עבודה זו מתארת פרוטוקול מתוקנן במבחנה לכימות והשוואה של שיעורי הפגוציטוזיס של תאי דם אדומים קסנוגניים (אנושיים) ואלוגניים (חולדות) על ידי מקרופאגים מבודדים של חולדות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
עבודה זו מתארת פרוטוקול מתוקנן במבחנה לכימות והשוואה של שיעורי הפגוציטוזיס של תאי דם אדומים קסנוגניים (אנושיים) ואלוגניים (חולדות) על ידי מקרופאגים מבודדים של חולדות.
השתלת תאים קסנוגניים נתקלת לעתים קרובות בדחייה חיסונית משמעותית, אפילו במודלים של בעלי חיים חסרי חיסון. בין מרכיבי החיסון הנותרים, מקרופאגים יכולים באופן פעיל להשתיל תאים אנושיים פגוציטוז, מה שמציב אתגר להשתלה ארוכת טווח. כדי לטפל בכך, פיתחנו בדיקה מתוקננת במבחנה לכימות פגוציטוזיס בתיווך מקרופאגים של תאי דם אדומים אנושיים לעומת חולדות (RBCs). מקרופאגים צפקיים של חולדות בודדו, תורבבו ונחשפו ל-RBCs אנושיים או חולדות. RBCs אנושיים זוהו באמצעות CD235a, בעוד ש-RBCs של חולדות סומנו מראש ב-DeepRed. ניתוח ציטומטריית זרימה נערך באמצעות CD163 לזיהוי מקרופאגים והרחקת יוד פרופידיום (PI) לתאים חיים בשער. התוצאות הראו הבדל משמעותי בפעילות הפגוציטית: 5.08% מהמקרופאגים בלעו RBCs אנושיים, בעוד שרק 1.59% פגוציטוזים RBCs של חולדות, מה שהניב אינדקס פגוציטוזיס יחסי של 3.21. פרוטוקול זה מאפשר הערכה כמותית של תאימות חיסונית ומציע שיטה הניתנת לשחזור להערכת תגובות חיסוניות מולדות בהשתלת זרים. הוא טומן בחובו פוטנציאל לחידוד בחירת התורם-מקבל והנחיית אסטרטגיות דיכוי חיסון במחקר תרגומי.
השימוש בהשתלת תאים קסנוגניים, במיוחד השתלת תאים אנושיים במודלים של בעלי חיים, הוא אסטרטגיה חיונית במחקר ביו-רפואי1. זה מאפשר להעריך את הישרדות התאים, ההשתלה והתגובות החיסוניות בסביבה מבוקרת in vivo . בעוד שמודלים של עכברים שלטו היסטורית בתחום זה בשל הגנטיקה המאופיינת היטב וקלות המניפולציה שלהם, גודלם הקטן מהווה מגבלה משמעותית במחקרים הדורשים נפחי דם גדולים או תפוקת תאים גבוהה. לעומת זאת, חולדות מציעות מספר יתרונות, כולל מסת גוף גדולה יותר, רלוונטיות פיזיולוגית משופרת למערכות אנושיות ותשואה גבוהה יותר של דגימות ביולוגיות כגון דם או מקרופאגים צפקיים2. כתוצאה מכך, מודלים של חולדות נמצאים בשימוש הולך וגובר במחקרים הכוללים מחקר המטופויאטי ומערכת החיסון3.
אחד האתגרים העיקריים בהשתלה קסנוגנית הוא דחייה חיסונית. אפילו במודלים חסרי חיסון שבהם תאי T, תאי B או תאי NK מבוטלים גנטית, שאריות תאי חיסון מולדים, במיוחד מקרופאגים, נשארים פעילים מבחינה תפקודית4. מקרופאגים משמשים כמגנים קו ראשון של מערכת החיסון המארח, מזהים ומחסלים תאים זרים באמצעות פגוציטוזיס5. תהליך זה מווסת בחלקו על ידי האינטראקציה בין חלבון ויסות האות אלפא (SIRPα) על מקרופאגים ו-CD47, אות "אל תאכל אותי" המתבטא ברוב סוגי התאים. כאשר CD47 מתאים אנושיים אינו מזוהה על ידי מכרסמים SIRPα, אי התאמה זו עלולה לגרום לפגוציטוזיס משופר. אפילו בבעלי חיים מתירניים אלה הסובלים מחסר חיסוני, תופעה זו קיימת גם 6,7.
כימות פגוציטוזיס בתיווך מקרופאגים בהקשר זה הוא קריטי להערכת הסבירות להישרדות התאים ולאופטימיזציה של אסטרטגיות השתלה8. למרות שפותחו שיטות שונות in vivo ו-ex vivo להערכת דחייה חיסונית, בדיקות מתוקננות במבחנה לפגוציטוזיס מקרופאגים נותרו מוגבלות. שיטות מסורתיות מבוססות מיקרוסקופיה הן לרוב עתירות עבודה וחסרות קפדנות כמותית. ציטומטריית זרימה, לעומת זאת, מציעה בדיקה מבוססת תא יחיד ופלטפורמה כמותית המסוגלת להבחין במדויק בין סוגי תאים ולמדוד קליטה פגוציטית באמצעות זיהוי סמני פני השטח.
במאמר זה, פיתחנו בדיקה מתוקננת במבחנה כדי להעריך את הפגוציטוזה הדיפרנציאלית של RBCs אנושיים וחולדות על ידי מקרופאגים צפקים של חולדות. תאי דם אדומים משמשים כמודל אידיאלי לבדיקות פגוציטוזיס בשל המבנה הפשוט שלהם וביטוי CD47, הפועל כאות "עצמי" לעיכוב פינוי בתיווך מקרופאגים9. בפרוטוקול זה, מקרופאגים צפקיים של חולדות נקצרים באמצעות שטיפת צפק, מתורבתים במבחנה, ונחשפים ל-RBCs אנושיים או ל-RBCs אלוגניים של חולדות המסומנים ב-DeepRed. לאחר הדגירה המשותפת, ציטומטריית זרימה משמשת להערכת הפנמת RBCs על ידי מקרופאגים. מקרופאגים מזוהים על ידי ביטוי CD163, RBCs אנושיים על ידי CD235a, ו-RBCs של חולדות על ידי פלואורסצנטיות DeepRed. תאים מתים אינם נכללים באמצעות צביעת PI, מה שמבטיח שרק מקרופאגים ברי קיימא מנותחים.
גישה זו מאפשרת הערכה כמותית מדויקת של הפעילות הפגוציטית של תאי דם אדומים אלוגניים וקסנוגניים במבחנה, ומספקת תובנה לגבי היקף הפינוי החיסוני בתיווך מקרופאגים. בניסויים שלנו, מקרופאגים של חולדות הראו פגוציטוזיס גבוה משמעותית של RBCs אנושיים (5.08%) בהשוואה ל-RBCs של חולדות (1.59%), מה שהניב אינדקס פגוציטוזיס יחסי של 3.21. תוצאות אלו מדגישות את החשיבות של מנגנוני חיסון מולדים בסביבות קסנוגניות ומדגישות את הערך של בדיקה זו באימות מודל פרה-קליני.
לסיכום, הפרוטוקול המוצג כאן מציע שיטה ניתנת לשחזור ויעילה למדידת פגוציטוזיס מקרופאגים במבחנה. זה שימושי במיוחד עבור חוקרים העובדים בתחומים של השתלת זרים, מחקר תאי גזע המטופויאטיים ובדיקות תאימות אימונולוגית. על ידי מתן מסגרת סטנדרטית לכימות פגוציטוזיס, בדיקה זו יכולה לתרום לשיפור יכולת השחזור הניסויית ולהבנה משופרת של תגובות חיסוניות מולדות במודלים של השתלה בין מינים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בבעלי חיים נערכו על פי המדיניות והנהלים האתיים שאושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת ג'יאנגסו (UJS-IACUC) (אישור מס. UJS-IACUC-2021090102). מחקר זה אושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית של בית החולים המסונף של אוניברסיטת ג'יאנגסו. כל הדגימות נאספו ממטופלים שנתנו הסכמה מדעת. יש להניח את הסופרנטנט שהוסר במיכל נוזל פסולת ייעודי ולהעבירו למחלקת המחלות הזיהומיות של בית החולים.
1. בידוד מקרופאגים
2. אוסף RBCs של חולדות או בני אדם
3. בדיקת פגוציטוזיס במבחנה
4. ציטומטריית זרימה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות ניתוח זרימה ציטומטרית, אנו יכולים להסיק את קצב הפגוציטוזה של מקרופאגים בחולדות כלפי RBCs אנושיים ו-RBCs של חולדות. תאים מתים אינם נכללים תחילה באמצעות PI. מקרופאגים חיוביים ל-CD163 המבטאים חיובי ל-CD235a מצביעים על פגוציטוזיס של תאי דם אדומים אנושיים. שיעור המקרופאגים שיש להם hRBCs פגוציטוזיים מוגדר כקצב הפגוציטוזיס של מקרופאגים של חולדות כלפי RBCs אנושיים. שיעור הפגוציטוזיס של RBCs של חולדות חושב באופן דומה. תאים חיוביים כפולים CD235a ו-Deep Red מייצגים מקרופאגים שפוגציטוזים RBC...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה ביסס בדיקה חזקה וניתנת לשחזור במבחנה כדי להעריך פגוציטוזיס בתיווך מקרופאגים של RBCs קסנוגניים ואלוגניים כאחד. במחקר זה, תאי דם אדומים אנושיים סומנו ב-CD235a-BV421, בעוד ש-RBCs של חולדות נצבעו בצבע DeepRed. כאשר מקרופאגים פוגוציטוזים את ה-RBCs המסומנים , הנוגדנים המצומדים (CD235a-BV421) או הצבע (DeepRed) מופנמים יחד. כתוצאה מכך, המקרופאגים עצמם מציגים פלואורסצנטיות מתאימה. בתנאים אלה, מקרופאגים פגוציטים יכולים להיות מזוהים בקלות על ידי FACS כאוכלוסיות חיוביות כפולות (למשל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
JYG היא יועצת מדעית לחברת Prometheus RegMed Tech Ltd. מחברי השמאל מצהירים שאין ניגוד אינטרסים פוטנציאלי.
ברצוננו להודות לגב' מיי פאנג, גב' מין מא, גב' יו-טונג מנג ומר צ'ואן-קאי ליי על תרומתם הראשונית. מחקר זה מומן בחלקו על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (82270697), פרויקט תכנון המדע והטכנולוגיה של מחוז גואנגדונג בסין (2021B1212040016), קרן המחקר הבסיסי והיישומי של גואנגדונג (2023A1515012574), היחידה לטיפוח משמעת מפתחות רפואיים במחוז ג'יאנגסו (JSDW202229) ומעבדת האיהה של קרן החדשנות של המערכת האקולוגית התאית (HH24KYZX0008), קרן סין ליזמות ותעסוקה לנוער - רווחת הציבור קרן (HH25KYHX0003).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0.05% Trypsin-EDTA | תרמופישר | 25300062 | |
| Deep Red Cell Tracker | תרמופישר | C34565 | The Powder (15 & mu; g) פורקה ב-DMSO (20 & mu; L) |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | סיגמא | D2650 | |
| המלח המאופר בפוספט של דולבקו (DPBS) | תרמופישר | C10010500BT | |
| Ficoll-Paque PLUS | ציטיבה | 17144002 | |
| פיקול-פאקה פרימיום | ציטיבה | 17544602 | |
| נוגדן אנטי-אנושי לעכבר CD235a BV421 | BD ביוסיינסס | 562938 | |
| נוגדן FITC נגד עכבר CD163 | ביו-ראד | MCA342F | |
| חלבון K | סיגמא | P2308 | |
| RPMI 1640 | תרמופישר | 11875093 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.