסוניות לפוליאוריטן (PU) ופולי ויניל כלוריד (PVC) במבחנה, vivo לשעבר, ובמודלי vivo 11-13.
מרכזי לחקירות שלנו היא כימיה יחסית רומן photoactivation, שתתואר בהמשך, שבו קבוצות תיאול כימי תגובתי הן קוולנטית המצורפות לצינורות פולימריים ידי מגיב צינורות עם פולימר רב תכליתי (PDT-BZPh), מורכב מ2-pyridyldithio (PDT), benzophenone photoreactive (BzPh) וpolyallylamine-הותאם carboxy 11-13. צמצום קבוצות PDT המצורף קוולנטית עם טריס (2-carboxyethyl) hydrochloride phosphine (TCEP) 11 מניב משטח thiolated שיכול להיות לאחר מכן הגיב בmoieties הטיפולי. המפורטים כאן ובעבר 12,13, recCD47, הותאם עוד יותר עם התוספת של זנב poly-ליזין C-מסוף 12,13, הוא הגיב עם Sulfosuccinimidyl-4 [N -maleimidomethyl] cyclohexane-1-carboxylate (sulfo-SMCC) עבור שעה 1 כדי ליצור קבוצות תיאול-reactive, המאפשר קשר monosulfide היווצרות בין צינורות ו11 recCD47. היכולת אנטי דלקתית של משטחי CD47 פונקציונליות נבדקה, לשעבר יו o, באמצעות מכשירי צ'נדלר Loop עם דם אנושי כולו, שתואר בשנת 1958 במקור כמודל במבחנה של קרישה טרומבוטיים 15. המנגנון מסתמך עלמערכת צינור סגורה באופן חלקי עם אוויר ומנוע סיבובי כדי להפיץ את הדם דרך צינורות 15. מודל ניסיוני זה מספק את ההזדמנות כדי לבחון את ההשפעה של חשיפת דם על משטחים שונה וללא שינוי, כמו גם את ההשפעה של שינויי שטח אלה על הפיסיולוגיה של תאי הדם.
יכול יצורף recCD47 למגוון משטחים פולימריים באמצעות כימיה photoactivation זה, והיכולת אנטי דלקתית שלה ניתן להעריך על ידי ניצול מודל ex vivo רלוונטי קליני מחקה זלוף דם על משטחים פולימריים 11,12. צינורות דם קליניים כיתה שונה עם recCD47 להראות פחות באופן משמעותי הטסיות ומצורפת תא דלקתי בהשוואה לפולימרים ללא שינוי כאשר הם נחשפים לדם אדם במנגנון. תיאור צעד אחר צעד של תהליך שינוי זה הנו כמפורט להלן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1 משטחים פולימריים שינוי עם recCD47
הערה:. הפרוטוקול מסוכם סכמטי באיור 1 איור 1 א ממחיש דור של משטחים פולימריים תיאול-reactive איור 1 מדגים דור של recCD47 תיאול-reactive..
.2 Immunoassay כימות recCD47 על משטחים השתנה
פרוטוקול מכשירים .3 צ'נדלר Loop
לחפש מוסדי מועצה לביקורת אישור (IRB) של פרוטוקול איסוף דם וניירת הסכמה מדעת לפני תחילת איסוף דגימות דם של בני אדם. השג מידעrmed הסכמת מתורם דם אדם.
הערה: תרשים המתאר את המנגנון מוצג באיור 2.
.4 פלורסנט מיקרוסקופית וספירה תאים
.5 מיקרוסקופית אלקטרונים סורק
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יצירת משטחים פולימריים תיאול-reactive באמצעות PDT-BzPh וTCEP יחד עם תיאול-reactive פולי ליזין recCD47 באמצעות SMCC מאפשרת החיבור של recCD47 למשטחים פולימריים. תהליך השינוי הוא סיכם באופן סכמטי באיור 1. הנוחות של תהליך השינוי הזה היא שהוא יכול להיות מיושם על חלבונים רבים ושונים ומשטחים פולימריים שונים, הנחה החלבון יכולה להיות שונה עם קבוצות כימי תגובתי מספיק כגון lysines ומכיל האמינים שיש לו את הפולימר פחמימנים זמינים במידה מספקת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הכימיה photoactivation (המסוכמת באיור 1) מאפשרת לשינוי של כל משטח כמעט פולימר שיש פחמימנים מספיק כדי להקל על התקשרות PDT-BzPh וקרינת UV לאחר צילום להפעיל PDT-BzPh. Functionalizing משטח פולימרים עם קבוצות תיאול תגובתי מאפשר לקובץ המצורף שלאחר מכן של מגוון רחב של מולקולות הניתנות לבדיקה של עניין. במחקרים מסוימים שלנו בחרנו רקומביננטי CD47 11-13. הכימיה נטיה המסוימת שהשתמשנו בי מעורבת התגובה של הקבוצות האמינים של החלבון עם מקשר צלב bifunctional SMCC 1...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחקר המדווח בפרסום זה נתמכה על ידי המכון הלאומי ליו הדמיה וההנדסה ביוטכנולוגיה, תחת מספר הפרסים R21 EB015612 (SJS), והלאומי ללב, ריאות ודם מכון, תחת מספר הפרסים T32 HL007915 (JBS וRJL), של הלאומי מכון לבריאות.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 16% פרפורמלדהיד (PFA)Thermo | Scientific | 58906 | זהירות! לשימוש במכסה אדים |
| 25% גלוטראלדהיד | VWR | AAA17876-AP | זהירות! שימוש במכסה אדים |
| 2-pyridyldithio,benzophenone (PDT-BzPH) | מסונתז במעבדה | /A | |
| סרום בקר אלבומין (BSA) | Sigma | A3059-100G | |
| ציטראט | Sigma | S5770-50ML | |
| מצלמה דיגיטלית | Leica | DC500 | יצא מייצור |
| Dimethylformamide (DMF) | Sigma | 270547-100ML | זהירות! השתמש במכסה אדים |
| Dulbecco' s פוספט חוצץ מלח (DPBS) | Gibco/Life Technologies | 14190-136 | |
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | Nikon | TE300 | |
| חומצה אצטית קרחונית | פישר מדעי | A38-212 | זהירות! שימוש במכסה אדים |
| CD47 אנושי (B6H12) – נוגדן FITC | Santa Cruz Biotechnology | SC-12730 | |
| Osmium Tetroxide | Acros Organics | 197450050 | זהירות! שימוש בקולטי אדים |
| אשלגן ביקרבונט (KHCO3) | Sigma | 237205-100G | |
| אשלגן פוספט מונובייסי (KH2PO4) | Sigma | P5655-100G | |
| צינורות PVC (ערכת הליך לב וכלי דם) | Terumo Cardiovascular Systems | 60050 | רוב הצינורות בדרגה קלינית יעבדו |
| סריקת אלקטרונים מיקרוסקופ | JEOL | JSM-T330A | |
| נתרן כלורי (NaCl) | פישר סיינטיפיק | BP358-212 | |
| קורא מיקרופלייט | מכשירים מולקולריים | Spectramax Gemini EM | |
| Sulfo-SMCC | Sigma | M6035-10MG | רגיש ללחות! |
| tris (2-carboxyethyl) פוספין (TCEP-HCl) | Thermo Scientific | 20491 | |
| Tween-20 | Bio-Rad | 170-6531 | |
| Vectashield עם DAPI | Fisher Scientific | H-1200 | רגיש לאור! |
| עמודי המלח ספין זבה – 7 K MWCO | Thermo Scientific | 89891 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.