הפרוטוקול האופטימלי המתואר כאן מספק גישה אמינה וניתנת לשחזור לבידוד וניתוח של AECII מרקמת ריאה של עכבר בגילאים יילודים, צעירים ובוגרים. יתרה מזאת, הוא מספק שלב קיבוע PFA אופציונלי לפני המיון, שמאפשר למיין את AECII מעכברים בתנאי BSL1, גם אם הם נדבקו בעבר בפתוגנים נשימתיים. באמצעות שילוב של חשיפה מדויקת לריאות ופרפוזיה, ולאחר מכן החדרה תוך-קנה של אנזימים ואגרוז בהתכה נמוכה לריאה, מבנה הרקמה נשמר, מה שמאפשר השחזור של תללים חד-תאיים איכותיים לניתוח במורד הזרם. הוספת מיון ציטומטרי זרימה על תכונות פיזור צדדי, גייטינג שלילי שושלת ובחירה חיובית לתאים חיוביים ל-CD326 הובילה לאוכלוסיות טהורות במיוחד של AECII. טוהר כזה חשוב במיוחד בהבטחת כך שבדיקות מולקולריות ופונקציונליות במורד הזרם מייצגות את הביולוגיה הטבועה של AECII ולא יבלבלו על ידי זיהום של סוגי תאים, מה שמשפר את יכולת הפרשנות של ביטוי גנים ומחקרי אינטראקציה בין וירוס למארח.
הפרוטוקול שהוזכר לעיל כולל הוצאה של נוגדנים שאינם AECII באמצעות מגוון רחב של נוגדנים מסומנים פלואורסצנטית, המכוונים נגד אנטיגנים לויקוציטיים ולא-לויקוציטיים, ובחירה חיובית של AECII באמצעות תכונות פיזור צד וביטוי של המולקולה הספציפית לתאי האפיתל CD326. למרות שהוכח ששיטה זו הובילה לאוכלוסיות AECII טהורות מאוד (באמצעות SPC, סמן AECII), עד כה ניתן היה לאשר את טוהר האוכלוסיות שהושגו רק באמצעות צביעה תוך-תאית לאחר המיון. פרוטוקול זה יכול לשמש לבידוד AECII מהריאות הנגועות בנגיף SARS-CoV-2 ו-Influenza, שבהן AECII ממוקדים בעיקר על ידי הנגיף ומציגים התאמות תאיות מובחנות. עם זאת, שיטה זו עשויה שלא להתאים לבידוד AECII של עכברים בהקשר של מחקרי ביולוגיה של סרטן הריאות, שכן EpCAM (CD326) מתבטא גם בתאי סרטן ריאה בעכברים ובבני אדם13. למחקרים אלו, השימוש בזני עכברים טרנסגניים המבטאים חלבונים פלואורסצנטיים תחת שליטה שעתוקית של פרומוטר ה-Spc עשוי לספק גישה מתאימה יותר לבידוד אמין של AECII ראשוני.
תפוקה של 0.15 × 106 AECII ברי קיימא לכל ריאה ניאונטלית ועד 1.0 ×-106 תאים לריאה בוגרת ממחישה את היעילות והיכולת להרחבת הפרוטוקול. מכשול מרכזי לבידוד מוצלח של כמויות גדולות של AECII הוא עיכול אנזימטי לא יעיל ופירוק מכני של רקמת הריאה. לכן, חשוב להבטיח מילוי מלא של החללים הברונכואלוואולריים באנזים בשלב 2.1.4 ולבצע בזהירות פירוק רקמתי מכני בשלב 3.1.3. עיכול אנזימטי יעיל מניב תליית תא עכור עם תרומה מינימלית של אגרגטים נראים לעין, שלרוב ניתן לפירוק באמצעות פומפה בשלבי הסינון הבאים. אגרגטים גדולים יותר שאינם יכולים לעבור דרך מסננת התא בדרך כלל נוצרים כתוצאה מעיכול אנזימטי לא מספק. יש לשים לב שלא מומלץ להאריך את זמני העיכול האנזימטיים, שכן הדבר עלול להשפיע לרעה על צביעת החיסון14 שלאחר מכן ועל הדיוק של בידוד AECII מבוסס FACS.
מלבד יעילות התפרקות הרקמות האנזימטית והמכנית, הרקע הגנטי עשוי להשפיע על תפוקת ה-AECII. לפרוטוקול זה נעשה שימוש בעכברים על רקע C57BL/6. בהתאם להבדלים ספציפיים ספציפיים להתפתחות15,16 ואימונולוגית 17,18,19, ניתן להעלות על הדעת ששימוש בזני עכבר מעבדה אחרים (כגון BALB/c, DBA) עשוי לגרום לתפוקות AECII שונות. יתרה מזאת, תפוקת AECII מריאות מודלקות (זיהומיות או לא זיהומיות) יכולה להיות מופחתת משמעותית. זה יכול להיות תוצאה של מוות תאי עקיף (דלקתי) או ישיר (מתווך פתוגן) של AECII, המייצגים מטרות עיקריות לדוג' IAV 20,21 ו-SARS-CoV-2 22,23,24.
שימור שלמות התא במהלך דיסוציאציה מכנית, עיכול אנזימטי ומיון זרימה הוא מפתח נוסף לניתוחים מולקולריים ו/או פונקציונליים במורד הזרם. לכן, הערכה של הקיימות ותפקוד התאים של AECII לאחר המיון. AECII היו מסוגלים להיצמד למטריג'ל ולשמור על מורפולוגיה עשירה בגוף למלרית אופיינית למשך לפחות 24 שעות, מה שמעיד על יכולת פונקציונלית לאחר בידוד והתאמה לתרבות אקס-ויבו (כולל מודלים של זיהום).
הזיהום היעיל של AECII הממויין בנגיף IAV-mCherry reporter12 והתצפית על שכפול ויראלי חזק מאשרים מערכת זו כפלטפורמה איתנה להבהרת תגובות אנטי-ויראליות אפיתליאליות-פנימיות. מכיוון ש-AECII מווסת תהליכים מרכזיים המעורבים בביוסינתזה של סורפקטנטים, רגנרציה אלוואולרית וחסינות מולדת25,26, היכולת לבחון קינטיקה של שכפול IAV ותגובות שעתוק של מארח באוכלוסיות AECII מטוהרות תספק תובנות שלא ניתן להשיג בתכשירים של תאים מעורבים.
חידוש מרכזי בפרוטוקול זה הוא הכללת הליך קיבוע (fixation), המאפשר ניתוח צמוד של דגימות טריות ומושבתות. קיבוע ה-PFA ותהליכי חילוץ ה-RNA המותאם של FFPE שומרים על שלמות RNA במידה שתואמת לניתוחים טרנסקריפטומיים במורד הזרם, כפי שניתן לראות בהצלחה של PCR (qPCR) כמותי הפוך.
זמני קיבוע PFA עשויים להשפיע על איכות הצביעה וכך על התאוששות AECII על ידי FACS. יתרה מזאת, התפוקה והאיכות של RNA מושפעות בדרך כלל מתהליכי קיבוע. בהתאם למודל הזיהום בחיים שבו נעשה שימוש, יש לקחת בחשבון היבטים אלה לתכנון ניסוי. מומלץ להימנע מזמן קיבוע ממושך ובמקום זאת למקסם את משך הטיפול ב-PFA כך שישמש הזמן המינימלי הנדרש, דבר שהוכח בניסויים כמבטיח השבתה מוחלטת של הנגיף הרלוונטי.
הערכת שפע ה-RNA הריבוזומי (rRNA) באמצעות מכשיר מיקרופלואידיקה משמשת כתחליף להערכת איכות ה-mRNA בדגימות ביולוגיות. פרוטוקול הקיבוץ/בידוד ה-RNA של AECII המתואר מאפשר בידוד RNA שלם באיכות מספקת לניתוחים טרנסקריפטומיים במורד הזרם, כפי שניתן לראות ביחס 28S/18S rRNA >1 וערכי מספר איכות RNA (RQN) >8. חשוב לציין כי שלב הדגירה של 80 מעלות צלזיוס מפחית באופן קריטי את תפוקת ה-RNA ואיכותו. התאמה של זמני טיפול תרמי יכולה לשמש באופן אופציונלי להגדלת תפוקת ואיכות ה-RNA ליישומים במורד הזרם.
ביחד, שיפורים מתודולוגיים אלו מספקים ערכת כלים נרחבת ללימוד ביולוגיית AECII בהקשר של בריאות, מחלות זיהומיות והתפתחות (מתינוקות ועד מבוגרים). התפוקה הגבוהה והטוהר של AECII המבודדים בגישה זו מאפשרים פרופילינג רב-אומי, הכולל בדיקות נגישות טרנסקריפטומיות, פרוטאומיות וכרומטין, וכן בדיקות פונקציונליות (למשל, זיהום אקס ויבו) לפענוח עוד יותר את המנגנונים הרלוונטיים של AECII ב-vivo.