במאמר זה מתואר פרוטוקול להדבקה של מקרופאגים ב-Cryptococcus neoformans. כמו כן, מוסברת שיטה לדלדול סטרול מהמקרופאגים. פרוטוקולים אלה מספקים מדריך לחקר זיהומים פטרייתיים במבחנה ולבחינת תפקידם של סטרולים בזיהומים כאלה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
במאמר זה מתואר פרוטוקול להדבקה של מקרופאגים ב-Cryptococcus neoformans. כמו כן, מוסברת שיטה לדלדול סטרול מהמקרופאגים. פרוטוקולים אלה מספקים מדריך לחקר זיהומים פטרייתיים במבחנה ולבחינת תפקידם של סטרולים בזיהומים כאלה.
Cryptococcosis הוא זיהום מסכן חיים הנגרם על ידי פטריות פתוגניים של הסוג קריפטוקוקוס. זיהום מתרחש על שאיפה של נבגים, אשר מסוגלים לשכפל בריאה העמוקה. Phagocytosis של קריפטוקוקוס על ידי מקרופאגים הוא אחת הדרכים שהמחלה יכולה להתפשט למערכת העצבים המרכזית לגרום meningoencephalitis הקטלני. לכן, מחקר של הקשר בין קריפטוקוקוס ומקרופגים הוא חשוב להבנת ההתפתחות של הזיהום. המחקר הנוכחי מתאר פרוטוקול צעד-אחר-צעד כדי ללמוד infectivity מקרופאג ידי ג neoformans במבחנה. השימוש בפרוטוקול זה, התפקיד של סטרולים מארח על אינטראקציות מארח הפתוגן הוא למד. ריכוזים שונים של מתיל - cyclodextrin (MCD) שמשו לרוקן את הכולסטרול מJ774A.1 שורת תאים העכברי סרקומה הרשתית כמו מקרופאג. כולסטרול הדלדול אושר ולכמת באמצעות שני מסחרי availablערכת דואר כימות כולסטרול וכרומטוגרפיה בשכבה דקה. תאי כולסטרול מדולדל הופעלו באמצעות Lipopolysacharide (LPS) ואינטרפרון גאמא (IFNγ) ונגועים בneoformans קריפטוקוקוס-opsonized נוגדן תאי H99 wild-type ביחס מפעיל ליעד של 1: 1. תאים נגועים היו במעקב אחרי 2 שעות של דגירה עם ג neoformans ומדד phagocytic חושב. כולסטרול דלדול הביא לירידה משמעותית במדד phagocytic. הפרוטוקולים שהוצגו מציעים שיטה נוחה לחקות את תחילת תהליך הזיהום בסביבת מעבדה וללמוד את התפקיד של הרכב שומנים מארח על infectivity.
Phagocytosis הוא תהליך שבו גופים תאיים מופנמים על ידי תאי מארח. זהו נשק מרכזי בארסנל של מערכת החיסון להגן מפני פתוגנים, אך התהליך עשוי לעתים קרובות להיות חתר תחת ידי פתוגנים כדי לאפשר להפנמה ולהתפשט בכל הגוף 1. Phagocytosis מתווך על ידי מספר אירועי איתות שיביאו להתקשרות ובליעה באמצעות ארגון מחדש של שלד התא של התא המארח. phagocytes 'המקצועית' מסוגל לזהות ולהיקשר לopsonins על פני השטח של הפולש לאותת להתקשרות והיווצרות lamellipodia, אשר לבלוע את הפתוגן ויוצר phagosome 2. בין phagocytes "המקצועי" שנקרא מקרופאגים. המקרופאגים הם תאים מאוד מיוחדים שיבצעו את התפקידים הגנתיים הכוללים לחפש וביטול גורמי מחלה גורמת, תיקון רקמות שנפגעו, ומתווך דלקת, רובאלה בתהליך של phagocytosis 1,2.
neoformans קריפטוקוקוס הוא מינים של שמרים פתוגניים שגורם למחלה קשה הידועה בשם Cryptococcosis. נבגי קריפטוקוקוס הם נשאפים על ידי המארח ולגרום לדלקת ריאות שהיא בדרך כלל ללא תסמינים. הוא חשב כי החשיפה היא מאוד נפוצה; מדגם של 61 ילדים ממחל זיהומיות בילדי קליניקה במרכז בית החולים בברונקס-לבנון מצאה כי כל שהשתתפו בסקר היו אלה נוגדנים לglucuronoxylomannan פוליסכריד cryptococcal ומחקרים אחרים הראה שכיחות בשני וירוס הכשל החיסוני האנושי (HIV) נגוע ומבוגרים נגועים 3, 4. מקרופאגים מכתשיים הם הקו הראשון של תגובה לדלקת ריאות וברוב המקרים בהצלחה ברור הפתוגן. עם זאת, אצל אנשים מדוכאי חיסון (חולים למשל, HIV ואיידס) השמרים הוא מסוגלים לשרוד בתוך מקרופאגים. באלהמקרים, מקרופאגים יכולים לשמש כנישה לשכפול של הפתוגן ועשויים להקל על הפצתו למערכת העצבים המרכזית (CNS) שבו המחלה הופכת קטלנית 5-8. הוא חשב כי מקרופאגים אולי אפילו לספק את השמרים ישירות לתוך קרומי המוח, עוזרים השמרים לחצות את מחסום דם המוח באמצעות המודל "סוס טרויאני" 3,9 - 11. לפיכך, חשוב להבין את התהליך של phagocytosis וגורמים המשפיעים עליו, בעיקר בזיהומי cryptococcal.
העבודה קודמת במערכות פתוגן אחרות מצביעה על רפסודות כולסטרול ושומנים בדם נוצרות על ידי כולסטרול כבעל תפקיד חשוב בphagocytosis 12 - 15. כולסטרול הוא מיני שומנים הנפוצים ביותר בתאי יונקים וכולל 25-50% מקרום התא היונקים 16. זה כבר נמצא לשחק תפקיד בויסות הביופסיהמאפייני hysical של ממברנות על ידי שינוי קשיחותם 17. כולסטרול וsphingolipids יחד יוצרים microdomains שומנים בתוך הקרום הידוע כרפסודות שומנים בדם. רפסודות שומנים בדם נמצאו להיות מעורבת בהיווצרות caveolae, כמו גם מתן תחום מבודד לסוגים מסוימים של איתות 16-18. בשל גודלם הקטן, שקשה ללמוד רפסודות שומנים בגוף חי. דרך שימושית אחד כדי ללמוד את התפקיד של רפסודות שומנים היא לשנות בוחריהם. מתיל-β-cyclodextrin (MβCD) היא תרכובת שנמצאה לרוקן את הכולסטרול מקרומי יונקים ומשמש בדרך כלל כדי ללמוד את התפקיד של רפסודות שומנים 18.
בפרוטוקול זה, אנו מציגים שיטה לרוקן את הכולסטרול מקרום תא מארח ולכמת את ההשפעה של הדלדול ביכולתם של תאי המארח לphagocytose ג neoformans במבחנה. הליך זה עושה שימוש בתרבית תאי techniques על מקרופאג הונצח כמו שורת תאים (J774A.1) כמודל לזיהום. כולסטרול דלדול הושג על ידי חשיפה לMβCD, שבו יש ליבה הידרופובי ספציפית לגודל של סטרולים והוא מסוגל לפעול ככיור לכולסטרול לצייר מתוך הקרום 19. כולסטרול דלדול נמדד כמותית באמצעות ערכה זמינה מסחרי ואיכותי באמצעות שאיבת שומנים בליי-דייר שונה ואחריו כרומטוגרפיה שכבה דקה (TLC) 20. . Phagocytosis נמדד על ידי הדבקה של תא הקו עם תרבות של שמרי opsonized מעורבבים עם קוקטייל של אינטרפרון-γ וlipopolysaccharide להפעלת מקרופאגים קריפטוקוקוס היה opsonized באמצעות נוגדן glucuronoxylomannan (GXM) 21 - 23. מכתים וניסויים במיקרוסקופ אפשרו להדמיה של התאים וחישוב מדד phagocytic להעריך את מידת הרס עצמי. יחדיו, ד פרוטוקול זהescribes שיטה בסיסית, המשלבת את שינוי הרכב שומנים בדם עם תהליך פיסיולוגי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. כולסטרול דלדול של תאי J774A.1 עם MβCD
2. תצפית של כולסטרול תוכן על ידי כרומטוגרפיה בשכבה דקה (TLC)
3. זיהום של המקרופאגים עם ג neoformans (H99)
4. Trypan הכחול Assay
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כולסטרול דלדול
ניתוח של supernatant שמורות בשלב 1.3 של הפרוטוקול על ידי ביצוע הוראות היצרן בערכת הכולסטרול Assay Amplex האדומה מניב ריכוז גבוה של כולסטרול במדגם MβCD טופל בהשוואה לשליטת 1x PBS. בהתאם לסוג תא ודלדול כולסטרול ריכוז MβCD משמש עשוי להשתנות. לJ774 טופל עם 10 מ"מ MβCD, דלדול של כ 50% נצפה. דלדול יכול להיות מחושב באמצעות ערכים המתקבלים מlysate supernatant והתא שנאסף בשלב 1.4 (איור 1)....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעבודה עם פרוטוקול זה חשוב להשיג ספירת תאים מדויקת כאשר ציפוי תאי יונקים וopsonizing ג תאי neoformans. זה ממזער וריאציה בין ניסויים ומבטיח 1 מדויק: יעד 1 יחס מפעיל לאורך כל תקופת המחקר. זה גם קריטי כדי לתאם את התזמון של דלדול הכולסטרול וזיהום כדי למנוע את תאי שמרי opsonized או תאים שטופלו מקרופאג מנח בRT בין הנהלים. תקופות ההמתנה ארוכות יכולות להוביל לאובדן של opsonization נוגדן או replenishing של כולסטרול מתרוקן לפני זיהום יכול להתחיל. אם ניסויים נעשים עם דיוק נ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענקי NIH AI56168, AI71142, AI87541 וAI100631 לMDP. מאוריציו Del Poeta הוא בורוז Wellcome חוקר במחלות זיהומיות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ארון בטיחות ביולוגית מסוג A2 Class II | Labconco | 3460009 | |
| J774A.1 קו תאים | ATCC | TIB-67 | מגיע קפוא. ראה הוראות ATCC לתרבות. |
| דולבקו s Modified Eagle Medium | Gibco | 11995-065 | חנות ב -4 מעלות; C ולחמם ל -37 מעלות; C לפני השימוש |
| HI Fetal Bovine Serum Performance Plus | Gibco | 10082-147 | יש לשמור קפוא בטמפרטורה של -20 מעלות; C והפשרה לפני הוספה ל-DMEM |
| פניצילין-סטרפטומיצין (10,000 U/ml) | Gibco | 15140-122 | משמש לתמיכה |
| בחממת תרבית תאים DMEM Isotemp | פישר מודל מדעי | # 3530 | |
| צלחת תרבית 96-באר | Corning Inc. Costar | 3595 | |
| 10x פוספט חוצץ | מלח פישר ביו-ריאגנטים מדעיים | BP3994 | יש לדלל ל-1x ולסנן או לבצע חיטוי לפני השימוש. |
| מתיל-ובטא;-ציקלודקסטרין | סיגמא מדעי החיים | C4555-10G | מתמוסס ב-1x PBS ליצירת תמיסות בריכוזים של 10 מ"מ ו-30 מ"מ |
| שייקר אורביטלי | Labline | ||
| Amplex ערכת בדיקת כולסטרול אדום Life | Technologies בדיקות מולקולריות | A12216 | כל הריאגנטים לבדיקת כולסטרול כלולים בערכה. עקוב אחר הוראות היצרן. |
| 96-Well שחור צלחת | בדיקה קורנינג בע"מ Costar | 3603 | |
| FilterMax קורא מיקרופלייט | מולקולריים | דגם F5 | |
| תא TLC | סיגמא-אולדריץ' | Z126195-1EA | |
| כלורופורם | סיגמא-אולדריץ' | 650498-4L | |
| מתנול | סיגמא-אולדריץ' | 34860-2L-R | |
| TLC נייר | Whatman | 3030917 | צמצם לגודל הדרוש למכסה |
| כל מכסה אדים העומד בתקני AIHA / ANSI | |||
| צלחת 6 בארות | קורנינג בע"מ Costar | 3506 | |
| Trypsin-EDTA | Gibco | 25300-054 | |
| מגרד תאים | קורנינג בע"מ קוסטאר | 3010 | |
| המוציטומטר | האוסר סיינטיפיק | 1490 | |
| צנטריפוגה | בקמן קולטר | דגם אלגרה x-30R | |
| מיקסר Votex | פישר סיינטיפיק | 12-812 | |
| איזון | מטלר טולדו | דגם # MS104S מורס עד 0.1 מ"ג | |
| זכוכית פסטר | פיפטה פישרברנד | 13-678-20A | |
| כולסטרול | אוונטי שומנים קוטביים | 700000 | |
| רכז SpeedVac | תרמו סיינטיפיק | מודל # SPD2010 | |
| אתר נפט | פישר סיינטיפיק | E139-1 | |
| אתר דיאתיל | סיגמא-אולדריץ' | 309966 | |
| חומצה אצטית | סיגמא-אולדריץ' | 320099 | |
| TLC סיליקה ג'ל 60 עם אזור ריכוז | כרומטוגרהי אנליטי Millipore | 1.11845.0001 | |
| שבבי יוד | סיגמא-אולדריץ' | 376558-50G | |
| חומצה גופרתית | סיגמא-אולדריץ' | 320501 | |
| מנגן כלוריד | סיגמא-אולדריץ' | 244589 | |
| UVP EC3 מערכת הדמיה | מוצרי אולטרה סגול בע"מ | השתמש בתוכנת Vision Works LS לניתוח צפיפות | |
| צלחת קונפוקלית תחתית זכוכית | MatTek | P35G-1.5-10C | www.glassbottomdishes.com |
| Cryptococcus neoformans (H99) | מתקבל מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת דיוק | ||
| YNB | BD | 239210 | ראה יצרן להוראות הכנה. יש להשתמש בריכוז גלוקוז של 20 גרם/ליטר. |
| ליפופוליסכריד | Sigma | L4391-1MG | יש להמיס ב-1x PBS כדי ליצור ציר של 1 מ"ג/מ"ל. יש לאחסן בטמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס. |
| אינטרפרון גמא | סיגמא | I4777 | מתמוסס ב-1x PBS ליצירת תמיסת מלאי של 0.1 מ"ג/מ"ל |
| נוגדן גלוקורונוקסילומנן (אנטי-GXM) | מתנה מהמעבדה של ארטורו קסדוואל ריכוז הוא 1.98 מ"ג/מ"ל | ||
| Giemsa | MP Biomedicals | 194591 | ממיסים 0.8 גרם של Giemsa ב-25 מ"ל גליצרול ומחממים ל-60 מעלות; C למשך שעה. מוסיפים לתמיסה 25 מ"ל מתנול ומניחים להתיישן בטמפרטורת החדר למשך חודש לפחות. |
| מיקרוסקופ | Zeiss | Observer.D1 מיקרוסקופ עם AxioCam MRm לצילום תמונות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.