ここでは、光シート顕微鏡を用いた三次元 (3 D) コラーゲン マトリックスに埋め込まれた免疫細胞を可視化するためのプロトコルを提案する.このプロトコルはまた、3 D の細胞の移動を追跡する方法を詳しく説明します。3 D マトリックスの懸濁細胞の他のタイプのこのプロトコルを用いることができます。
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ここでは、光シート顕微鏡を用いた三次元 (3 D) コラーゲン マトリックスに埋め込まれた免疫細胞を可視化するためのプロトコルを提案する.このプロトコルはまた、3 D の細胞の移動を追跡する方法を詳しく説明します。3 D マトリックスの懸濁細胞の他のタイプのこのプロトコルを用いることができます。
生体内で、活性化、増殖、およびすべての免疫細胞の機能は、例えばリンパ節の組織の三次元 (3 D) 環境で発生します。最新では、ほとんどの生体外でシステムは細胞培養プレートか coverslips などの 2 次元 (2 D) 表面に依存します。生理学的な条件を最適な模倣の in vitro、単純な 3 D コラーゲン マトリックスを駆使します。コラーゲンは細胞外マトリックス (ECM) の主要なコンポーネントの 1 つと広く 3 D マトリックスを構成するために使用されています。3 D イメージングの (単一の平面照明顕微鏡とも呼ばれる) 最近開発された光シート顕微鏡技術は高い集録速度、大きな浸透深さ、低漂白、photocytotoxicity と紹介されています。さらに、光シート顕微鏡は長期計測のため特に有利です。ここで最適化されたプロトコルは、セットアップ、人間の免疫細胞、例えば主なひと細胞傷害性 T リンパ球 (CTL) を処理する方法を記述してナチュラル キラー (NK) 細胞の生細胞イメージングのための光シート顕微鏡用 3 D コラーゲン マトリックス ・固定サンプル。細胞遊走の画像取得と解析の手順が掲載されています。特定焦点は、重要なステップと試料調製及びデータ解析のための要因を強調表示に与えられます。このプロトコルは、3 D コラーゲン マトリックスの懸濁細胞の他のタイプのために用いることができるし、免疫細胞に制限されていません。
移行についてほとんど知識細胞に由来する 2 D 実験1,2,3、通常ガラスまたは文化/イメージングのプラスチック表面で実施された料理。しかし、生理学的なシナリオを必要とするほとんどのケースで 3 D 微小環境、細胞外マトリックス (ECM) が決定的な役割を果たしています。ECM は、適切な細胞の形態を維持するために 3 D 構造エッセンシャルを提供するだけでなく、生存信号または多く細胞4、5の最適な機能の方向性の手がかりを提供しています。したがって、3 D 環境が良い細胞機能および生理学的なコンテキストを反映してより良い環境での動作を識別するために必要です。
人間の体内では、ほとんど細胞免疫細胞特には 3 D シナリオの下でその機能を発揮します。たとえば、活性化 T 細胞は標的細胞を探して組織をパトロール、ナイーブ T 細胞はリンパ節の検索中に移行モードと機械に対応する細胞外適応している同種の抗原提示の細胞に移行環境3,6,7。3次元コラーゲンゲルは、よく確立され、よ特徴付けられた 3 D の細胞培養システム8,9,10として広く使用されています。我々 の以前の仕事は、一次ヒトリンパ高度なモバイルが 0.25% コラーゲン ベースの行列11約 4.8 μ m/分の平均速度で移行を示しています。細胞骨格の再編は、細胞移行12のキーの役割を果たしています。細胞外シグナルが曲とリンパ球のみのシングル モードの移行は適用されませんまだ場所、微小環境、サイトカイン、走化性の勾配に応じて特定の移行動作を切り替えることができますを示しています証拠を蓄積、別の方法3の回遊行動。
免疫細胞機能や動作、たとえば、移行、突出部形成または小胞輸送を確実に分析するには、高速かつ信頼性の高い方法で比較的大きな 3 D ボリューム内の画像を取得することができるため大きな利点です。3 D イメージングのため (1 つの平面照明顕微鏡とも呼ばれる) 最近開発された光シート顕微鏡技術は、満足のいく解決13,14を提供しています。買収、イメージング、中にサンプルを照らす照明板が薄く静的が生成されます。これで、焦点面大面積は、平面を細胞に影響を与えずに同時に照らされることができます。この機能により、大幅に削減漂白と photocytotoxicity 高速です。本稿では、光シート顕微鏡を用いたプライマリひと免疫細胞を可視化する方法と 3 D のシナリオで移行を分析する方法について説明します。
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ひと由来の材料 (ヒトの血液ドナーからの白血球減少システム室) と本研究の遂行の研究が倫理委員会 (16.4.2015 (84/15; から宣言によって承認されて教授博士レッティグ Stürmer))、対応するガイドラインに従います。
1. 中和コラーゲン溶液の調製 (500 μ L)
2. 毛細血管を使用して光シート蛍光顕微鏡用試料
3. 画像集録光シート顕微鏡を用いた
4. 自動追跡の分析
5. 固定と蛍光抗体法コラーゲンの細胞の染色
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T 細胞の移行中に突出部形成は、アクチン依存である非常にダイナミックなプロセスです。主なヒト CTL の突起形成を視覚化するには、一過性11の前に、の前述の CTL におけるアクチン細胞骨格のラベルに mEGFP 融合タンパク質を transfected しました。トランスフェクション後、1 日、細胞は、コラーゲン マトリックスに埋め込まれていた。画像のスタックを取得したすべての 40 光シート顕微鏡を用いた 37 ° C で 1 μ m のステップ サイズの s です。レモンの形をした主要な突起、CTL の人間の形に、移行中に図 2 aおよび附則ムービー 1に示すようは、紡錘状の微細構造による縁。ここに示すだけでなく、1 つの単一のセルをイメージしました実験が大量 (538 μ m3x 450 x 450) (図 2 b)。したがって、光学的品質とこ...
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ほとんどの in vitroアッセイは 2 D 画面で、たとえば細胞培養プレート、シャーレや coverslips、生体内で細胞、免疫細胞特に経験ほとんど 3次元微小環境に対し行われます。出現の証拠は、2 D と 3 D のシナリオ17で免疫細胞の移行パターンが異なることを示しています。さらに、腫瘍細胞の発現も 2 D と 3 D 培養組織18,19,20で異なっています。したがって、最高の in vitro生理的条件をシミュレートする 3 D コラーゲン マトリックス中のインスタンスの 3D コンテキストで実験を実行する大きな利点です。新開発のアプローチ、特に、光シート蛍光顕微鏡 3 D マトリックス システムで管理された環境条件の下で信頼性が高く、再現性のある実験ができます。
従来レーザー走査...
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著者は金融または商業上の利害を宣言しません。
研究所臨床 Hemostaseology と輸血ドナー血液を提供するために感謝します。カルメン Hässig と優秀な技術的なヘルプのコーラ Hoxha。LifeAct mEGFP 構造を生成するありがとう修正 pMAX ベクトルのイェンス レッティグ (ザールラント州大学)、ローランド Wedlich-日ソールドナー (ミュンスター大学) 元 LifeAct ルビー構築のため、キリスト教のユンカー (ザールラント州大学)。このプロジェクトは、Sonderforschungsbereich 1027 (プロジェクト A2 ベクレル) と 894 (プロジェクト A1 か) によって賄われていた。DFG によって資金が供給された光シート顕微鏡 (GZ: INST 256/4 19 1 FUGG)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| フィブリコール、ウシコラーゲン溶液 | Advanced Biomatrix | #5133-20ML | コラーゲンマトリックス |
| 0.5 M NaOH溶液 | メルク | 1091381000 | ブリコール溶液 |
| 超低融解アガロース | Affymetrix | 32821-10GM | 低c[Col] |
| Dynabeads 未処理のヒトCD8 T細胞キット | Thermo Fisher | 11348D | PBMCからの初代ヒトCD8+T細胞の単離 |
| ヒトT活性化剤CD3/CD28 T細胞の増殖と活性化 | サーモフィ | ッシャー11132D | CTL集団の活性化 |
| ヒト組換えインターロイキン-2 | サーモフィッシャー | PHC0023 | 培養CTL |
| の刺激 P3一次溶液キット | ロンザ | V4XP-30XX | トランスフェクション |
| &α;-PFN1抗体、ウサギ、IgG | Abcam | ab124904 | IF |
| Alexa Fluor 633 Phalloidin | Thermo Fisher | A22284 | IF |
| CellMask Orange Plasma membrane Stain | Thermo Fisher | C10045 | 蛍光細胞ラベル |
| Tween 20 | Sigma | P1379-250mL | IF |
| Triton X-100 | Eurobio | 018774 | IF |
| DPBS ダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水 | サーモフィッシャー | 14190250 | IF |
| ウシ血清アルブミン | Σ | A9418-100G | IF |
| ヤギ & アルファ;ウサギ 568, IgG, ウサギ | サーモフィッシャー | A-11011 | IF |
| ライトシート Z.1 (ライトシート顕微鏡) | Zeiss | N.A. | |
| 細胞培養フード | Thermo Fisher | HeraSafe KS | |
| 細胞培養インキュベーター HERACell 150i | サーモフィッシャー | N.A. | |
| 遠心分離機 5418 and 5452 | Eppendorf | N.A. | |
| ピペットエ | ッペンドルフ | 3123000039、3123000020、3123000063 | |
| ピペットチップ | VWR | 89079-444、89079-436、89079-452 | |
| 15 mLチューブ | Sarstedt | 62.554.002 | |
| キャピラリー50&マイクロ;L | VWR (ブランド) | 613-3373 | Zeiss LSFM サンプル調製 |
| 毛細血管用プランジャー | VWR (ブランド) | BRND701934 | 「テフロンチップ付きスタンプ」 LSFM サンプル調製 |
| MColorPhast pH stips | メルク | 1095430001 | 和フィブリコール |
| BD Plastipak 1mL シリンジ | BD | Z230723 ALDRICH | Alternative sample preparation |
| Modeling clay (Hasbro Play-Doh A5417EU7) | Play-Doh | N.A. | |
| Imarisファイルコンバータ | Bitplane | は、http://www.bitplane.com | イメージングファイルをImarisファイル形式に変換する |
| Imaris 8.1.2 (MeasurementPro, Track, Vantage) | Bitplane | は http://www.bitplane.com | 3Dおよび4Dイメージングデータの解析 |
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