בעבודה זו, אנו מתארים פרוטוקולים לחקור את התפקיד של שלפוחית חוץ-תאית (EVs) שפורסמו על ידי הפלזמודיום falciparum זיהום אריתרוציטים. בפרט, אנו מתמקדים האינטראקציות של EVs עם תאי אנדותל.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
בעבודה זו, אנו מתארים פרוטוקולים לחקור את התפקיד של שלפוחית חוץ-תאית (EVs) שפורסמו על ידי הפלזמודיום falciparum זיהום אריתרוציטים. בפרט, אנו מתמקדים האינטראקציות של EVs עם תאי אנדותל.
מלריה היא מחלה מסכנת חיים הנגרמת על ידי טפילים הפלזמודיום , עם falciparum פ להיות הכי נפוצים ביבשת אפריקה, רוב מקרי מוות הקשורים מלריה ברחבי העולם. מספר גורמים, לרבות טפיל פחמיות רקמות בתפקוד כלי הדם, תגובות דלקתיות להשפיע על התפתחות המחלה אצל אנשים נגועים במלריה. פ falciparum-תאי דם אדומים (iRBCs) נגוע לשחרר שלפוחית קטנה חוץ-תאית (EVs) המכילים סוגים שונים של מולקולות מטען המתווכות פתוגנזה ו סלולר תקשורת בין טפילים של המארח. EVs ביעילות שנלקחה על ידי תאים שבהם הם לווסת את תפקידם. כאן נדון אסטרטגיות כדי לטפל את התפקיד של EVs באינטראקציות טפיל-פונדקאי. ראשית, אנו מתארים שיטה פשוטה עבור תיוג ומעקב EV הפנמה על-ידי תאי אנדותל, באמצעות צבע מקשר תא ירוק. שנית, מדווחים דרך פשוטה כדי למדוד את חדירות מעבר חד שכבתי תאי אנדותל באמצעות לתוספי שכותרתו fluorescently. לבסוף, אנו מראים כיצד לחקור את התפקיד של לא קידוד RNA מולקולות קטנות בתפקוד תאי אנדותל.
על פי ארגון הבריאות העולמי, היו 212 מיליון מקרים חדשים של מלריה ברחבי העולם בשנת 2015, כ 429,000 אנשים מתו, בעיקר ילדים מתחת לגיל חמש שנים של גיל1. המנגנונים למחלות חמורות, אשר מזוהה לעתים קרובות עם חוסר תפקוד כלי הדם, נותר מעורפל2. הפלזמודיום- iRBCs מפרישים כדורים קטנים bi-השומנים קרום המכונה שלפוחית חוץ-תאית (EVs). זה ידוע כי אלה EVs שעשוי להיות רלוונטי לתהליך זיהום וכדי התגובה החיסונית מארח לזיהום; עם זאת, מעט מאוד ידוע על הפונקציה המדויק של אלה שלפוחית קטנה במהלך מלריה זיהום3. זה אפשרי כי הם משחקים שני תפקידים חשובים: מצד אחד, הם עשויים לתרום בפתוגנזה על ידי הפעלת מקרופאגים4,5; מצד שני, הם עשויים לתווך תקשורת סלולרית בין טפילים ובין טפילים מארח6,7. למעשה, טפילים יכולים להעביר חלבונים או חומצות גרעין בין אחד לשני דרך EVs. לדוגמה, Trypanosoma brucei rhodesiense EVs יכול להעביר התקפה אלימה פקטור Serum Resistance-Associated (ההזמנות) ולאחר ניתן לייעד אריתרוציטים גם אחרים brucei טי וגם מארח8. יתר על כן, falciparum פ- iRBCs תקשורת בין אחד לשני על ידי העברת חומצות גרעין בתוך EVs. דבר זה מאפשר הטפילים למטב ולסנכרן את הצמיחה שלה. למעשה, EVs עשוי להיות הרגולטורים העיקריים של המרה gametocyte, לכן לתרום ברגולציה של שידור שלב7.
לא רק לעשות EVs לווסת הטפילים, הם גם לתווך טפיל-פונדקאי אינטראקציות. לאחרונה גילינו כי EVs מ iRBCs מכילים מארח-derived מיקרו Rna (miRNAs; מינים RNA קטנים בטווח של 21-25 נוקלאוטידים9) שנלקחו על ידי תאי אנדותל אדם. MiRNAs ב- EVs טופס אורווה מורכבים עם Ago2 (חבר של RNA-induced שתיקת מורכבים), אשר ברגע מועברת לתאי הנמען, הוא מסוגל במיוחד ביטוי גנים ואף להשפיע על מכשול מאפייני תאים10. פרוטוקולים סטנדרטיים פותחו כדי לחקור את הפונקציה של EVs. כאן, נתאר תחילה פרוטוקול המאפשר תיוג פלורסנט של EVs לחקור ספיגת שלהם על ידי תאים הנמען. בנוסף, באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי, אפשרי לעקוב אחר גורלם של EV בתוך התא. מספר צבעי פלורסנט יכול לשמש כדי לעקוב אחר EVs. לצבוע אמין-ריאקטיבי, 5-(and-6)-Carboxyfluorescein Diacetate Succinimidyl אסתר (CFSE), Calcein-אם הופכים פלורסנט פעם אחת בתוך השלפוחיות המוגלתיות. אנחנו מעדיפים להשתמש בתווית amphiphilic, PKH, כי זה נותן אות אחיד יותר ויותר בהיר. גישה זו מספקת מידע חשוב להבין את האינטראקציות בין EVs ותאים הנמען. אמנם במקרים מסוימים EVs לאגד פני השטח של התאים, יש שלפוחית נלקחים במהירות. על תפיסה, EVs להעביר מטענים שלהם התאים, שבהם הם מפעילים את הפונקציות התקינה שלהם.
כאן, אנו מתארים את פרוטוקול כדי למדוד את הפונקציה מכשול של ה תאי אנדותל במבחנה על ידי לכימות בהעברת לתוספי פלורסנט דרך טפט הסלולר. ניתן להשתמש המשדרים יותר רגישים כגון סמני radiolabeled. עם זאת, הם דורשים זהירות מיוחדת לשימוש. מבחני אחרים קיימים כדי למדוד את הפונקציה מכשול במבחנה כגון transendothelial ההתנגדות החשמלית (TEER), אשר מודד צמוד לצומת שלמות. סוף סוף להמחיש זואי-1, חלבון צמוד לצומת, על-ידי immunofluorescence מאפשרת הערכה של שלמות צומת חזק כמו גם10. מאז EVs הם ישויות הטרוגנית ומורכבת המכיל מספר מטענים עם פוטנציאל מאפיין רגולטוריות, זה שימושי כדי overexpress של RNA ספציפיים כדי לחקור את השפעתו על התא הנמען. לכן, אנחנו גם להגדיר פרוטוקול אשר מטרתה ליצור שורות תאים יציב לבטא את miRNA של ריבית10.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
RBCs האנושי התקבלו מהדם של תורמים בריא, בהתאם להנחיות של Swissethics (swissethics.ch).
הערה: תרבויות טפיל falciparum פ (3D 7) ו- EV הייצור היו שתואר קודם לכן ב- Mbagwu, et al. 11 מכיוון falciparum פ פתוגניות, להתייעץ עם התקנות מקומיות לטיפול. התרבויות יש לשמור עקר את כל הזמן.
1. זריחה תיוג של EVs
הערה: ההליך הבא מנצל הטכנולוגיה תיוג stably לשלב צבע ירוק פלואורסצנטי (PKH67) עם זנבות אליפטיות גדול באזור השומנים של קרום EV. התגובה מתבצע ב- µL 200 הסופי מכתימה את אמצעי האחסון המכיל ריכוז סופי של 20 מיקרומטר של PKH67. לבצע את כל הצעדים בטמפרטורת החדר (20-25 ° C)
2. לדמיין את ספיגת של EVs מאת מיקרוסקופיה קונפוקלית
הערה: פרוטוקול הבאים מתאר את המעקב אחר EV הפנמה על-ידי תאי אנדותל גדל על coverslips זכוכית דקה. תאי אנדותל הם תאי אנדותל מח עצם אדם למחצה immortalized כמתואר ב-12.
3. חדירות תא אנדותל
הערה: תא אנדותל חדירות מוערך על ידי מדידת ההעברה של rhodamine B isothiocyanate-לתוספי (70,000 MW הממוצע) מעבר חד שכבתי תאי אנדותל. לתוספי מספק כלי מצוין ללמוד חדירות כלי דם.
4. לקבוע רגישות Puromycin
הערה: לפני transducing את שורות תאים עם lentivirus, חשוב לקבוע העקומה kill של תרופה שנבחרה עבור הקו לתא מסוים זה. כדי לקבוע את הכמות המינימלית של ריכוז התרופה הכרחי להרוג את כל התאים, לבצע ניסוי תגובה מינון באמצעות מינונים מצטברים של הסם הנבחר. כי כל שורה בתרבית של תאים יש רגישות שונה, לפני ניסויים, ריכוז אופטימלי של האנטיביוטיקה צריך להיקבע על ידי פיתוח להרוג עקומת טיטרציה כפי שיפורט להלן.
5. התמרה חושית של תאי אנדותל עם וקטור Lentiviral
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, אנו מתארים את הפרוטוקולים לחקור את האינטראקציות של EVs עם התאים המארחים. ספיגת של EVs fluorescently שכותרתו נמצא בפיקוח מיקרוסקופיה קונפוקלית (איור 1). תאי אנדותל תופסים ביעילות EVs, אולם ניתן למטב את זמן הדגירה עם EVs כדי לעקוב אחר תפיסה. עבור לוקליזציה טוב יותר של EVs בתוך התאים, כתם אקטין עם phalloidin. בשלב הבא, אנו משתמשים קרום מסנן ובנוסף צומח טפט של תאי אנדותל. Rhodamine B isothiocyanate-לתוספי מוחל על התא העליון של קרום מסנן, ואז החדירות של טפט א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כמה טפילים, לרבות Toxoplasma, Trypanosoma, לישמניה Trichomonas לעורר על שחרורו של EVs התא המארח נגועים. בהתאם פתוגנים, EVs שפורסמו ניתן לווסת את התגובה החיסונית מארח או לתווך תקשורת סלולרית בין טפילים6. ובכל זאת, יש מעט עדויות רומז כיצד אלה שלפוחית קטנה לתרום מחלת המלריה. . הנה, שתיארנו במספר דרכים כדי לחקור את הפונקציה של EVs במהלך זיהום הפלזמודיום . למשל, תפיסה של EVs על ידי תאים הנמען ויוו ניתן לנטר ביעילות על ידי תיוג אותם עם תיוג הפלורסנט PKH67. מספר פקדים חייב להתבצע כדי לה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
מחקר זה מבחינה כלכלית נתמך בחלקה על ידי קרן נוברטיס רפואי - ואת המחקר הביולוגי (כדי פים), של גוטפריד, יוליה Bangerter-Rhyner-Stiftung (ל MW, פים) של הבריכה מחקר של האוניברסיטה של פריבורג (כדי פים). מענקים נוספים כוללים המלגות מצוינות הממשלה השוויצרית עבור חוקרים זרים (כדי KAB ו- SM). אנו מודים איזבל Fellay, הס Kharoubi סולנג לקבלת תמיכה טכנית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| PKH67 ירוק פלואורסצנטי תא מקשר מיני ערכת | סיגמא-אולדריץ' | MINI67-1KT | |
| מדלל C | סיגמא-אולדריץ' | G8278 | |
| פולי-L-ליזין | סיגמא-אולדריץ' | P8920 | |
| PBS | ThermoFisher - Gibco | 10010023 | |
| פלואידין CF594 | ביוטיום | #00045 | |
| Hoechst 33342 | ThermoFisher | H3570 | |
| ProLong זהב אנטיפייד הרכבה | ThermoFisher | P36934 | |
| רודמין B isothiocyanate– Dextran | ThermoFisher | R9379-250MG | |
| הכנס עם קרום PET בז שקוף לצלחת 24 בארות | פלקון | 353095 | |
| צמיחת תאי אנדותל בינוני MV | Promocell | C-22020 | |
| Puromycin dihydrochloride | Sigma-Aldrich | P9620-10ML | |
| MTS התפשטות תאים ערכת בדיקה קולורימטרית | Biovision | K300-500 | |
| hexadimethrine bromide | Sigma-Aldrich | 107689-10G | |
| MISSION Lenti microRNA, Human has-miR-451a | Sigma-Aldrich | HLMIR0583 | |
| MISSION Lenti microRNA, ath-miR416, בקרה שלילית 1 חלקיקי התמרה | סיגמא-אולדריץ' | NCLMIR001 | |
| MISSION Lenti microRNA, Human | Sigma-Aldrich | NCLMIR0001 | |
| Leica TCS SP5 | Leica Microsystems | ||
| miRNeasy mini Kit | Qiagen | 217004 | |
| TaqMan MicroRNA ערכת שעתוק הפוך 1000 תגובות | ThermoFisher | 4366597 | |
| has-mir-451a RT/750 PCR rxns | ThermoFisher | 001141 | |
| U6 snRNA | ThermoFisher | 001973 | |
| TaqMan Universal Master Mix II, עם UNG | ThermoFisher | 4440038 | |
| StepOnePlus מערכת PCR בזמן אמת | ThermoFisher | 4376600 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה