פרוטוקול זה מפרט את הבידוד של אוכלוסיות חיסוניות ולא מחוסנות מריאות העכבר במצב יציב ובעקבות זיהום בשפעת. הוא גם מספק אסטרטגיות שער לזיהוי תת-קבוצות של תאים אפיתל ומיאלואידים.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מפרט את הבידוד של אוכלוסיות חיסוניות ולא מחוסנות מריאות העכבר במצב יציב ובעקבות זיהום בשפעת. הוא גם מספק אסטרטגיות שער לזיהוי תת-קבוצות של תאים אפיתל ומיאלואידים.
הריאה חשופה באופן רציף לפתוגנים ולגירויים סביבתיים מזיקים אחרים, מה שהופך אותה לפגיעה לנזק, תפקוד לקוי והתפתחות מחלות. מחקרים המשתמשים במודלים של עכברים של זיהום בדרכי הנשימה, אלרגיה, פיברוזיס וסרטן היו קריטיים לחשיפת מנגנוני התקדמות המחלה וזיהוי מטרות טיפוליות. עם זאת, רוב המחקרים המתמקדים בריאות העכבר נותנים עדיפות לבידוד של תאי חיסון או תאי אפיתל, ולא שתי האוכלוסיות בו זמנית. כאן, אנו מתארים שיטה להכנת תרחיף מקיף של תא בודד של אוכלוסיות חיסוניות ולא חיסוניות כאחד המתאים לזרימה ציטומטרית ומיון תאים המופעלים על ידי פלואורסצנטי. אוכלוסיות אלו כוללות תאי אפיתל, תאי אנדותל, פיברובלסטים ומגוון תת-קבוצות של תאים מיאלואידים. פרוטוקול זה כרוך בשטיפת סימפונות וניפוח הריאות לאחר מכן עם דיספאז. לאחר מכן הריאות מתעכלות בתערובת ליבראז. שיטת עיבוד זו משחררת מגוון סוגי תאים מגוונים ומביאה לתרחיף תא בודד שאינו דורש דיסוציאציה ידנית כנגד מסנן, מקדם את הישרדות התאים ומניב מספר גבוה של תאים חיים לניתוחים במורד הזרם. בפרוטוקול זה, אנו מגדירים גם תוכניות שער עבור תת-קבוצות של תאים אפיתל ומיאלואידים הן בריאות נאיביות והן בריאות נגועות בשפעת. בידוד סימולטני של תאים חיסוניים ולא חיסוניים חיים הוא המפתח לחקירת דיבור בין-תאי והשגת הבנה מעמיקה יותר של הביולוגיה של הריאות בבריאות ובמחלות.
הריאה מורכבת מדרכי הנשימה, הנאדיות והאינטרסטיציום. תאים חיסוניים ולא חיסוניים שוכנים בתוך תאים אלה כדי לתרום הן לתפקוד הריאות ההומאוסטטי (חילופי גזים) והן להגנה על המארח מפני עלבונות סביבתיים, כגון זיהום ויראלי. דרכי הנשימה הגדולות והקטנות, או הסמפונות והסימפונות, מרופדות בתאי אפיתל. תאי האפיתל השולטים באזורים אלה הם תאים מועדונים וריסים האחראים על הפרשת מולקולות הגנה והקלה על פינוי רירית1. הנאדיות הן המבנים הדיסטליים ביותר בריאה, מרופדות על ידי שני סוגי תאי אפיתל, תאים מכתשית מסוג I (ATIs) ותאי מכתשית מסוג II (ATIIs). ATIs אחראים על חילופי גזים, ו-ATIIs מפרישים וממחזרים חומרים פעילי שטח כדי להבטיח מתח פנים מתאים 2,3. ATIIs מתחדשים מעצמם ויכולים גם להתבדל ל-ATIs, תפקיד רלוונטי במיוחד לאחר נזק לריאות4. בנוסף, ATIIs מספקים נישה תומכת לסוג התאים החיסוניים העיקריים המאכלס את הנישה המכתשית, מקרופאגים מכתשית (AMs)5,6. מעבר לאפיתל, פיברובלסטים, תאי אנדותל ומקרופאגים אינטרסטיציאליים (IMs) (שיכולים להיות קשורים הן לעצבים והן לכלי דם) מהווים את האינטרסטיציום 7,8,9,10. בתגובה לזיהום ופציעה, תאי ריאה רבים מתים, ותאי חיסון, כולל מונוציטים ונויטרופילים, חודרים לרקמה11,12. מונוציטים חודרים לריאות מתמיינים למקרופאגים ויכולים לתרום לתא המקרופאגים לטווח ארוך13.
השיטות הנוכחיות להכנת תרחיפים חד-תאיים מריאת העכבר מבוססות בדרך כלל על קולגנאז ודורשות דיסוציאציה פיזית של רקמה14. זה יכול לגרום למספר נמוך של אוכלוסיות תאים לא חיסוניות. חלק מהפרוטוקולים לבידוד תאי אפיתל מבוססים על דיספאז ומניבים פרופורציות גבוהות יותר של תאי אפיתל חיים; עם זאת, פרוטוקולים אלה בדרך כלל אינם חוקרים את תפוקת תאי החיסון ואת כדאיות 15,16,17. ציטומטריית זרימה היא שיטה נפוצה המשמשת להבחנה בין אוכלוסיות תאים בתוך רקמה מעוכלת. בנקודת ההתחלה, שער זרימה ציטומטרית עבור AMs, IMs, מונוציטים ונויטרופילים מוגדר בבירור. עם זאת, במהלך דלקת, תהליך השער הופך למשתנה ומאתגר לפירוש בשל הרצף בביטוי סמני פני השטח של מונוציטים חודרים המתמיינים למקרופאגים. לכן, הפרוטוקול המוצג כאן מתאר גם אסטרטגיות שער לזיהוי אוכלוסיות תאים מיאלואידים מעניינות לאחר הדבקה.
דיסוציאציה חזקה של תאי אפיתל ומיאלואידים של הריאות חיונית כדי להבחין בתפקודיהם ההומאוסטטיים והדלקתיים. שיטה לבודד את תאי התאים הללו במקביל תאפשר ניתוחים במורד הזרם של סוגי תאים מרכזיים שגם שומרים על הבריאות וגם מניעים מחלות. סקירה סכמטית של זרימת העבודה של פרוטוקול זה ניתן למצוא באיור 1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה תואם את ההנחיות של הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים בבית הספר לרפואה של הרווארד (מספרי מענקים: R35GM150816 ו-P30DK043351). נקבות עכברי C57BL/6J בגילאי 8-12 שבועות שימשו לניסויים. פרוטוקול זה מתאים גם לעכברים זכרים. פרטי הריאגנטים והציוד המשמשים במחקר זה מסופקים בטבלת החומרים.
1. הכנת חומרים
2. קצירת הריאות
3. עיכול הריאות
4. הכנת המתלה החד-תאי
5. ציטומטריית זרימה וניתוחים במורד הזרם
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עיכול מוצלח יביא לכ-20-25 מיליון תאים עם כדאיות של 90%-95%. אם מתווספים כ-25,000 חרוזי ספירה לחלק של 8% מהריאה, החרוזים אמורים לפגוע ב-1%-3% מהאירועים שנאספו. לאחר השער על סינגלים, כ-90%-95% מהתאים צריכים להיות שליליים ל-Zombie Aqua (מה שמעיד על כדאיות) (איור 2A, איור 3A).
מבין תאי CD45+, תאי CD64+F4/80+ מוגדרים כמקרופאגים (איור 2B). בנקודת ההתחלה, 80%-90% מכל המקרופאגים ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר עיכול ריאות של עכבר המבודד כ-20-25 מיליון תאים לעכבר עם כדאיות של 90%-95%. זה גם מאפשר איסוף של BALF לניתוח נוסף. תרחיף התאים המתקבל תואם למספר טכניקות מעבדה, כולל ציטומטריית זרימה ומיון תאים המופעל על ידי פלואורסצנטי לבידוד תאים לריצוף או תרבית תאים. בקצרה, לאחר הזילוף, נאסף BALF, והריאות מנופחות עם דיספאז. לאחר מכן קוצצים את הריאות ומתעכלים בתמיסת ליבראז/DNase. לאחר ליזה וסינון, ניתן להמשיך ביישומים במורד הזרם, כולל ניתוח ציטומטריית זרימה של תת-קבוצות מיאלואידיות ואפית...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקים מהמכונים הלאומיים לבריאות (R35GM150816 ו-P30DK043351), קרן צ'ארלס ה. הוד ומכון תאי הגזע של הרווארד. אנו מודים לאלכסנדר מאן ולכל שאר חברי מעבדת פרנקלין על עזרתם ועצתם בתכנון ושכלול תוכניות השער והניתוחים של זרימה ציטומטרית. אנו מודים גם לליבת אימונולוגיה ציטומטריית זרימה בבית הספר לרפואה של הרווארד. ניתוח ציטומטריית זרימה בוצע באמצעות FlowJo. סכמות איורים נוצרו באמצעות BioRender.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מזרק 1 מ"ל עם קצה החלקה | VWR | BD309659 | |
| צינור מיקרוצנטריפוגה 1.7 מ"ל | DOT Scientific | RN1700-GMT | |
| 10 מ"ל פיפטות (חד פעמיות) | פישר סיינטיפיק | 12-567-603 | |
| מזרק 10 מ"ל עם קצה BD Luer-Lok | VWR | 75846-756 | |
| 123 ספירת חרוזים ספירת חרוזים | תרמו סיינטיפיק | 01-1234-42 | |
| פיפטה 12 ערוצים (30-300ul) | ארה"ב מדעי | 7112-3300 | |
| 16% פרפורמלדהיד | VWR | 100503-917 | |
| מחט 23 גרם עם שיפוע רגיל | VWR | 305194 | |
| מחט 27 גרם עם שיפוע רגיל | VWR | BD305109 | |
| 5 מ"ל פיפטות (חד פעמיות) | תרמו פישר סיינטיפיק | 170373 | |
| 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה | אולימפוס | 28-108 | |
| צלחת תחתונה עגולה 96 בארות | Corning | 3797 | |
| ACK מאגר ליסינג | Gibco | A100492-01 | |
| Alexa Fluor 488 נגד עכבר CD11c | BioLegend | 117311 | |
| נוגדן חד שבטי נגד F4/80 חולדה (PE (Phycoerythrin)/Cy7)BioLegend | 123114 | ||
| APC נגד עכבר CD64 (Fcγ RI) | BioLegend | 139306 | |
| APC/Cyanine7 נגד עכבר CD45 | BioLegend | 103115 | |
| BD Insyte Autoguard Shielded IV צנתרים | VWR | 381423 | |
| סגול מבריק 421 נגד עכבר I-A/I-E (MHC-II)BioLegend | 107632 | ||
| סגול מבריק 421 נגד עכבר/אנושי CD11b | BioLegend | 101235 | |
| מבריק סגול 605 נגד עכבר Ly-6C | BioLegend | 128036 | |
| סגול מבריק 711 נגד עכבר CD45 | BioLegend | 103147 | |
| עכברי C57BL/6J | Jackson Laboratories | ||
| Cd140a (PDGFRA) נוגדן חד שבטי (APA5), PE-Cyanine7, eBioscience | Life Technologies | 25-1401-82 | |
| CD170 (Siglec F) נוגדן חד שבטי (1RNM44N), PE | Life Technologies | 12170280 | |
| מסנני תאים | קורנינג | 352350 | |
| צנטריפוגה | Eppenodorf | 5910R | |
| דאוקסיריבונוקלאז I מלבלב בקר (DNase) | Millipore Sigma | DN25-100MG | משוחזר ב-20 מ"ג/מ"ל ב-DPBS כתמיסת מלאי המאוחסנת ב-20 מעלות; C |
| Dispase | VWR | 76176-668 | הופשר פעם אחת ומאוחסן כ-1 מ"ל ב-20 מעלות; C |
| מלקחיים לדיסקציה (Dumont #7) | Fine Science | Tools 11297-00 | |
| מספריים לדיסקציה | Fine Science | Tools 14060-09 | |
| DPBS | Thermo Fisher Scientific | 14190250 | |
| ערכת קיבוע eBioscience Life | Technologies | 00-5523-00 | |
| EDTA | Life Technologies | AM9260G | |
| אתנול | VWR | TX89125170HU | |
| FBS | GeminiBio | 100-106 | הופשר פעם אחת והושבת בחום לפני אחסון לטווח ארוך כציטוטים ב-20 מעלות; C |
| FITC נגד עכבר CD31 נוגדן | BioLegend | 102406 | |
| Gibco RPMI 1640 Medium | Fisher Scientific | 11-875-093 | |
| מגלשות זכוכית | Fisher Scientific | 12-552-3 | |
| מאגר בוגר | ארה"ב Scientific | 1930-2235 | |
| דלי קרח | קורנינג | 432128 | |
| הזרקת הידרוקולוריד קטמין (100 מ"ג/מ"ל) | לשמור את תערובת המתת החסד של דקרה קטמין וקסיאלזין ב-30 מ"ג/מ"ל קטמין הידרוכלוריד ו-4.5 מ"ג/מ"ל קסילזין ב-DPBS סטרילי עד חודש. | ||
| Liberase | Millipore Sigma | 5401119001 | משוחזר ב-5 מ"ג/מ"ל ב-DPBS כתמיסת מלאי המאוחסנת ב-20 מעלות; C |
| מכסים לצלחות 96 בארות | פישר סיינטיפיק | 07-201-731 | |
| חממה אורביטלית שייקר | בארנסטד קו מעבדה | SHKE4000 | |
| p1000 פיפטה | אפנודורף | 3123000063 | |
| p1000 טיפים | ארה"ב מדעי | 1122-1830 | |
| p200 פיפטה | Eppenodorf | 3123000055 | |
| p200 טיפים | ארה"ב מדעי | 1110-1700 | |
| PE נגד עכבר CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 118206 | |
| PerCP/Cyanine5.5 נגד עכבר CD104 נוגדן | BioLegend | 123614 | |
| PerCP/Cyanine5.5 נגד עכבר Ly-6G | BioLegend | 127616 | |
| Pipet-Aid | Drummond | 4-000-101 | |
| מטוהר נגד עכבר CD16/32 | BioLegend | 101302 | המכונה "בלוק FC" בטקסט |
| בקבוק ריסוס | VWR | 23609-182 | |
| תפר (גודל 2-0) | VWR | 100190-026 | |
| רפידות תחתונות | VWR | 56617-014 | |
| Xysed (קסילזין 100 מ"ג/מ"ל) | Pivetal | ראה הערות הידרוקולוריד קטמין למעלה. | |
| ערכת כדאיות ניתנת לתיקון זומבי אקווה | BioLegend | 423102 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה