単球単層アッセイ(MMA)は、哺乳類の末梢全血から得られた単離された初代単球を利用して、Fcγ受容体(FcγR)を介した食作用を評価するin vitroアッセイです。
単球単層アッセイ(MMA)は、哺乳類の末梢全血から得られた単離された初代単球を利用して、Fcγ受容体(FcγR)を介した食作用を評価するin vitroアッセイです。
もともとは血清学的に不適合な血液の輸血結果を予測するために開発されましたが、単球単層アッセイ(MMA)は、研究と臨床の両方の環境で抗体とFcγ受容体(FcγR)を介した食作用のさまざまな側面を調べるために変更できる非常に汎用性の高いin vitroアッセイです。このアッセイは、哺乳類の全血から単離された末梢血単核細胞由来の接着性単球を利用します。MMAは、ヒトとマウスの両方の研究に使用することが説明されています。これらの単球は、免疫応答に関与するFcγR(FcγRI、FcγRIIA、FcγRIIB、FcγRIIIAなど)を発現します。MMAは、FcγRを介した相互作用、特に食作用のメカニズムを利用しており、抗体感作性赤血球(RBC)がFcγRに付着および/または活性化し、その後単球によって食作用します。インビボでは、主に脾臓や肝臓に見られる組織マクロファージが、抗体オプソニン化赤血球のFcγR媒介性食作用を行い、血管外溶血を引き起こします。MMAを使用して食作用のレベルを評価することにより、in vivo FcγRを介したプロセスのさまざまな側面を調査できます。MMAのアプリケーションには、輸血環境における同種抗体または自己抗体の臨床的関連性の予測、食作用を促進または阻害する候補薬の評価、蛍光顕微鏡法または従来のウェスタン免疫ブロッティングとアッセイを組み合わせてFcγR関与薬または抗体の下流シグナル伝達効果を調査することが含まれます。いくつかの制限には、開始から終了まで丸一日かかるこの技術の骨の折れる作業や、哺乳類の血液を扱うための研究倫理承認の要件が含まれます。しかし、勤勉さと適切なトレーニングにより、MMAの結果は24時間のターンオーバー時間内に取得できます。
単球単層アッセイ(MMA)は、もともと赤血球に対する自己抗体または同種抗体(RBC)1-5を持つ患者の輸血結果をより良く予測するために開発されたin vitroアッセイです。このin vitroアッセイを用いて、Fcγ受容体(FcγR)媒介性食作用における抗RBC抗体の効果を評価することにより、in vivoでの臨床転帰を予測することが可能です。実際、MMAは、血清学的に不適合な血液の輸血にもかかわらず、抗体結合RBCの免疫破壊を回避するために成功裏に使用されてきました5。適合性試験の典型的な輸血前手順は、クロスマッチングとも呼ばれ、患者の血液のABO抗原とRh抗原のタイピングや、患者内の抗RBC抗体の存在のスクリーニングを含む血清学的方法が含まれます6。ABO/Rhに一致する血液が選択され、抗体が存在する場合は、これらの抗原を避けるために輸血用の血液をさらに選択できるように、抗体の同定が試みられます。理想的なクロスマッチの結果は、すべてのドナーの血液が患者の血液と血清学的に適合する場合に発生し、輸血後の溶血のリスクが軽減されます7。しかし、このシステムは、反復輸血や妊娠によって同種免疫化されるようになった少数の患者グループには不十分です。これらの患者は、特定のRBC抗原に対する同種抗体を産生します。一部の人々は、一般集団で非常に高い頻度の抗原に対する抗体を産生するため、8,9のクロスマッチングが次第に困難になります。複雑さに加えて、すべての同種抗体が臨床的に重要であるわけではありません。言い換えれば、血清学的検査で検出された赤血球への同種抗体の結合は、抗原陽性で不適合な血液を輸血した場合、必ずしも溶血をもたらさない。MMAはもともと、輸血設定1-5における血清学的に不適合な血液の潜在的な臨床的意義を評価するために開発されました。
>jove_content<抗体結合赤血球の血管外溶血は単核食細胞系によって媒介されることが知られているため、初代単球/マクロファージは診断アッセイの開発に利用されます。単球、赤血球、および抗体の相互作用を研究する最初のアッセイは1975年に発表されましたが、使用された最適でない条件はロゼット形成(単球の末梢への赤血球の結合)のみをもたらし、食作用は観察されませんでした10。アッセイに大幅な変更が加えられたいくつかのグループにより、同種抗体結合赤血球の食作用のレベルが溶血1-5の臨床転帰と相関するアッセイが得られた。最近、臨床サンプルの最適な保存条件とアッセイ条件のさらなる最適化が検討され、自家患者サンプル11を用いた臨床MMAクロスマッチの有用性が向上した。輸血の結果を予測するために、MMAに加えて3つの診断技術が採用されています:51Cr放出試験、ロゼット試験、および化学発光試験(CLT。51Cr放出試験では、患者に51個のCr標識ドナーRBCを注射し、標識したRBCの半減期をモニターし、輸血後の生存またはクリアランスを予測する12,13。この方法は放射性物質を使用するため、もはやほとんど行われていません。ロゼット試験は、単球を赤血球と混合してインキュベートし、ロゼット形成のレベルを定量化することを含む(食作用なし)14。in vivoでの抗体の臨床的意義には、脾臓および/または肝臓に見られるマクロファージによる活発な食作用が含まれます。したがって、この方法では、食作用の適切な読み出しは提供されません。CLTは、ルミノールがファゴソーム15で酸化されると青色に蛍光を発するため、RBCの単球食作用中の酸化バーストをモニターするためにルミノールを使用します。この方法は優れていますが、好中球による汚染により、読み出しが混乱する可能性があります。利用可能な4つの方法の感度、実用性、再現性を評価するために並行比較が行われ、CLTとMMAの両方が上位にランクされました16。しかし、CLTは主に胎児および新生児の溶血性疾患(HDFN)の評価に利用されており、アッセイの最適なpH8.0は食作用のレベルを損なう可能性があります11。
その診断的および臨床的有用性に加えて、MMAは他の研究目的のために変更されました。実際、MMAは、血清学と生物学の不一致に対処するための機能アッセイとして役立つだけでなく、静脈内免疫グロブリン(IVIG)療法後の溶血の原因を遡及的に調査するためにも使用されてきました17。また、FcγR媒介性食作用18-20の化学阻害剤の構造機能を調べるため、およびFcγR媒介性食作用21の下流シグナル伝達を研究するためにも使用されています。当研究室では、ヒトMMAを用いるだけでなく、マウス初代末梢血単核細胞(PBMC)や自家赤血球を用いたマウスMMAを開発しています。理論的根拠は、in vivo 自己免疫性溶血性貧血 (AIHA) マウス モデル (未発表データ) を開発するための中間体として、FcγR 媒介性食作用を誘導できる抗体をスクリーニングすることです。さまざまな修飾は、食作用を誘導するIgG抗体とFcγR相互作用のさまざまな側面に焦点を当てています。
研究倫理委員会/機関審査委員会によるヒト試料の使用の承認を取得し、すべてのヒトのドナーから署名された同意を得ます。 MMAは、動物用倫理承認以下、人間のアッセイと同様に、マウスのPBMCを使用して行うことができます。 MMAは、無菌の組織培養技術を利用します。
メモ: 図1を参照してください。
注:我々は方法が唯一の「短期」とは、培養法であるとして、無菌技術を維持するために、アッセイ中にレベル2生物学的封じ込めのキャビネットを使用することをお勧めしますが、細菌がアッセイを汚染するため、実際に十分な時間がありません。したがって、レベル2の生物学的封じ込めキャビネットが存在するだけではなく、このアッセイのためにいずれかを購入していない場合、アッセイはオープンベンチに、生物学的封じ込めキャビネットの外で行うことができました。 5%CO 2で37℃のインキュベーターの使用は、しかしながら、オプションではなく、使用しなければなりません最適な結果を得ます。
1.末梢血単核細胞の単離
2.付着した単球の前処理
注:食作用を阻害または増強する方法を模索している場合、このステップが必要なだけです。
3. R 2 R 2赤血球のオプソニン化を
注:ここで使用されるR 2、R 2は、採血センター(カナダ血液サービス)から取得されますが、彼らはまた、市販されています。オプソニンR 2 R 2 RBCをのFcγR媒介性食作用の陽性対照として使用されています。ナイーブR 2、R 2は、1ヶ月まで4℃で(貯蔵寿命を延ばすために)Alseverの溶液中に保存されるべきです。 Alseverのソリューションは、社内で作られ、0.8で構成されています%/ vのクエン酸三ナトリウム(二水和物)、1.9%W / Vのデキストロース、W 0.42%/ vの塩化ナトリウム、および0.05%W / Vクエン酸(一水和物)wです。 R 2 R 2セルが利用可能でない場合、例えば、R 1、R 2、R 1、R 1、R 1、R、またはR 2、Rのような他のRh表現型細胞を使用することができます。
4.のFc受容体媒介食作用
貪食の5定量
図1において非常に重要なステップと上記で概説した手順に従うことで、MMAは再現可能に行うことができます。 IVIGは、 図2の食作用の阻害のための例として使用しました。 IVIGは、このように食作用の下流の結果を阻害し、結合し、Fc受容体をブロックすることが知られています。使用IVIGの量を滴定することにより、用量依存的阻害とは、/ mLの全て( 図2A)で阻害しなかった/ mLの0.5μgの下の100%に近い抑制および濃度をもたらした200μg以上の濃度、観察されます。食作用指数は、形質転換し、0%阻害、/ mLで決定することができるの3μgのIC 50( 図2B)での阻害曲線としてR 2 R 2陽性対照に対して標準化されている場合。
一貫してアッセイを実施することに加えて、quantificaアッセイの化は、時には困難な場合があります。 図3は 、様々なMMAスライドの位相差顕微鏡画像のコレクションです。顕微鏡の経験では、1は、混入RBC( 図3D)、または貪食RBC( 図3B)からの液胞から単球を区別することができます。細胞および/または破片の密なクラスターは、定量化( 図3EおよびF)の間に避けるべきです。また、1はオーバーオプソニン化単球の内部をovercrowdsし、正確な定量( 図3C)に干渉する高め食作用につながるR 2 R 2 RBCを、避けるべきです。

MMAの1模式図を図。 MMAにおける重要なステップのステップバイステップの描写:全血からPBMCを単離し、付着しmonocytを供給オプソニン化R 2、R 2、およびチャンバースライドを洗浄とエス。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

図2静脈内のIgG(IVIG)は、MMAを用いてインビトロで食作用を阻害します。 IVIGは、食作用を阻害することが知られており、人間のMMAにおける阻害対照として使用します。 (A)IVIGの滴定は、未処理のR 2 R 2、対照と比較食作用の用量依存的阻害をもたらしました。結果は、n = 3回の実験の平均(SEM)の平均±標準誤差を示しています。統計分析は、 スチューデントt検定を用いて行った:**P≤0.01及び***P≤0.001。 IC 50 OでIVIGの(B)阻害曲線F 3 / mlの(点線)。結果は、未処理のR 2 R 2(0%阻害)に対して正規化したデータを示します。 n = 3の実験の平均±SEM。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

40X倍率下サンプルスライドの図3の位相差顕微鏡画像。 (A)単球が背景(白矢印)で非常に少数の汚染、非貪食R 2 R 2で、平均(独特のハロー輝きと黒の矢印)に1-2、R 2、R 2を貪食した完璧なスライド。貪食R 2、R 2と間違われることができ、このスライドに示すように、(B)、単球が時々拡大してきた空胞(白矢印)、。 (C <R 2、R 2は、上でオプソニン化されている場合には/)>強い、以上の4-5は、単球あたりR 2 R 2(黒矢印を貪食)R 2、R 2は、単球および別個の細胞内で混雑しているので、難しいカウント正確なレンダリング境界は区別することはできません。 (D)スライドの不十分な洗浄は、付着したRBCと間違われる可能性が豊富で、R 2、R 2汚染(白矢印)、につながります。 (E)場合によっては、単球および夾雑赤血球のクラスターを形成してもよいです。クラスタはまた避けるべきである細菌汚染を示しています。 (F)単球は、定量化の際に避けるべきであるより大きな凝集体を形成することができます。表示するために、フィールドのランダムな選択を使用して、パネルAは、MMAが適正に行われている場合に通常観察されるものです。スケールバーは20μmです。 こちらをクリックしてくださいこの図の拡大版を表示します。
MMAは、組織培養および顕微鏡の両方の専門知識を必要とする面倒な手法です。成功を確実にするには、いくつかの重要なステップがあります:単球、単層の1)の生成は、 RBCの2)オプソニン化、および3)マニュアル定量化。単球の単層は、チャンバースライドに非常に強く付着しないので、生理的pHは、アッセイ11を通じて維持されなければならないとPBMCの十分な数が播種されるべきです。接着した細胞を乱す可能性があり、激しいピペッティングは、避けるべきです。一つのアプローチは常に削除して、チャンバーの同じコーナーからソリューションを追加し、動きがゆっくりと着実であることを保証することです。同様に、過剰な赤血球を除去するための最後の洗浄工程の間に、動きがゆっくりと着実にする必要があります。まだ未貪食RBCの大部分を除去しながらこれは、単層に最小限の妨害を保証します。不十分な洗浄は、手動の資格を行い、混入RBCの高いバックグラウンド、につながりますntification難しいです。第二に、R 2、R 2 RBCが十分に貪食制御のための80から120までの平均貪食インデックスを取得するためにオプソニン化する必要があります。この目的の食作用範囲はカウントのしやすさとのバランスを打つと統計分析のための食作用の十分な量を維持する( 例えば、5つ以上の単球は、赤血球を正確に定量化することは困難である貪食しました)。オプソニン作用の程度は、IATによって確認することができ、4+ 3+との間の読み取りが必要です。 R 2、R洗浄の間の過剰な溶解があるとき上清は暗赤色に変わったら、または食作用の有意な減少は、ストレージ内の細胞の老化に起因する実験で観察されたときに2個のRBCは、破棄されるべきです。最後に、顕微鏡を使用して手動定量は、実験室の担当者の間や実験間でカウントを比較する場合は特に、注意が必要です。各ウェルに同じフィールドを調べることによって、または単により多くの細胞を計数することによってより一貫性のある数を得ることができます。経験豊富な技術とトレーニング用スライドの指定されたセットを使用したサイド・バイ・サイドのトレーニングが推奨されます。
MMAの主要な批判は、手動の定量化ステップの主観です。しかし、適切な訓練で、一貫性が異なるカウンタ渡って得ることができます。別の制限は、ヒト試料を扱うデータ変動の源である2 R 2表面抗原の発現レベルを、単球食作用能力およびRにおいて内因性のドナーからドナーの違いです。
他の代替技術は、FcγRを媒介食作用を調べるために利用可能です。市販のキットの大部分は、食作用をモニターするための蛍光出力を利用して( 例えば、生体粒子、pH感受性蛍光タンパク質、またはIgG標識蛍光ラテックスビーズ)。蛍光出力の使用は、より客観的な定量化を提供しますが、1はまた、コンする必要があります可用性、コスト、および蛍光顕微鏡やフローサイトメーターと同様に、市販のキットの際に後続依存の使用に関連するトレーニングサイダー。
最後に、このアッセイは、研究の質問に応じて変更することができます。食作用の薬物阻害をテストする場合、例えば、単球を前処理することができるいずれかまたは薬物およびオプソニン化赤血球( すなわち、競合アッセイ)の両方と共培養しました。異なるサブタイプ、キメラ抗体、または組換え構築物の抗体の下流のシグナル伝達も試験することができます。普遍的抗原ヌル血液24の開発における最近のブレークスルーでは、MMAは、食作用を誘発における低下効果が実際に存在するかどうかを評価するために様々な抗体を用いたこれらの抗原ヌルRBCの初期画面で利用することができます。
著者らは開示するものは何もない。
著者は、カナダの血液サービスからT.N.T.への大学院フェローシッププログラム賞に感謝します。この研究は、連邦政府(Health Canada)と州および準州の保健省が資金提供するCanadian Blood Services' Centre for Innovationから資金援助を受けました。ここに記載されている見解は、カナダの連邦政府、州政府、または準州政府の見解を反映したものではありません。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 酸性クエン酸デキストロース(ACD)バキュテナーBD | REF364606 | ||
| RPMI 1640 | グマ | R8758 | |
| HEPES | バイオショップ | HEP003.100 | |
| シ胎児血清 | マルチセル | 080150 | |
| Gentamicin | Gibco | 15710-64 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-03 | |
| https://www.gelifesciences.com/ リン酸緩衝生理食塩水 | Sigma | D8537 | |
| 8-chamber slides | Lab-Tek-ll | 154534 | |
| R2R2 (cDE/cDE) 赤血球 | カナダの血液サービス | 市販の(例えば、http://www.bio-rad.com/en-ca/product/reagent-red-blood-cells) | |
| ポリクローナル抗Dヒト血清ガン | マバイオロジクス | DIN 02247724 | 市販のモノクローナル抗DまたはRh免疫グロブリン |
| 100%メタノール | カレドン | 6700-1-42 | |
| ポリビニルアルコール樹脂 | で置き換えることができますシグマ | P8136 | 市販のマウントで代用可能 |
| UltraPure グリセリン | Invitrogen | 15514-011 | |
| カバースリップ | VWR | 48366 067 | |
| ノバクローン 抗IgG | Immucorgamma | 5461023 | IAT用オプション (http://www.fda.gov/downloads/biologicsbloodvaccines/.../ucm081743.pdf) |