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Articolo metodologico

Quantificazione della formazione di increspature della membrana mediante microscopia elettronica a scansione

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8 luglio 2025

In questo articolo

Abstract

Fonte: Ahn, W. et al., Visualizzazione della formazione di increspature della membrana utilizzando la microscopia elettronica a scansione.J. Vis. Exp. (2021)

Questo video mostra la preparazione del campione, la fissazione e l'imaging di una cellula macrofagica che mostra increspature della membrana utilizzando la microscopia elettronica a scansione, SEM. Informazioni dettagliate sulla morfologia e l'organizzazione della membrana sono fondamentali per comprendere le condizioni fisiologiche delle cellule.

Protocollo

1. Linea cellulare e coltura cellulare

  1. Coltiva 264,7 macrofagi RAW nel Modified Eagle Medium (DMEM) di Dulbecco integrato con il 10% (vol/vol) di siero fetale bovino (FBS) inattivato termicamente, 100 UI/mL di penicillina e 100 μg/mL di streptomicina in un incubatore umidificato a 37 °C e 5% di CO2. Sostituire i terreni di crescita a giorni alterni.
  2. Quando le cellule diventano confluenti all'80%, lavare la piastra due volte utilizzando PBS sterile.
  3. Staccare le cellule aggiungendo 1.000 μl di tripsina-EDTA allo 0,5% e incubare la piastra di coltura cellulare per 3-5 minuti in un incubatore umidificato a 37 °C.
  4. Esaminare la piastra al microscopio ottico per confermare la dissociazione cellulare. Aggiungere 10 ml di terreno di coltura contenente il 10% di FBS per inattivare la tripsina.
  5. Raccogliere la sospensione cellulare in una provetta conica da 50 mL e centrifugare a 400 x g per 5 minuti a temperatura ambiente. Risospendere delicatamente le cellule nel terreno di coltura cellulare completo e determinare la conta e la vitalità delle cellule utilizzando la colorazione con Trypan Blue (0,4%).
    nota: La vitalità cellulare minima raccomandata per questo esperimento è del >90%.
  6. Posizionare i vetrini coprioggetti sterili nei pozzetti di una piastra a 24 pozzetti utilizzando una pinza autoclavata. Seminare le cellule su vetrini coprioggetti a una densità di 1 x 106 cellule/mL e incubare la piastra per una notte in un incubatore umidificato a 37 °C e 5% di CO2.
  7. Sostituire il terreno di ciascun pozzetto con un terreno completo fresco da 500 μl prima del trattamento. Pretrattare i macrofagi con un mezzo disperdente (DMSO o altri solventi utilizzati per sciogliere l'EIPA) o con l'inibitore della macropinocitosi 5-(N-etil-N-isopropil)-amiloride (EIPA, 25 μM) per 30 minuti.
  8. Trattare le cellule con veicolo e stimolatori della macropinocitosi per promuovere l'arruffamento della membrana: forbolo 12-miristato 13-acetato (PMA, 1 μM, 30 min) e fattore stimolante le colonie di macrofagi (M-CSF, 100 ng/mL, 30 min).
    nota: Inibitori alternativi [ad es. latruncolina A (1 μM, 30 min) o citocalasina D (1 μM, 30 min)] e stimolatori [ad es. fattore di crescita epidermico (EGF, 100 ng/mL, 10 min) o fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF, 100 ng/mL, 15 min)] della macropinocitosi possono essere utilizzati anche per caratterizzare la macropinocitosi nei macrofagi e in altri tipi di cellule. Le cellule possono richiedere la fame di siero durante la notte prima del trattamento con stimolatori fisiologici della macropinocitosi. È importante notare che le concentrazioni e i tempi di incubazione più efficaci dovranno essere determinati per stimolare la macropinocitosi in altri tipi di cellule.

2. Fissazione SEM

  1. Dopo il trattamento, aspirare il terreno dai pozzetti e lavare due volte i vetrini coprioggetti con PBS ghiacciato.
  2. Fissare le cellule (4% paraformaldeide e 2% glutaraldeide in cacodilato di sodio 0,1 M) per 30 minuti a temperatura ambiente, seguita da incubazione notturna nel fissativo a 4 °C.
  3. Lavare delicatamente e incubare i vetrini coprioggetti con 500 μl dei seguenti reagenti senza disturbare il monostrato cellulare.
    1. Lavare una volta in cacodilato di sodio 0,1 M e incubare per 15 minuti.
    2. Lavare due volte con dH2O con 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
    3. Lavare due volte con etanolo al 25% con 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
    4. Lavare due volte con etanolo al 50% con 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
    5. Lavare due volte con etanolo al 75% con 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
    6. Lavare due volte con etanolo all'80% con 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
    7. Lavare due volte con etanolo al 95% con 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
    8. Lavare due volte con etanolo al 100%. Eseguire 10 minuti di incubazione in ogni lavaggio.
      nota: La sostituzione/sostituzione dei reagenti deve essere effettuata rapidamente per evitare l'essiccazione all'aria delle cellule. I vetrini coprioggetti possono essere lasciati in etanolo al 100% per diversi giorni a 4 °C. Per la conservazione a lungo termine, aggiungere ulteriore etanolo al 100% e coprire i pozzetti con parafilm per evitare l'essiccazione all'aria del campione.

3. Asciugatura del punto critico

  1. Metti i vetrini coprioggetti in un essiccatore a punti critici e coprili con etanolo al 100%. Premere il pulsante di accensione e aprire il serbatoio di CO2.
  2. Premere il pulsante Cool per circa 30 s fino a quando la temperatura scende a 0 °C. Premere il pulsante Fill finché non appare una bolla nella finestra della camera.
  3. Premere il pulsante di spurgo fino a quando l'odore di etanolo dallo scarico di spurgo scompare. Premere nuovamente il pulsante Cool fino a quando la temperatura scende a 0 °C.
  4. Premere nuovamente i pulsanti Riempimento e Spurgo per spegnerli e chiudere il serbatoio di CO2. Premere nuovamente il pulsante Freddo per spegnerlo e premere il pulsante Riscaldamento.
  5. Impostare la temperatura a 42 °C e la pressione a 1.200 psi. Una volta che la pressione e la temperatura si sono stabilizzate, premere il pulsante di spurgo per consentire alla pressione di diminuire lentamente.
  6. Una volta che la pressione della camera raggiunge i 150 psi, premere il pulsante Vent e attendere che la pressione scenda a 0 psi. Spegnere l'asciugatrice a punto critico e rimuovere i vetrini.
  7. Monta i vetrini coprioggetti su supporti per campioni in alluminio SEM utilizzando linguette adesive al carbonio e soggetti a rivestimento sputter utilizzando oro/palladio in un rivestimento sputter.
  8. Accendi il pulsante di accensione e attendi che il vuoto raggiunga i 30 mTorr. Sciacquare la camera per rimuovere l'umidità e l'aria spegnendo l'interruttore del gas e ruotando la valvola del gas fine in senso antiorario.
  9. Una volta che il vuoto aumenta a 200 mTorr, spegnere l'interruttore del gas e attendere che il vuoto raggiunga i 30 mTorr. Ripeti questo passaggio 3 volte.
  10. Premere il pulsante Timer e regolare la manopola Voltage finché l'indicatore non legge 10 mA. Rimuovere i vetrini coprioggetti rivestiti dalla camera.
    nota: Seguire le istruzioni del produttore per eseguire l'essiccazione dei punti critici e il rivestimento sputter del campione.

4. Imaging e quantificazione

  1. Inserire i vetrini coprioggetti dei campioni nella camera di un microscopio elettronico a scansione. Chiudere la porta e premere il pulsante Evac.
  2. Aprire il software operativo SEM. Impostare la tensione di accelerazione a 15 kv e la distanza di lavoro a 10 mm.
  3. Premi il pulsante Coordinate e spostati intorno al controller finché le celle non appaiono al centro dello schermo di osservazione. Impostare l'ingrandimento su 3.500x e acquisire l'immagine del campione facendo clic sul pulsante Foto.
    nota: Usa un livello di ingrandimento più elevato (da 8.500x a 16.000x) per mostrare la membrana plasmatica con maggiori dettagli.

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Dichiarazioni

Nessun conflitto di interessi dichiarato.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
0,5% tripsina-EDTAGibcoCodice 15400-054
2% GlutaraldeideScienze della microscopia elettronicaCodice: 16320
4% ParaformaldeideSanta Cruz Biotecnologia281692
5-(N-etil-N-isopropil)-amilorideSigma Scienze della VitaA3085
Linguette adesive in carbonioScienze della microscopia elettronicaCodice: 77825-09
DimetilsolfossidoCorning25-950-CQC
Aquila di Dulbecco modificata mediaCytiva Scienze della vitaSH30022.01
Piastra per coltura cellulare multipozzetto con TC a fondo piatto trasparente Falcon a 24 pozzettiFalcone353047
Siero fetale bovinoGemelli Bio900-108
Incubatore a CO2 HERAcell 150iThermo Fisher Scientifico51026282
Hummer modello 6.2 sputter coaterAnatech Stati UnitiCodice: 58565
Microscopio elettronico a scansione JSM-IT500HR
Vetro di copertura del microscopioThermo Fisher Scientifico12-545-82
Penna StreptococcoGibcoCodice: 15140-122
Phorbol 12-miristato 13-acetatoMillipore SigmaCodice: 524400
RAW 264.7 macrofagoATCCATCC TIB-71
M-CSF umano ricombinantePeprotech300-25
Essiccatore per punti critici Samdri-790Società di ricerca Tousimis8778B
Supporti per campioni in alluminio SEMScienze della microscopia elettronicaCodice: 75220
Cacodilato di sodioScienze della microscopia elettronicaCodice: 12300
Soluzione blu di TrypanThermo Fisher Scientifico15250061

Tag

Coltura cellulare di macrofagiPreparazione del campioneProtocollo di fissazioneEssiccazione al punto criticoSputter coatingImaging a fascio elettronicoRilevamento di elettroni secondariMorfologia della superficie cellulare