最適化されたヒト末梢血単核細胞(PBMC)ex vivoアッセイを用いて、可燃性タバコ製品の調製物が受容体を介した細胞内分泌サイトカインとエフェクターPBMCの細胞溶解能力を著しく抑制することを示しました。これらの迅速アッセイは、製品の評価やタバコ曝露の潜在的な長期的影響の理解に役立つ可能性があります。
方法論記事
最適化されたヒト末梢血単核細胞(PBMC)ex vivoアッセイを用いて、可燃性タバコ製品の調製物が受容体を介した細胞内分泌サイトカインとエフェクターPBMCの細胞溶解能力を著しく抑制することを示しました。これらの迅速アッセイは、製品の評価やタバコ曝露の潜在的な長期的影響の理解に役立つ可能性があります。
他の病態生理学的変化の中で、タバコの煙への慢性暴露は、微生物感染症および腫瘍発生に喫煙者の感受性の増加に関連している炎症および免疫抑制を引き起こす。 エクスビボのヒト末梢血単核細胞における受容体媒介性免疫応答の抑制(PBMC)を煙成分で処理されたメカニズムを研究し、タバコ製品への曝露の可能性のある長期的影響を評価するための魅力的なアプローチである。ここでは、細菌性リポ多糖、Toll様受容体4リガンドによって刺激したPBMCを使用してex vivoでのアッセイを実行するための方法を最適化した。全体煙馴化培地(WS-CM)、可燃タバコ製品製剤(TPP)、及びニコチンの効果はサイトカイン分泌に調査し、ex vivoでのアッセイでのPBMCによる細胞死滅を標的とした。者らは、分泌されたサイトカインIFN-γ、TNF、IL-10、IL-6、及びIL-8および細胞内サイトカインIFN-47 ;, TNF-α、およびMIP-1αは、WS-CM-暴露PBMCにおいて抑制された。 K562標的細胞殺傷アッセイによって決定されるエフェクターPBMCの細胞溶解機能は、また、WS-CMへの曝露によって減少した。ニコチンはこれらのアッセイにおける最小有効だった。要約すると、我々は、生体外アッセイにおけるTPPの影響を評価するために改良されたアッセイのセットを提示し、これらの方法は、容易に関心のある他の製品をテストするために適合させることができる。
心血管疾患(CVD)、慢性閉塞性肺疾患(COPD)および癌1,2を含む慢性喫煙の健康への悪影響に対する知識ポイントの大幅なボディ。慢性の喫煙は、技術が病態生理学的効果の分子基盤を解明することにおいて有用であり、炎症および免疫抑制を引き起こすことが知られており、これらの変化は、喫煙3における微生物感染および癌の危険性の増大に寄与することが報告されている。 インビトロおよびエキソビボタバコの煙4-9( 表1)と、様々なタバコ製品10,11の新たな規制を案内するための重要なツールとして認識されている。
例えば、我々は、全煙馴化培地(WS-CM)および総粒子状物質(TPM)などの可燃タバコ製品製剤(のTPP)をはるかに細胞毒性および有害にあることを実証している不燃性のTPPまたはニコチン12,13よりDNA。公表された研究と一致して、最近、可燃のTPPまたはニコチン12,13ことが報告された。発表された研究と一致して、我々は最近、可燃のTPPが著しい免疫抑制を引き起こしたことを報告した。これは、受容体(TLR)-ligands Toll様の抑制によって証明された、サイトカイン分泌を刺激し、細胞(K562) のex vivoモデル14でのPBMCによる殺傷を狙っ。タバコの煙によって誘発される疾患プロセスにおける炎症の重要性を考えると、タバコの煙の免疫調節効果を評価するためのアッセイ条件のさらなる最適化は、このレポートに記載されている。
ex vivoでのアッセイは、典型的に、細胞内および分泌されるサイトカインなどアッセイ14を殺すK562細胞における細胞傷害性T細胞およびNK細胞の細胞溶解機能を測定した。アッセイは、WS-CM及びニコチン及びPBMCのその後の刺激とのプレインキュベーションを含んだ3日間にわたってTLRアゴニストとの;最終的な読み出しは、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を用いて、および/またはフローサイトメトリーを行っている。我々は、TLR-4受容体に結合し、細胞内サイトカインおよびサイトカインの分泌の産生をもたらすのPBMCを刺激し、細菌性リポ多糖(LPS)を利用する。単離PBMCを、細胞死アッセイ、およびIL-8の定量化のためのTPP、我々はまた、本発明の方法の免疫調節効果を評価するための様々なアッセイ手順の最適化に加えて。これらの方法は、他の研究課題に対処するために適用され、さらなる調節文脈でタバコ製品を評価するために洗練されてもよい。
表1 のin vitroの報告書を発表し、ex vivoでの方法はたばこ製品製剤のvarilus病態生理学的効果を研究するために使用される CS、タバコの煙媒体。 CSC、タバコの煙凝縮。 CSE、タバコの煙抽出物; ELISA、酵素結合免疫吸着アッセイ; GADPH、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ。定量PCR、定量的ポリメラーゼ連鎖反応。 RT、リアルタイム定量的ポリメラーゼ連鎖反応。 TS、タバコの煙。
| 著者(研究の年) | ラーンら (2004) | ムーディら (2004) | Oltmanns ら (2005) | Vayssier(1998) | Witherden ら (2004) | ビレルら (2008) |
| 細胞を使用 | ヒト気管支内皮細胞(BEAS-2B)、ヒト好中球 | 人間の肺胞上皮細胞(A549) | ヒト気道平滑筋細胞(HASMC) | ヒトpremonocytic U937細胞、ヒト単球 | 肺胞II型上皮細胞(ATII) | ヒト単球細胞株(THP-1)、ヒト肺マクロファージ |
| TPP使用 | CSE | CSC | CSE | TS | CSE | CS |
| メソッドの使用 | ELISA、定量PCR、マイグレーション、電気泳動移動度シフト | 免疫組織化学、電気泳動、Arrayscanキット、RT-PCR、ELISA | ELISA、RT-PCR、定量PCR、電気泳動 | ゲル移動度シフト | 光学顕微鏡、電子顕微鏡、電気泳動、ELISA | 定量PCR、ELISA、E-toxateキット(Sigma)を、p65のプレートアッセイ(のTransAM)、電気泳動、種々の免疫アッセイキット |
| メジャー | IL-8、GM-CF、AP-1、NF-κB、移行 | ヒストンアセチルトランスフェラーゼ、ヒストンデアセチラーゼ、NF-κB、IL-8、pIがκB-α、GADPH | HO-1、GADPH、RANTES、IL-8、エオタキシン | ヒートショック/ストレスタンパク質(HSP / Hsp70が)、HF転写因子、NF-κB、TNF-α | 界面活性剤タンパク質(SP-A、SP-C)、IL-8、MCP-1、GRO-α、TNF-α、IL-1β、IFN-γ | IL-8、IL-1β、IL-6、TNF-α、MIP1-α、GRO-α、MAPK / JNK / ERKリン酸化、cJUN:DNA結合、グルタチオン、P65:DNA結合 |
| 最終結果 | CSEは、AP-1活性化の抑制を介してサイトカイン産生をダウンレギュレートする。 | H 2 O 2とCSC示差的炎症性サイトカインの放出を調節する、ヒストンデアセチラーゼ活性を低下させる、ヒストンタンパク質のアセチル化を高める。 | タバコの煙は、TNF-α、20%CSE少ないタバコの煙によるIL-8放出、エオタキシンおよびRANTESの阻害によって強化、HASMCからのIL-8の放出を引き起こすことがあります。 | TSは、Hsp70の過剰発現およびNFkBの結合活性およびTNF-α放出の阻害に関連したHFの転写因子を活性化した。 | 減少ATII細胞由来ケモカインレベルが肺胞を損なうLAR修理、タバコの煙によって誘発される肺胞の損傷および肺気腫に貢献する。 | データは、喫煙者は呼吸器感染症が増加している理由のための機構的説明を提供する。生得的反応の抑制は、IL-8の増加を伴う。 |
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注:この研究を行うための書面によるインフォームドコンセントがグッド臨床プラクティスごとに、IRBの承認の下で地元の臨床研究ユニットで得られた。血液の処理は、PBMCおよび他の細胞培養実験の単離は、微生物学的に無菌用品および試薬を用いて、無菌条件下で行われる。
1. WS-CMの準備
PBMCの2の分離
3.凍結とのPBMCを解凍
4.細胞死の決定
注:ここに記載されている希釈はこのSTUのためのものでありDY。希釈は、それに応じて変更することができる。
5. EC 50の決定
6.分泌されたサイトカイン
注:ここに記載されている希釈液を本研究の目的のためのものです。希釈は、それに応じて調整することができる。
7.サイトメトリービーズアレイアッセイ
8. IL-8 ELISA
9.細胞内染色およびフローサイトメトリー
注:ここに記載されている希釈液を本研究の目的のためのものです。希釈は、それに応じて調整することができる。
10. K562キリングアッセイ
NOTE:K562細胞を増殖されるべきであるRPMI完全培地で37℃、5%CO 2での培養では、それらは、アッセイの前に80%のコンフルエンスに達するまで。
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結果は、平均(4ドナーサンプル)の平均値±標準誤差として示した。処理および未処理の対照サンプルとの間のスチューデントのt検定は、対応するコントロールとのすべての治療のためにExcelソフトウェアならびにt検定比較を用いて行った。統計的有意性は次式で示された:*、P <0.05; **、P <0.005。 ***、P <0.0005。
WS-CMおよびニコチンへの曝露の効果を測定するために、PBMCを3時間または24時間、WS-CMおよびニコチンの異なる濃度で処理した。細胞死は、二本鎖核酸にインターカレート7AADとして、堅牢で信頼性の高い7AAD染色法で測定し、16瀕死または死細胞の細胞膜に浸透することができる。細胞死の用量依存的増加は、等ニコチンユニット( 図1A)の4 / mlの近くで検出され、80%の細胞死と、24時間後にWS-CMで観察された。細胞死の同程度であったのみ3000 / mlのニコチン( 図1B)で指摘した。我々は、サイトカイン誘導および標的細胞を死...
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我々は、他の以前のTPPによるPBMCの処理は、サイトカインおよび14を殺し、標的細胞として機能的措置の発現および分泌を含むいくつかの応答を抑制することを実証した。前作に記載された実験の方法はより長いインキュベーション時間を必要とし、大きさが14で控えめだった。基本のためにこの魅力的なex vivoでモデルの潜在的な応用を考えると応用研究、我々はこれらのマルチステップ生物学的ア ッセイにおいてアッセイパラメータのいずれかが最適化することができるかどうかを調べた。ここでは、TPP処理エクスビボで PBMCモデルを用いてTLR媒介性免疫応答を測定するための簡便法を提示する。
実行可能なPBMCの単離これらのex vivoアッセイのための重要な要件です。潜在的なドナーにおける個々の変動と生理的な状況を考えると、それが応答するのPBMCを得ることが理想的です。本研究の目的のために、我々は隔離以前に発表された方法15を使用して、一般的に健康な成人被験者...
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著者らは、利益相反はないことを宣言します。
この作品は、医学のウェイクフォレスト大学医学部との共同研究契約の下で、RJレイノルズ·タバコ·カンパニー(RJRT)によって資金を供給されている。 GLプラサドはRJRTのフルタイムの従業員である。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 12 x 75 mm チューブ | BD ファルコン | 352058 | |
| 15 ml コニカル チューブ | コーニング | 430790 | |
| 2 ml マイクロチューブ | Axygen | MCT-150-C-S | |
| 3R4F リファレンス シガレット | ケンタッキー大学、農学部 | 3R4F | |
| 50 ml コニカル チューブ | コーニング | 430828 | |
| 500 ml ボトル | Corning | 430282 | |
| 7AAD | BD Pharmingen | 559925 | |
| 96 ウェル平底板 | Termo Nunc | 439454 | |
| 96 ウェル丸底板 | BD Falcon | 353077 | |
| 細胞培養フード | Thermo Scientific | 1300 シリーズ A2 | |
| 遠心分離機 | Eppendorf | 58110R | |
| CFSE | Molecular Probes Life Technologies | C34554 | |
| クラスターチューブ | Corning | 4401 | 飲み込むと有害、発がん性 |
| 物質 Cytofix/Cytoperm (パーマウォッシュ) | BD Biosciences | 555028 可燃性 | |
| DMSO (ジメチルスルホキシド) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| DPBS | Lonza | 17-512F | |
| FBS | Sigma-Aldrich | F2442 | |
| FCAP Array | BD Biosciences | 652099 | ソフトウェアはCBAデータを分析 |
| フィルターユニット | Nalgene | 156-4020 | |
| フローサイトメーター | BD Biosciences | FACS Canto II | 8色、Ex 405およびEm 785で。 |
| フローサイトメーター | BD Biosciences | FACS Calibur | 4 色、Ex 495 および Em 785。 |
| フローサイトメトリー解析ソフトウェア | Tree Star | FlowJo | |
| 凍結容器 | Nalgene | 5100-0001 | DMSO、刺激性 |
| GogliPlug | BD Biosciences | 555029 | 発がん性、刺激性、腐食性 |
| H2SO4 | Sigma-Aldrich | 339741 | |
| Human Inflammatory Cytokine Kit | BDバイオサイエンス | 551811 | |
| IFN-γV-500 | BD Horizon | 561980 | 皮膚感作剤 |
| IL-8 ELISA Kit | R and D Systems | DY208 | |
| Isolation buffer | Isolymph, CTL Scientific Corp. | 1114868 | 可燃性液体、刺激性 |
| イソプロピルアルコール | Sigma-Aldrich | W292907 | |
| L-Glutamine | Gibco Life Technologies | 25030-081 | |
| LPS | Sigma-Aldrich | L2630 | |
| MIP1-αPE抗体 | BDファーミンゲン | 554730 | 急性毒性、経口 |
| モネンシン | Sigma-Aldrich | M5273 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| チン | Sigma-Aldrich | N3876 | 急性毒性、環境ハザード |
| フィルム | ベミス | M」 | |
| パラホルムアルデヒド | Sigma-Aldrich | P6148 | 可燃性、皮膚刺激性 |
| ペン/連鎖球菌 | Gibco Life Technologies | 15140-122 | |
| RPMI 1640 | Gibco Life Technologies | 11875-093 | |
| ランニングバッファー | MACS ランニングバッファー、Miltenyi Biotech | 130-091-221 | |
| Th1/Th2 CBA キット | BD Biosciences 551809 | ||
| TNF-&アルファ;Alexa Fluor 488 抗体 | BioLegend | 502915 | |
| トランスファーピペット | Fisher Scientific | 13-711-20 | |
| Tris Base | Sigma-Aldrich | T1503 |
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