נוירונים Nociceptor ותאי NK אינטראקציה פעילה בהקשר דלקתי. גישה של תרבות משותפת מאפשרת ללמוד את יחסי הגומלין האלה.
מאמר שיטה
נוירונים Nociceptor ותאי NK אינטראקציה פעילה בהקשר דלקתי. גישה של תרבות משותפת מאפשרת ללמוד את יחסי הגומלין האלה.
נוירונים סומטוסנסוריים התפתחו כדי לזהות גירויים רעילים ולהפעיל רפלקסים הגנתיים. על ידי שיתוף אמצעי תקשורת, נוירונים nociceptor גם לכוון את הגנות המארח על ידי שליטה על הפעילות של המערכת החיסונית. התקשורת בין מערכות אלה היא בעיקר אדפטיבית, עוזר להגן על הומאוסטזיס, זה יכול גם להוביל, או לקדם, את הופעת מחלות כרוניות. שתי המערכות התפתחו יחד כדי לאפשר אינטראקציה מקומית כזו, כפי שנמצאת ברקמות לימפה ראשוניות ומשניות וברירית. מחקרים אחרונים הראו כי nociceptors מזהים ומגיבים ישירות לאנטיגנים זרים, ציטוקינים שמקורם בתאי מערכת החיסון ומיקרובים.
הפעלת Nociceptor לא רק גורמת לרגישות יתר לכאב וגירוד, אלא מורידה את סף ירי הנוציצפטור, מה שמוביל לשחרור מקומי של נוירופפטידים. הפפטידים המיוצרים על ידי, ומשוחררים, הטרמינלים ההיקפיים של nociceptors יכול לחסום את chemotaxis ואת הקיטוב של לימפוציטים, שליטה על לוקליזציה, משך, וסוג של דלקת. עדויות עדכניות מראות כי נוירונים תחושתיים מתקשרים עם תאי חיסון מולדים באמצעות מגע בין תאים, לדוגמה, תוך הפעלת קולטני דו-ממד מקבוצה (NKG2D) על תאי הרג טבעי (NK).
בהתחשב בכך שתאי NK מבטאים את הקולטנים הקוגנטיים עבור מתווכים שונים המיוצרים על ידי nociceptor, ניתן להעלות על הדעת כי nociceptors להשתמש נוירופפטידים כדי לשלוט על הפעילות של תאי NK. כאן, אנו מפתחים שיטת תרבית משותפת כדי לחקור אינטראקציות נוירון-NK של nociceptor בצלחת. באמצעות גישה זו, מצאנו כי נוירונים של nociceptor מותני מפחיתים את ביטוי הציטוקינים של תאי NK. באופן כללי, שיטה רדוקציוניסטית כזו יכולה להיות שימושית כדי לחקור כיצד נוירונים מעוררי גידול שולטים בתפקוד האנטי-סרטני של תאי NK, וכיצד תאי NK שולטים בחיסול תאי עצב פצועים.
גופי התאים של נוירונים חושיים מקורם בגרעיני השורש הגבי (DRG). ה- DRG ממוקמים במערכת העצבים ההיקפית (PNS), בין הקרן הגבית של חוט השדרה לבין קצות העצבים ההיקפיים. האופי הפסאודו-חד קוטבי של נוירוני DRG מאפשר העברת מידע מהענף ההיקפי, אשר innervates את רקמת המטרה, אל הענף המרכזי, אשר נושא את המידע הסומטוסנסורי אל חוט השדרה1. באמצעות קולטני תעלות יונים מיוחדים, נוירונים מסדר ראשון חשים איומים הנשקפים מפתוגנים, אלרגנים ומזהמים2, מה שמוביל לזרם הקטיונים (Na+, Ca2+) וליצירת פוטנציאל פעולה 3,4,5.
תאי עצב אלה גם שולחים פוטנציאל פעולה אנטי-דרומי לכיוון הפריפריה, שם התרחשה חישת הסכנה הראשונית, מה שמוביל לשחרור מקומי של נוירופפטידים 1,4. לכן, נוירונים nociceptor לשמש מנגנון הגנה, התראה המארח על סכנה סביבתית 4,5,6,7.
כדי לתקשר עם נוירונים מסדר שני, הנוציצפטורים משחררים מוליכים עצביים שונים (למשל, גלוטמט) ונוירופפטידים (למשל, פפטיד הקשור לגנים קלציטונין (CGRP), חומר P (SP) ופפטיד מעיים vasoactive (VIP))6,7. פפטידים אלה פועלים על נימים ומקדמים אקסטרווזיה של פלזמה, בצקת, ואת הזרימה והמודולציה המקומית של תאי מערכת החיסון 2,4,7.
המערכת הסומטוסנסורית ומערכת החיסון משתמשות במערכת תקשורת משותפת המורכבת מציטוקינים ונוירופפטידים, והקולטנים הקוגנטיים שלהם4. בעוד שתקשורת דו-כיוונית זו מסייעת בהגנה מפני סכנה ובשימור הומאוסטזיס, היא יכולה גם לתרום לפתופיזיולוגיה של מחלות4.
תאי NK מסווגים כתאי לימפה מולדים והם מתמחים בחיסול תאים נגועים ויראליים. תפקוד תאי NK נשלט על ידי איזון של קולטנים מגרים ומעכבים, כולל הקולטן המפעיל NKG2D8. הליגנד האנדוגני של NKG2D, חומצה רטינואית מוקדמת1 (RAE1), מתבטא בתאים העוברים עקה כגון גידולים וזיהום 8,9.
מחקרים אחרונים הראו כי פגיעה עצבית היקפית מניעה נוירונים תחושתיים לבטא מולקולות לא מסתגלות כגון stathmin 2 (STMN2) ו- RAE1. כך, באמצעות מגע בין תאים, תאי NK המבטאים NKG2D הופעלו על ידי אינטראקציה עם נוירונים המבטאים RAE1. בתורו, תאי NK היו מסוגלים לחסל נוירונים nociceptor פצוע קהה רגישות יתר כאב קשורה בדרך כלל עם פגיעה עצבית10. בנוסף לציר NKG2D-RAE1, תאי NK מבטאים את הקולטנים הקוגנטיים עבור מתווכים שונים המיוצרים על ידי nociceptor. לכן ייתכן שהמתווכים האלה מווסתים את פעילות תאי ה-NK. מאמר זה מציג שיטת תרבית משותפת כדי לחקור את הביולוגיה של האינטראקציה בין תאי הנוירון-NK של nociceptor. גישה זו תסייע לקדם את ההבנה כיצד נוירונים של nociceptor מווסתים תגובות של תאי חיסון מולדים לפציעה, זיהום או ממאירות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הוועדות המוסדיות לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת מונטריאול (#22053, #22054) אישרו את כל ההליכים לבעלי חיים. ראה טבלה 1 לקבלת רשימה של פתרונות והרכבם וטבלת החומרים לקבלת רשימה של חומרים, ציוד וריאגנטים המשמשים בפרוטוקול זה.
1. בידוד תאי NK, תרבית וגירוי
2. בידוד ותרבית נוירונים DRG
3. תרבות משותפת וציטומטריה של זרימה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תאי NK טוהרו באופן מגנטי מבקרת פסולת (TRPV1 wt::D TAfl/wt) של עכברים ספלנוציטים ועוררו (48 שעות) עם IL-2 ו-IL-15. לאחר מכן תאי ה-NK גודלו בתרבית בלבד או בתרבית משותפת עם נוירוני DRG שנקטפו מנוירון נוסיצפטור שלם (בקרת פסולת; TRPV1 wt::D TA fl/wt) או עכברים אבלטים (TRPV1cre::D TAfl/wt). לאחר מכן נחשפו התאים לקפסאיצין אגוניסט TRPV1 (1 μM) או לרכבו. לאחר 24 שעות של תרבית משותפת, תאי ה-NK טוהרו באמצעות FACS ורמות ההפעלה שלהם היו אימונופנוטיפיות באמצעות ציטומטרי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Davies et al.11 מצאו שתאי עצב פצועים מווסתים את RAE1. באמצעות מגע בין תאים, תאי NK המבטאים NKG2D הצליחו לזהות ולחסל נוירונים RAE1+ , אשר בתורם מגבילים כאב כרוני11. בהתחשב בכך שתאי NK מבטאים גם קולטני נוירופפטידים שונים, וכי נוירופפטידים אלה ידועים ביכולותיהם האימונומודולטוריות, נראה חשוב יותר ויותר לחקור את האינטראקציה בין תאי NK לנוירונים nociceptor במבחנה. כאן פיתחנו פרוטוקול פשוט של תרבית משותפת המאפשר לחוקרים לחקור כיצד תאי עצב שולטים בתפקוד...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר New Frontiers in Research (NFRFE201901326), המכונים הקנדיים לחקר הבריאות (162211, 461274, 461275), הקרן הקנדית לחדשנות (37439), תוכנית קתדרה למחקר בקנדה (950-231859), המועצה למחקר במדעי הטבע וההנדסה של קנדה (RGPIN-2019-06824), ו- Fonds de Recherche du Québec Nature et technologies (253380).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| נגד עכבר CD16/32 | מעבדת ג'קסון | חתול מס': 017769 | |
| B-27 | מעבדת ג'קסון | חתול מס': 009669 | |
| סרום בקר אלבומין (BSA) דרגת תרבית | World Precision Instruments | Cat מס': 504167 | |
| BV421 נגד עכבר NK-1.1 | פישר סיינטיפיק | חתול מס': 12430112 | |
| מסננת תאים (50 μ m) | פישר סיינטיפיק | חתול מס': A3160702 | |
| קולגנז IV | פישר סיינטיפיק | חתול מס': 15140148 | |
| דיפטריה טוקסיןfl/fl | פישר סיינטיפיק | חתול מס': SH3057402 | |
| Dispase II | פישר סיינטיפיק | חתול מס': 13-678-20B | |
| מדיום הנשר המותאם של דולבקו (DMEM) | פישר סיינטיפיק | חתול מס': 07-200-95 | |
| ערכת בידוד תאים של EasySep Mouse NK | סיגמא | חתול מס': CLS2595 | |
| חומצה אתילנדיאמינטטראצטית (EDTA) | סיגמא | חתול מס': C0130 | |
| FACSAria III | סיגמא | חתול מס': 04942078001 | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | סיגמא | חתול מס': 806552 | |
| FITC אנטי-עכבר NKp46 | סיגמא | חתול מס': L2020 | |
| צלחת תחתונה שטוחה 96 בארות | סיגמא | חתול מס': 03690 | |
| פיפטת זכוכית פסטור | סיגמא | חתול מס': 470236-274 | |
| גורם נוירוטרופי שמקורו בקו תאי גליה (GDNF) | VWR חתול מס': 02-0131 | ||
| למינין | ארז | חתול מס': 03-50/31 | |
| L-גלוטמין | גיבקו | חתול מס': A14867-01 | |
| עכבר רקומביננטי IL-15 | Gibco | חתול מס': 22400-089 | |
| עכבר רקומביננטי IL-2 | Gibco | Cat מס': 21103-049 | |
| גורם גדילה עצבי (NGF) | Life Technologies | מס' קטלוגי: 13257-019 | |
| מדיה נוירובזאלית | PeproTech | חתול מס': 450-51-10 | |
| PE נגד עכבר GM-CSF | PeproTech | חתול מס': 212-12 | |
| פניצילין ו Streptomycin | PeproTech | חתול מס': 210-15 | |
| Pestles | טכנולוגיית תאי גזע | חתול מס': 19855 | |
| פוספט חוצץ מלח (PBS) | Biolegend | חתול מס': שיבוט 108732 | PK136 |
| RPMI 1640 מדיה | Biolegend | חתול מס': 137606 | Clone 29A1.4 |
| TRPV1Cre | Biolegend | חתול מס': 505406 | Clone MP1-22E9 |
| פינצטה וכלי ניתוח. | Biolegend | חתול מס': 65-0865-14 | |
| צלחת 96 בארות בצורת U תחתונה | Biolegend | חתול מס': 101319 | |
| כדאיות צבע eFlour-780 | בקטון דיקינסון |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה