אנו מתארים שיטה לייצור פרוסות ריאה-לחתוך Precision (PCLS) ו immunostaining להם לדמיין את הלוקליזציה של סוגי תאים שונים חיסוניים הבריא. פרוטוקול שלנו ניתן להאריך לדמיין את המיקום והתפקוד של סוגי תאים שונים תחת מגוון של תנאים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מתארים שיטה לייצור פרוסות ריאה-לחתוך Precision (PCLS) ו immunostaining להם לדמיין את הלוקליזציה של סוגי תאים שונים חיסוניים הבריא. פרוטוקול שלנו ניתן להאריך לדמיין את המיקום והתפקוד של סוגי תאים שונים תחת מגוון של תנאים.
שאיפת אלרגנים ופתוגנים מעוררת שינויים מרובים במגוון סוגי תאים חיסוניים הריאה. Cytometry זרימה היא טכניקה רבת עוצמה לניתוח כמותי של חלבונים בתא השטח על תאי מערכת החיסון, אבל זה לא מספק מידע על דפוסי לוקליזציה והגירה של תאים אלה בתוך הריאה. בדומה לכך, מבחני chemotaxis ניתן לבצע כדי לחקור את הפוטנציאל של תאים להגיב גורמי chemotactic במבחנה, אך אלה מבחנים אינם מתרבים בסביבה המורכבת של הריאה השלמה. בניגוד לטכניקות הנ"ל, המיקום של סוגי תאים בודדים בתוך הריאה ניתן מדמיין בקלות על ידי יצירת פרוסות ריאה-לחתוך Precision (PCLS), השאיר זמין מסחרי, נוגדנים מתויגים פלורסנטי, באופן חזותי את הסעיפים על ידי מיקרוסקופ confocal. PCLS יכול לשמש הוא לחיות קבועות רקמת ריאה, ואת הפרוסות יכולות להקיף תחומים גדולים כמו חתך של אונה כולו. השתמשנו בפרוטוקול זה כדי להמחיש את המיקום בהצלחה במגוון רחב של סוגי תאים בתוך הריאה, כולל סוגים שונים של תאים דנדריטים, מקרופאגים, נויטרופילים, תאי T ותאי B, כמו גם תאים מבניים כגון הלימפה, אנדותל, וכן תאי האפיתל. היכולת לחזות אינטראקציות הסלולר, כגון אלו בין תאים דנדריטים ותאי T, ב live, רקמת הריאה תלת ממדי, יכול לחשוף כיצד תאים לנוע בתוך הריאה ולתקשר אחד עם השני על מצב יציב ובמהלך דלקת. לפיכך, כאשר נעשה שימוש בשילוב עם טיפולים אחרים, כגון זרימת cytometry וכמותיים PCR, PCLS יכול לתרום להבנה מקיפה של האירועים הסלולר העומדים בבסיס מחלות אלרגיות ודלקתיות של הריאה.
בעקבות שאיפה של גירויים פרו-דלקתיים כגון lipopolysaccharide (LPS), ישנה תנועה מתואמת של תאי מערכת החיסון לתוך, בתוך, ומן הריאות. לדוגמא, נויטרופילים מגויסים במהירות אל parenchyma הריאות בדרכי הנשימה. בנוסף, כמה תאי מציגי אנטיגן מקצועיים המכונים תאי דנדריטים קונבנציונליים (cDCs) עוברים דפוס הגירה מורכב יחסית 1, 2. ניתן לזהות cDCs באמצעות cytometry הזרימה, מבוססת בחלקה על התצוגה שלהם של הסמן משטח, CD11c. תת ברור של DCs ניתן להבחין על ידי ביטוי משטח הפרש של CD103 ו CD11b 3. לאחר רכישת אנטיגן בשאיפה, כמה cDCs לצאת ריאות ולהעביר דרך כלי הלימפה כדי לנקז-ריאה בלוטות לימפה (LNs) שבו הם מציגים פפטידים אנטיגן ספציפי בתאי T 4. זהו אירוע מוקדם קריטי בייזום של r אדפטיבית החיסוניתesponses. מסיבות שאינן ידועות, אולם, לא כל cDCs כי ירכשו אנטיגנים בשאיפה לעזוב את הריאות, ורבי תאים אלה נשארים כי איבר במשך כמה חודשים 5, 6. תצפית זו יכולה להיות חלקית מוסברת על ידי שושלת התפתחותיות של תאים אלה משום CD11c נגזר מונוציטים + תאים שחסרו את הקולטן chemokine, CCR7, אינן מסוגלות להעביר LNs האזורית 7, 8. סביר להניח כי פוטנציאל ההגירה של cDCs נקבע גם, לפחות בחלקה, על ידי העמדה האנטומי שלהן בתוך הריאה. עם זאת, הלוקליזציה המדויקת של אוכלוסיות שונות אלה של cDCs הבריאה לא מאופיינת במלואו. ידע משופר של לוקליזציה תא חיסון בתוך הריאות, ושל המולקולות לכוון אותו, נדרש הבנה טובה יותר של איך המערכת החיסונית של הריאות הופכת מופעלת.
PCLS שמתבצע הגדלהly בשימוש כגישה לשעבר vivo לדמיין אינטראקציות מיצוב תא-תא הסלולר, תוך שמירה על שלמות מבנית של אדריכלות ריאות 9, 10. PCLS שמש ללמוד ריאות של מינים רבים, כוללים עכברים, בקר, קופים, כבשים, סוסים, ובני אדם 11. יתרון עיקרי של שיטה זו הוא כי כ 20 פרוסות ניתן להכין מן אונה יחידה של ריאות עכבר, ובכך להפחית את מספר בעלי החיים הנדרשים ניסויים בודדים. כמעט כל סוגי תאים חיסוניים, כולל DCS, מקרופאגים, נויטרופילים, ותאי T, נמצאים PCLS ולתחזק מבנים הרגיל שלהם.
PCLS יכול לשמש גם כדי ללמוד סידן איתות התכווצות של תאי דרכי הנשימה ואת שריר חלק לאחר הטיפול עם אצטילכולין 12 או methacholine 13. בגישה זו, רק חלק קטן של הריאות הואalyzed מיקרוסקופית, אבל מחקר אחד דיווח כי מדידות של כיווץ דרכי הנשימה PCLS להשתנות רק על 10% מן פרוסה לחתוך, ושונות זו דומה לזו לראות באמצעות בדיקת תפקודי ריאה בבעלי חיים שלמים 14. חוקרים אחרים השתמשו PCLS כגישה לשעבר vivo לחקר שינויי סמני משטח ביטוי ציטוקינים ותא לאחר דגירה עם LPS 15. PCLS גם שמש מודל vivo לשעבר של כיווץ כלי דם ריאתי היפוקסי בעורקי תוך acinar קטנים. כלים אלה נמצאים בחלק של הריאה כי לא ניתן להגיע באמצעות הליכים אחרים, כולל הקלטות מפלחים עורקי גזור או ניתוח של כלי subpleural 16. במעבדה שלנו השתמשה PCLS בעיקר לדמיין לוקליזציה תא החיסון ברקמת הריאה חי על מצב יציב ובעקבות גירוי דלקתי in vivo. הנהלים פתחנו לכך הם כדלקמן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נהלים Animal ניסיוני המתואר במאמר זה אושרו על ידי ועדת טיפול בבעלי חיים NIEHS ושימוש (IACUC).
1. הכנת ריאות
2. חיתוך ריאות
הערה: הפוך פרוסים באמצעות מבצעה אוטומטי, מתכת קירור בלוק, בוכנה במזרק מתכת, בהתאם להוראות היצרן.
4. הדמיה סטטי של PCLS
5. הדמיה של תא חי PCLS
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לזהות את המיקום של שני תת DC, cDCs היי CD11b ו CD103 + cDCs, PCLS C57BL / 6 עכברים נחתכו מוכתם נוגדנים חד שבטיים (מבז) הספציפיים CD11c, CD88, CD103, ו CD324 (E-cadherin). נוגדנים לתאי האפיתל בדרכי הנשימה כתם CD324, ו CD88 מוצג על מאקרופאגים נויטרופילים, אך לא cDCs 8. זה איפשר לנו להבחין cDCs מן CD11c + מקרופאגים, כדי לבחון את הקשר המרחבי של כל סוג תא אל דרכי הנשימה (איור 1).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר כאן פותח במקור כדי להמחיש את מיקומם של שתי תת של cDCs בתוך הריאה. עם זאת, פרוטוקול זה ניתן להתאים בקלות ללמוד סוגי תאים שונים, תוך שמירה על כדאיות התא ואת הארכיטקטורה תלת ממדי של הריאה. התכונה השנייה היא יתרון חשוב על פני מערכות תרבית תאים ומקל זיהוי של סוגי תאים נדירים. השיטה מסתמכת על הדור של PCLS מן הריאות, וכן שילוב מתאים של נוגדנים לזהות סוגי תאים ספציפיים תוך מזעור מכתים רקע. במידה רבה, זהו תרגיל אמפירי בגלל נוגדנים שפועלים היטב ביישומים אחרים, כולל זרימת cy...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אין מחברי ניגוד העניינים להכריז.
אנו מודים ג'ף טאקר, אריקה Scappini, ואגנס Janoshazi עזרתם עם מיקרוסקופיה, Ligon Perrow לניהול לה המושבה העכבר, ו- Jun חן ומיכאל סנדרסון לעזרה עם מבצעה רקמה, ומייקל Fessler ודרק קין על קריאה ביקורתית של את כתב היד. עבודה זו מומנה על ידי הסניף העירוני של NIEHS, NIH (זיא ES102025-09), אשר בתורו בחסות מח' בריאות ושירותי אנוש.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| עכברי מעבדת | ג'קסון | 000664 | |
| Prox1-Tdעגבניות עכברים טרנסגניים | מעבדת ג'קסון | 018128 | B6; 129S-Tg (Prox1-tdTomato)12Nrud/ |
| J OT-II עכברים טרנסגניים ספציפיים לביצית TCR x Nur77-GFP | מעבדת ג'קסון | 004194, 016617 | B6. Cg-Tg(TcraTcrb)425Cbn/J x C57BL/6-Tg(Nr4a1-EGFP/cre)820Khog/J |
| עכברי נוק-אאוט Rag1 | מעבדת ג'קסון | 002216 | B6.129S7-Rag1tm1Mom/J |
| Ovalbumin, Low Endo, | Purified Worthington Biochemical Corporation | LS003059 | |
| ליפופוליסכרידים מבית Escherichia coli | Sigma-Aldrich Co. | L2630-25MG | |
| (לא סטריליים) 100 רגל | BD מערכות אבחון | 427421 | קוטר פנימי 0.86 מ"מ, קוטר חיצוני 1.27 מ"מ |
| מסננת GeneMate GQA נמס נמוך Agarose | BioExpress | E-3112-125 | תמיסה 2% מומסת ב- PBS ב 70 מעלות; C והוחזק ב-40 מעלות צלזיוס. |
| Compresstome VF-300 | Precisionary Instruments, Inc. | VF-300 | |
| סכין גילוח אל חלד כפול קצה | מיקרוסקופיה מדעית | 72000 | חד פעמי; 250 / קופסה. יש להחליף להב לכל ריאה. |
| Krazy Glue ג'ל מיידי לכל מטרה | VWR | 500033-484 | זמין בדרך כלל עבור $3 לצינור בבתי מרקחת מקומיים |
| L-15 בינוני של לייבוביץ, ללא פנול אדום | ThermoFisher Scientific | 21083027 | |
| סרום חולדות רגיל (NRS) | Jackson ImmunoResearch Inc. | 012-000-120 | |
| סרום עכבר רגיל (NMS) | Jackson ImmunoResearch Inc. | 015-000-120 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | Hyclone | SH30071.03HI | |
| מאגר צביעה | תוצרת הבית | N/A | PBS עם 0.5% אלבומין סרום בקר, 0.1% NaN3, pH 7.4 |
| חוסם Fc (נוגדנים נגד CD16/32) | תוצרת הבית | N/A | Supernatant של קו תאי היברידומה מתורבת 2.4G2 |
| נגד עכבר CD11b eFluor 450 eBioscience | 48-0112-80 | נגד עכבר CD11b eFluor 450 (שיבוט: M1/70) | |
| נגד עכבר CD11c סגול מבריק 605 | BioLegend | 101237 | סגול מבריק 605 נגד עכבר CD11c (שיבוט: M1/70) |
| נגד עכבר CD11c Phycoerythrin | eBioscience | 12-0114-82 | PE מצומד נגד עכבר CD11c (שיבוט: N418) |
| נגד עכבר CD11c Allophycocyanin | BD Phamingen | 550261 | נגד עכבר CD11c 9clone: HL3) |
| נגד עכבר CD88 Phycoerythrin | BioLegend | 135806 | PE נגד עכבר CD88 (שיבוט: 20/70) |
| נגד עכבר CD103 Allophycocyanin | eBioscience | 17-1031-82 | Anti-mouse CD103 APC (שיבוט: 2E7) |
| נגד עכבר CD90.2/Thy1.2 eF450 | eBioscience | 48-0902-82 | נגד עכבר CD90.2 eFluor 450 (שיבוט: 53-2.1) |
| נגד עכבר CD172a/Sirp1a Allophycocyanin | eBioscience | 17-1721-82 | Anti-mouse CD172a APC (שיבוט: P84) |
| נגד עכבר CD324 סגול מבריק 421 | BD Horizon | 564188 | BV421 עכבר אנטי-E Cadherin (שיבוט: 5E8 הידוע גם בשם 5E8-G9-B4) |
| נגד עכבר CD324 Alexa Fluor 488 | eBioscience | 53-3249-82 | Anti-CD324 (E-Cadherin) קמח Alexa 488 (שיבוט: DECMA-1) |
| נגד עכבר CD324 Alexa Fluor 647 | eBioscience | 51-3249-82 | Anti-CD324 (E-Cadherin) Alexa Flour 647 (שיבוט: DECMA-1) |
| כלי Microwell תחתונים מזכוכית צלחת פטרי 35 מ"מ, 14 מ"מ Microwell, מס' 1.5 כיסוי | MatTek Corperation | P35G-1.5-14-C | |
| Nunc Lab-Tek Chambered Coverglass | ThermoFisher Scientific | 155411PK | חבילה של 16 |
| כיסוי 15 מ"מ, מס' 1.5 עובי זכוכית | MatTek Corperation | PCS-1.5-15 | |
| חוט פלטינה חשוף | World Precision Instruments | PTP201 | קוטר 0.020 אינץ' (0.5 מ"מ) חתוך לחתיכות באורך ~1 ס"מ ומכופף לצורת "L" |
| ProLong Gold Antifade Mountant | ThermoFisher Scientific | P36934 | שמור על 4 מעלות; C, יש לחמם לטמפרטורה בחדר לפני השימוש. |
| Matrigel Growth Factor Reduced (GFR) מטריצת ממברנה בסיסית, פנול ללא אדום, *ללא LDEV | קורנינג | 356231 | |
| Zeiss 880 מיקרוסקופ סריקת לייזר מרובה פוטונים | Carl Zeiss | Zen Black גרסה 8.1, 2012 (Zeiss) | |
| Plan-Apochromat 20X/0.8 M27 אובייקטיבי משאיל | קרל זייס | 420650-9901-000 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.