פרוטוקול זה מאפשר חוקר לבודד ולאפיין רקמות תושב מקרופאגים שונות הולמרק רקמות מודלק שחולצו מן הדיאטה-induced מודלים של הפרעות מטבוליות.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מאפשר חוקר לבודד ולאפיין רקמות תושב מקרופאגים שונות הולמרק רקמות מודלק שחולצו מן הדיאטה-induced מודלים של הפרעות מטבוליות.
השמנת יתר מקדמת מדינה דלקתית כרונית בעיקר מתווך על ידי רקמת תושב מקרופאגים, כמו גם נגזר מונוציט מקרופאגים. דיאטה-induced השמנת יתר (דיו) הוא מודל ערך לומד את התפקיד של הטרוגניות מקרופאג; עם זאת, ומשום מקרופאג נאותה קשים לרכוש רקמות מודלק. ב פרוטוקול זה, אנו מכינים את הצעדים בידוד ואת ההנחיות הדרושות לפתרון בעיות נגזר מן המחקרים שלנו להשגת אוכלוסייה מתאימים של מקרופאגים רקמות תושב של עכברים לאחר 18 שבועות עתירת שומן (HFD) או שומן/תיכון-כולסטרול ( התערבות תזונה HFHCD). פרוטוקול זה מתמקד שלוש רקמות הולמרק למד ב השמנת יתר, טרשת עורקים, כולל הכבד, רקמות adipose לבן (וואט) של העורקים. אנחנו להדגיש השימוש איך דואלית של זרימה cytometry ניתן להשיג מימד חדש של בידוד ואפיון של רקמות תושב מקרופאגים. מקטע יסוד של פרוטוקול זה מטפל המורכבות הבסיסית digestions אנזימטי רקמות ספציפיות מקרופאג בידוד, ואת הבאים נוגדן תא-פני מכתים לניתוח cytometric זרימה. פרוטוקול זה מטפל המורכבות הקיימת בבסיס תא לפעיל על-פלורסנט מיון (FACS) ומציגה הבהרות על המורכבות כדי להשיג אפיון במגוון רחב של אוכלוסיות תאים ממוינים כראוי. שיטות חלופיות העשרה הינם כלולים למיון תאים, כגון הכבד צפופה, ומאפשר גמישות וניהול זמן בעת עבודה עם FACS. בקצרה, פרוטוקול זה מסייע החוקר להעריך מקרופאג הטרוגניות של שפע של רקמות מודלק במחקר נתון, ומספק עצות לפתרון בעיות תובנה כי כבר מוצלח עבור בידוד תאית חיובית ואפיון של תאים חיסוניים בדלקת בתיווך דיו.
העכבר מודלים היו בשימוש נרחב ללמוד את הדינמיקה של מחלות אנושיות. בידוד תקין של רקמות תאים תושב עכברים בתוך מדינה חולה יכול לספק פלטפורמה להבנת מולקולרית, תאית התרומות בפתוגנזה של המחלה1. הפרעה אחת זה חשיבות קריטית היא השמנת יתר. שכיחות ההשמנה ממשיכה לעלות בכל העולם במקביל לאינסולין סוג 2 סוכרת מחלות לב וכלי דם, מחלת כבד שומני2,3. צריכת מזון נוסף מוטה על ידי ירידה פעילות גופנית מפעילה שינו אותות שמקורם רקמת שומן, אשר יכול לשנות את חצרו הסלולר של רקמות היקפיים אחרים כגון אב העורקים ואת הכבד4. כזה שיבוש הומאוסטזיס המטבולית גורמת לדלקת מערכתית כרונית נמוך בכיתה5.
הפעלה קלאסית של מקרופאגים תושב העורקים ואת הכבד, כמו גם את הגיוס שומן לבן (וואט) הוכח ליזום dysregulation של אותות מטבולי אלא גם לקיים דלקת6,7. הטרוגניות פנוטיפי ופונקציונליים של מקרופאגים קשורה חזק בפתוגנזה של השמנת יתר הקשורים לעבודה morbidities7. הפלסטיות דינמי ב מקרופאג קיטוב מאפשר תאים אלה שהפגינו מגוון פנוטיפים מופעל זה לתאם את התקדמות והרזולוציה של דלקת8. בעוד בסגנון קלאסי מופעל מקרופאגים (M1) הם מעורבים על התפשטות של דלקת, לחלופין מופעל מקרופאגים (M2) קושרו עם רזולוציה ורקמות תיקון9,10.
כפי הגוף עובר מתח מטבולית, שומן לבן מצטבר באופן חריג. רקמת שומן המורחב מושך, שומר על תאים דלקתיים שמשנות עמוקות adipocyte רגילה פונקציה כדי לקדם את תנגודת לאינסולין, היפרגליקמיה, בסופו של דבר סוכרת סוג 2, תנגודת לאינסולין או היפרגליקמיה11, 12. במקביל, remodels שומן לבן בתגובה אותות דלקתיים שפורסמו על ידי הסתננו מופעל באופן קלאסי (M1) רקמת שומן מקרופאגים (כספומטים)13,14. איבר זה רב תאית מפעילה מפל של אותות זה תוקע את התיפקוד הרגיל של איברים אחרים בגוף כגון אבי העורקים, כבד4.
הכבד הוא עוצמתי מטבולית המסתגל בתגובה לגירויים שמקורם dysregulated הסמוך וואט15. מקרופאגים כבדית או תאים Kupffer, כתגובה לשינויים מטבוליים, מפרישים ציטוקינים דלקתיים שהופכים שניהם parenchymal ו תא הלא-parenchymal פנוטיפ ולקדם רקמות. הצטברות שומנים בדם הכבד, דלקת, פיקדונות מופרז מטריצה חוץ-תאית, נמק, הפונקציה בסופו של דבר אובדן כדלקמן העלבונות דלקתיות לתרום ספקטרום רחב של פגיעה בכבד הקשורים אלכוהוליים מחלת כבד שומני 1617,,18.
במקביל וואט פרוץ, תפקודי כבד, עורקים גדולים לצבור שומנים בתוך קיר עורקים כפי הגוף עובר מתח מטבולית כרונית19. הצטברות שומנים בדם עורקי מפעיל את הפרשת נוגדנים על ידי תאי אנדותל מופעל והגיוס עוקבות של monocytes20. ברגע גייס, ומונוציטים להתרבות, להבדיל, להבלע lipoproteins, להפוך לתאי קצף. Atherogenesis יזם, נגרם על ידי פעילות הפרו דלקתיים גייס ו רקמות לאדן השומנים תושב מקרופאגים. להיכנע האותות חוץ-תאית, תאיים סטרס נמסר ב- microenvironment atherogenic הזה, מקרופאגים האלה ואז לעסוק מוות איתות בהתאם להיררכית הקשרים. כאשר תאים אלה קצף מתים, הם תורמים את תוכנם השומנים מלא אל ליבה נמק של הנגע, מה שמוביל ואז קרע פלאק, אוטם שריר הלב ושבץ.
באופן קולקטיבי, הטרוגניות של פנוטיפים מקרופאג האחראית בחלקו השמנת יתר הנגרמת על ידי שינויים דלקתיים שנצפתה dysregulated רקמות כגון וואט, הכבד, אבי העורקים8,21. אפיון גייס, מקרופאגים תושב רקמות יכול לספק תובנות פוטנציאליים מטרות מולקולריות שמטפלות מקרופאג פנוטיפ1. לאפיין ביעילות מקרופאגים רקמות מודלק השמנת יתר-induced, ניתן לקבל השעיה תא בודד באמצעות עיכול אנזימטי. פרוטוקולים דיסוציאציה כזה חייב להיות יעיל דיו משפילים רקמת חיבור תוך מזעור מוות של תאים חיסוניים, מתן תשואה אופטימלית בתא. התערובת אנזים הוא תלוי בסוג הרקמה איפור המבני שלה. רקמות גמיש כמו אבי העורקים דורש פעילות אנזימטי חזק יותר, לעומת הכבד ו וואט, כדי להשיג רקמה דיסוציאציה. מן התליה תא בודד, מקרופאגים תושב רקמות ניתן חד משמעית מאופיין או מבודדים עבור נוסף במורד הזרם ניתוחים כגון יצירת פרופיל תעתיק.
כאן פרוטוקול רקמות ספציפיות מתואר המשתמשת תלויי-collagenase רקמות לעיכול, cytometry זרימה צבעוני לבודד ביעילות לאפיין את רקמת תושב מקרופאגים המתקבל השמנה דיאטה מסורתי המושרה, טרשת עורקים, פשוט steatosis ומודלים steatohepatitis העכבר. סימולטני מכתים של סמני פני שטח התא עם נוגדנים נגד ליקוציט-(CD45 או CD11b) וגם מקרופאג - אנטיגנים ספציפיים (F4/80) משמשת לעתים קרובות כדי לזהות אוכלוסיות מקרופאג22. תא לפעיל על-ידי קרינה פלואורסצנטית מיון (FACS) היא אסטרטגיה רב עוצמה המשמש למיון אוכלוסיות אלה שזוהו על טוהר גבוהה. אז ניתן להעריך האוכלוסייה ממוינים לפרופילי גנים ספציפיים פנוטיפ באמצעות אנליזה מולקולרית במורד הזרם (כגון תגובת שרשרת של פולימראז בזמן אמת כמותית)23. למרות cytometry זרימה רגילה ומיון תא מבוססי cytometry זרימה כלים רבי-עוצמה בהבחנה מקרופאגים בתוך השעיה תא הטרוגנית מאוד, הפרוטוקולים לשעבר חייב להיות מוטבת כדי להבטיח פלט מוצלחת. במחקר זה, פרוטוקולים של ביעילות לבודד, לאפיין את רקמת קיימא מקרופאגים ספציפיים מתוארים; חשוב יותר, מחקר זה מספק תובנה מכריע בנושאים טכניים הנובעים לעתים קרובות, כמו גם אסטרטגיות פרואקטיבית וגישה לפתרון בעיות כדי למנוע ו/או לפתור אותן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הפרוטוקולים ניסיוני (סעיפים 1, 1.2, 1.3) אושרו על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) באוניברסיטת פנסילבניה.
| רקמה | דיסוציאציה מאגרי הכנה | נפח סופי | אחסון |
| שומן לבן (וואט) | מאגר דיסוציאציה: 2.5% HEPES, 10 מ"ג/מ"ל אלבומין שור (BSA), 3 מ"ג/מ"ל (0.3%) Collagenase מסוג II של Dulbecco ששינה נשר בינוני (DMEM) עם 4.5 g/L גלוקוז ללא פירובט-גלוטמין ו נתרן | 500 מ | מינוס 80° C (10 מ ל aliquots) |
| הכבד | 25 x זלוף מאגר להתרכז (ות ת): 3.55 M NaCl, 168 מ"מ אשלגן כלורי, 240 מ"מ HEPES, 150 מ"מ NaOH באופן מזוקק יונים H2O | 500 מ | מינוס 20° C (40 מ ל aliquots) |
| שימור מאגר (PRB): BSA 1% 1 x מאגר זלוף | 1 ליטר | 4 ° C | |
| מאגר דיסוציאציה: 1 x זלוף מאגר בתוספת מ מ 4.76 CaCl2 ו- 72 IV סוג Collagenase U/mL | 50 מ ל (לכל עכבר) | להכין מיד לפני השימוש | |
| אבי העורקים | מאגר דיסוציאציה: 125 U/mL Collagenase סוג XI, Hyaluronidase U/mL 60 סוג אני, 60 DNase U/mL, 450 U/mL Collagenase מסוג I, 20 מ מ HEPES 1 x פוספט תמיסת מלח Buffered (PBS) | 500 מ | מינוס 80° C (10 מ ל aliquots) |
טבלה 1: רקמות ספציפיות זלוף מאגר מתכונים.
1. רקמות בידוד, דיסוציאציה
2. flow Cytometry, FACS מכתים
| Fluorophore | R-Phycoerythrin (PE) | PE/Cyanine (Cy) 7 | PE/Cyanine (Cy) 5 | פסיפיק בלו (PB) |
| לייזר (אן אם) | כחול (488 ננומטר) / צהוב (561-570 ננומטר) - ירוק (532 ננומטר) | כחול (488 ננומטר) / צהוב (561-570 ננומטר) - ירוק (532 ננומטר) | כחול (488 ננומטר) / צהוב (561-570 ננומטר) - ירוק (532 ננומטר) | ויולט (405 ננומטר) |
| עירורמקס (אן אם) | 496 | 496 | 496 | 401 |
| פליטהמקס (אן אם) | 578 | 785 | 667 | 455 |
| סמן פנוטיפי | F4/80 | CD11c | CD11b | CD45 |
| EMR1, Ly71 | אינטגרין αX, אינטגרין p150 שרשרת, CR4, αX, ITGAX | ΑM אינטגרין, Mac-1, Mo1, CR3, Ly-40, C3biR, ITGAM | T200, Ly-5, LCA | |
| סוג יישוב התא | מקרופאגים תושב רקמות | מקרופאגים מופעל באופן קלאסי (M1) | ומונוציטים / מקרופאגים | לויקוציטים (מקרופאגים / ומונוציטים לימפוציטים, גרנולוציטים) |
| ערכה של תאים דנדריטים | תאים דנדריטים, תאי NK, תאי T מופעל, תת-קבוצה של לימפוציטים intraepithelial הנרתיק מעיים (אישור IEL) | גרנולוציטים, תאים דנדריטים, תאי NK, קבוצות משנה של תאי T ו- B | ||
| גורם לדילול | 1:50 | בטחונות | בטחונות | בטחונות |
| Isotype שולט | PE חולדה IgG2a | אוגר ארמני PE/Cy7 אג | PE/Cy5 חולדה IgG2b | עכבר כחול פסיפיק IgG2c |
טבלה 2: רשימת fluorophore מתויג נוגדנים ספציפיים עבור מקרופאגים תושב מפלה של רקמות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בעת שימוש לקוי אפוליפופרוטאין E עכברים (ספקיות KO) C57BL/6 (BL6) שמרו על דיאטה גבוה כולסטרול גבוה שמן (HCHFD או HCD) 18 שבועות, עונה 1 פרק 10-4 - 2 x 104 CD45+F4/80+ מקרופאגים אבי העורקים ניתן לבודד בעת ששתי הדגימות במאגר. כבדי גזור מן HFHCD-fed ספקיות KO עכברים, הפיק גדול מ- 5 x 105 ממוין Kupffer תאים (אשר תלוי זמן פנוי המיון). בעת שימוש בשומן (HFD) ניזון פראי סוג (WT) עכברים C57BL/6, 5 x 105 ל 1 x 106 תושב רקמת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיאטה-induced הפרעות מטבוליות בדגמי לחקות morbidities שיתוף כגון טרשת עורקים, steatosis פשוטה, steatohepatitis ואף סוכרת מסוג 2 נמצאים בשימוש נרחב כדי להבין טוב יותר את המנגנונים המולקולריים שבבסיס של התקדמות המחלה. עיכול תלויים collagenase משמש לעתים קרובות מביצועם רקמות לשחרר תאים16,מטריצה חוץ-תאית (ECM)27. אנזימים כמו collagenase לשבש קולגן אשר מספק תמיכה מבנית השכנה תאים. הקומפוזיציה של הרקמות מבנית מכתיבה את הקשיחות מטריקס רקמות (התנגדות דפורמציה), איזה מוצר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לעורכים יש אינטרסים לא לחשוף.
ברצוננו להודות על המתקן הליבה Cytometry זרימה ב- פנסילבניה המדינה אוניברסיטת המילניום מדע מורכבים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 26 גרם x 5/8 במחטים | BD | 305115 | |
| 23 גרם x 0.75 במחט x 12 אינץ' סט איסוף דם | BD | 367297 | משמש לקנולציה של IVC תת-כבדי במהלך זלוף כבד |
| 21 גרם 1 1/2 אינץ'. מחטים | BD | 305156 | |
| מזרק 1 מ"ל עם עצירות גומי | BD | 309659 | |
| 10 מ"ל | BD | 309604 | |
| 1 מ"ל BD | 309659 | ||
| F4/80 PE | Biolegend | 123110 | |
| CD11c PE/Cy7 | Biolegend | 117318 | |
| CD11b PE/Cy5 | eBioscience | 15-0112-81 | |
| נגד עכבר CD16/32 FC בלוק | Biolegend | 101320 | |
| CD45 פסיפיק כחול | Biolegend | 103126 | |
| PE חולדה IgG2a | Biolegend | 400508 | |
| PE/Cy7 אוגר ארמני IgG | Biolegend | 400922 | |
| PE/Cy5 חולדה IgG2b | Biolegend | 400610 | |
| חולדה כחולה פסיפית IgG2c | Biolegend | 400717 | |
| דולבקו s מדיום נשר שונה (DMEM) | Cellgro | 15-017-CV | |
| 1x מי מלח פוספט חוצץ (PBS) | Cellgro | 21-031-CV | |
| 70 μ מסנני תאים m | קורנינג, בע" | 352350 | |
| צינור מיקרוצנטריפוגה 1.7 מ"ל | Denville | C2170 | |
| תמיסה מימית פרפורמלדהיד -16x | מדעי מיקרוסקופיה אלקטרונית | CAS #30525-89-4 | |
| מספריים מיקרו חיתוך, 3.5 אינץ ', ישר, 23 מ"מ, חד | Stoelting | 52132-10P | משמש למטרות ניתוח כלליות |
| מיקרו מלקחיים, 4 אינץ', עקומה מלאה, 0.8 מ"מ | Stoelting | 52102-37P | משמש למטרות ניתוח כלליות |
| מספריים לחיתוך קפיץ – 3 מ"מ קצה חיתוך | כלי מדע עדין | 15000-10 | משמש לדיסקציה של אבי העורקים שלבים 1.3.3.17 עד 1.3.3.28 |
| מעוקל 0.07 מ"מ x 0.04 מלקחיים עם קצה מ"מ | כלי מדע עדין | 11297-10 | משמש לדיסקציה של אבי העורקים שלבים 1.3.3.17 עד 1.3.3.28 |
| מלקחיים המוסטטיים (מעוקלים) | כלי מדע עדין | 13021-12 | |
| מלח נתרן הפרין | פישר סיינטיפיק | 9041-08-1 | |
| 35 מ"מ תרבית תאים/צלחות פטרי | פישר סיינטיפיק | 12-565-90 | |
| כלי פטרי פוליסטירן (10 ס"מ) עם מכסה | פישר סיינטיפיק | 08-757-100D | |
| 15 מ"ל צינורות צנטריפוגה חרוטיים (פוליפרופילן) | פישר סיינטיפיק | 14-959-53A | |
| 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה חרוטיים ( פוליפרופילן) | פישר סיינטיפיק | 14-432-22 | |
| 5 מ"ל צינורות פוליסטירן תחתונים עגולים | Fischer Scientific | 14-959-5 | |
| סרום בקר עוברי | Gemini Bio-Products | 100-106 | |
| אתנול (מלאי אתיל אלכוהול מפוגל, Anyhydrous) | Millipore | EX0285-1 | |
| סרום בקר אלבומין | רוקלנד | BSA-50 | |
| HEPES | סיגמא-אולדריץ' | H3375 | |
| קולגנאז סוג II | סיגמא-אולדריץ' | C6885 | |
| קולגנס סוג XI | סיגמא-אולדריץ' | C7657 | |
| היאלורונידאז סוג I | סיגמא-אולדריץ' | H3506 | |
| DNAse | סיגמא-אולדריץ' | DN25 | |
| קולגנאז סוג I | סיגמא-אולדריץ' | C0130 | |
| NaOH | סיגמא אולדריץ' | 1310-73-2 | |
| CaCl2 | Sigma Aldrich | 449709-10G | |
| 500 מ"ל | סיגמא אולדריץ' | 02-540M | |
| 4 ס"מ מהדק המוסטטי | סטולטינג | 52120-40 | |
| מלקחיים עם שיניים | 52104-33P | ||
| 50 μ m מסננים חד פעמיים | Systemex | 04-0042-2317 | |
| קולגנאז סוג IV | ThermoFischer Scientific | 17104019 | |
| אמוניום כלוריד אשלגן (ACK) | ThermoFischer Scientific | ||
| סכיני גילוח (0.22 מ"מ (0.009 אינץ'))) | VWR International | 55411-050 | |
| Texas Red Live/Dead Stain | Red כתם כדאיות אדום (ב<חזק>איור 1A) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה