このプロトコルは脂肪細胞から良質のRNAを得る方法論および流れのcytometryによって分析のための多数の膜区切られたマーカーの汚損によってSVFマクロファージの表現型化を含む単一のプロセスの人間の内臓の脂肪からの生存可能な脂肪細胞そして間質の管の部分SVFのセルの隔離に有効なコラゲナーゼの消化力方法を提供する。
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このプロトコルは脂肪細胞から良質のRNAを得る方法論および流れのcytometryによって分析のための多数の膜区切られたマーカーの汚損によってSVFマクロファージの表現型化を含む単一のプロセスの人間の内臓の脂肪からの生存可能な脂肪細胞そして間質の管の部分SVFのセルの隔離に有効なコラゲナーゼの消化力方法を提供する。
内臓脂肪組織(VAT)は、主に成熟脂肪細胞と間質血管分(SVF)細胞で構成される活発な代謝器官であり、代謝、ホルモン、および免疫プロセスを制御するさまざまな生理活性分子を放出します。現在のところ、これらのプロセスが脂肪組織内でどのように制御されているかは不明です。したがって、脂肪組織の病態生理学に対する各細胞集団の寄与を評価する方法の開発は非常に重要です。このプロトコルでは、単離手順を説明し、コラゲナーゼ酵素消化技術を使用して、単一のプロセスでヒトVAT生検から生存可能な成熟脂肪細胞およびSVFを効率的に分離するために必要なトラブルシューティングガイドラインを提供します。さらに、プロトコルはまたマクロファージのサブセットを識別し、これらのセル集団間の相互作用を解剖する調査を行うことを可能にする遺伝子発現の調査のための成熟した脂肪細胞のRNAの隔離を行うために最大限に活用される。簡単に言うと、VAT生検を洗浄し、機械的に細かく刻み、消化して単一細胞懸濁液を生成します。遠心分離後、成熟脂肪細胞は浮遊選鉱によりSVFペレットから単離されます。RNA抽出プロトコルは、下流の発現アッセイのために脂肪細胞からの総RNA(miRNAを含む)の高収率を保証します。同時に、SVF細胞を使用して、フローサイトメトリー解析を通じてマクロファージサブセット(炎症誘発性および抗炎症性表現型)を特徴付けます。
白色脂肪組織は、脂肪細胞や脂肪細胞だけでなく、マクロファージ、制御性T細胞(Treg)としての免疫細胞、好酸球、前駆脂肪細胞、線維芽細胞からなる不均一な細胞集団を含む間質血管分画(SVF)と呼ばれる非脂肪細胞分画で構成されており、血管組織や結合組織に囲まれています1,2。.現在、脂肪組織(AT)は、アディポカイン、サイトカイン、マイクロRNAを介して代謝と炎症に関連する生理学的プロセスを調節する器官と見なされており、さまざまな細胞によって組織に生成および放出され、自己分泌、パラクリン、および内分泌の影響を受けます3,4。ヒトでは、白色脂肪組織は皮下脂肪組織(SAT)と内臓脂肪組織(VAT)で構成され、それらの間には重要な解剖学的、分子的、細胞的、および生理学的違いがあります2,5。SATはヒトのATの最大80%を占めていますが、VATは腹腔内、主に腸間膜と大網にあり、代謝的により活発です6。さらに、VATはメディエーターを分泌する内分泌器官であり、体重、インスリン感受性、脂質代謝、炎症に大きな影響を与えます。その結果、VATの蓄積は、腹部肥満や、2型糖尿病、メタボリックシンドローム、高血圧、心血管疾患リスクなどの肥満関連疾患につながり、肥満関連死亡率のより良い予測因子となります6,7,8,9。
恒常性維持状態では、脂肪細胞、マクロファージ、およびその他の免疫細胞が協力して、抗炎症メディエーターの分泌を介してVAT代謝を維持します10。しかし、VATを過度に拡大すると、活性化T細胞、NK細胞、マクロファージの動員が促進されます。実際、除脂肪VATでは、マクロファージの比率は5%ですが、肥満ではこの比率が最大50%まで上昇し、マクロファージが抗炎症性から炎症誘発性の表現型に二極化し、慢性炎症環境を生成します10,11。
肥満のパンデミックの結果として、脂肪細胞生物学、エピジェネティクス、炎症、内分泌特性、細胞外小胞などの新興領域など、さまざまなVAT研究トピックを扱う驚くべき数の報告が発生しています8,10,12,13。しかし、VAT環境は脂肪細胞と常在マクロファージまたは到着マクロファージとの間のクロストークによって定義されますが、ほとんどの研究は1つの細胞集団のみに焦点を当てており、VATにおけるこれらの細胞の相互作用とその病態生理学的影響に関する情報はほとんどありません11,14。さらに、ATにおける脂肪細胞とマクロファージの相互作用に対処する貴重な研究は、in vivoプライミング条件を欠いた細胞株を使用して行われました11,14,15。VATにおけるこれらの細胞の相互作用または特定の寄与を解剖する適切な戦略では、VAT代謝を調節するin vivo特性を可能な限り類似したin vitroアッセイを実施するために、同じ脂肪生検から両方の細胞タイプを単離する必要があります。
ATを破壊する機械的力に基づく非酵素的解離法は、最小限の操作を保証しますが、酵素法と比較して細胞回収効率が低く、細胞生存率が低く、より多くの組織が必要になるため、SVF細胞を研究することを目的としている場合は使用できません16,17。.コラゲナーゼを用いた酵素消化は、WAT18などの線維組織のコラーゲンや細胞外マトリックスタンパク質を適切に消化できる穏やかな方法であり、トリプシンが効果がない、または損傷を与える場合によく使用される19。プロトコルはコラゲナーゼの酵素の消化力の技術を使用して単一のプロセスの人間のVATのバイオプシーから実行可能な成長した脂肪細胞そしてSVFのセルの有効な隔離のための基本的なトラブルシューティングの指針を、与える下流の表現の適用のためのmicroRNAsを含む成長した脂肪細胞からの総RNAの高収率(量、純度および完全性)を、保障するために情報を提供する。同時に、プロトコルは、フローサイトメトリー20によるさらなる分析のために、複数の膜結合マーカーの染色を通じてSVF細胞からのマクロファージサブセットを識別するように最適化されています。
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このプロトコルは、Instituto Nacional de Perinatologia (212250-3210-21002-06-15) の IRB によって承認されました。参加は任意であり、登録されたすべての女性がインフォームドコンセントフォームに署名しました。
1. 内臓脂肪組織採取
2. 内臓脂肪組織の酵素消化と成熟脂肪細胞および間質血管分画細胞の単離
3. 成熟脂肪細胞からのRNA抽出
4. マイクロRNAを含むトータルRNAの精製
注:高品質のトータルRNAを得るには、カラムベースのトータルRNA精製法を使用します。
5.成熟脂肪細胞RNA濃度、純度、および完全性の決定。microRNA定量アッセイ
注:RNA濃度と純度の測定は、UV-Vis分光光度計を使用して行われます。RNAの完全性とmiRNAの定量は、RNA品質管理分析装置を使用して行われます。
6. 間質血管分画細胞の数と生存率
7. 間質血管分画からのマクロファージサブセットのキャラクタリゼーション
8. ゲーティング戦略
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このプロトコルは部分的なomentectomyの後で健康な妊婦から得られるVATのバイオプシーから、単一のプロセスで、実行可能な成熟した脂肪細胞およびSVFのセルを隔離するために差動遠心分離に続くコラゲナーゼの消化力を使用して酵素方法を記述する。この場合、RNA抽出には脂肪細胞を、マクロファージ表現型にはSVFを使用します。
RNA抽出プロトコルにより、成熟脂肪細胞から十分な純度、高完全性、およびマイクロRNAを得ることができました(図1)。RNA品質管理分析装置によって評価されたRNAの完全性は、プロトコルで単離された脂肪細胞のサンプルに対して優れた値をもたらしました(RIN = 9.7)。
VAT-SVF中に存在する有核細胞の総数は、VAT約2.8 x 106 細胞/g(2.8 x 106 ± 1.7 x 106)であり、トリパンブルー除外試験では生存率は64%(63.9 ± 2.0)でした。SVF...
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VATは、代謝調節と炎症に重要な役割を果たします。肥満に伴う慢性炎症における脂肪細胞と免疫細胞の役割への関心の高まりにより、ATに存在するSVF細胞と脂肪細胞を分離するためのさまざまな技術が開発されています。しかし、ほとんどの技術では、脂肪細胞とSVF細胞の相互作用に関する研究に不可欠な、同じVAT生検から下流のアプリケーションに有効なこれら2つの異なる細胞セットを1回の手順で得ることはできません。したがって、VAT生検に存在する生存可能な成熟脂肪細胞とSVF細胞を分離するための詳細な説明を提供するこのプロトコルを実装しました。これは、組織消化とコラゲナーゼ濃度の時間、および細胞分離のための遠心分離の時間と速度において以前の報告とは異なり、適切な脂肪細胞RNA収量と詳細なマクロファージサブセットの特性評価を可能にします。
AT由来細胞の酵素的および非酵素的単離技術が多数提案されており、単離された細胞の生物学的特性および機能特性に異なる影響を与える17,21,22,23,24ため、追求する目的に応じて最も適切な戦略を選択する必要があります。
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著者には開示すべき利益相反はありません。
本研究は、Instituto Nacional de Perinatologia(助成金番号:3300-11402-01-575-17および212250-3210-21002-06-15)およびCONACyT, Fondo Sectorial de Investigacion en Salud y Seguridad Social(FOSISS)(認可番号2015-3-2-61661)の支援を受けて行われました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.2 mL PCRチューブ | Axygen | PCR-02-C | RNase、DNase free and nonpyrogenic |
| 1.5 mL 微量遠心チューブ | Axygen | MCT-150-C | RNase、DNase free and nonpyrogenic |
| 10 mL 血清ピペット | Corning | CLS4101-50EA | 個別プラスチック包装 |
| 10 & マイクロ;Lユニバーサルピペットチップ | Axygen | T-300-L-R | RNase、DNaseフリー、非発熱性 |
| 10 µL ユニバーサルピペットチップ | Axygen | T-300-R-S | RNase, DNase free and nonpyrogenic |
| 1000 µL ユニバーサルピペットチップ | Axygen | T-1000-B-R | RNase, DNase free and nonpyrogenic |
| 2.0 mL microcentrifuge tube | Axygen | MCT-200-C | RNase, DNase free and nonpyrogenic |
| 200 µL ユニバーサルピペットチップ | Axygen | T-200-Y-R | RNase, DNase free and nonpyrogenic |
| 2100 Bioanalyzer Instrument | Agilent | ||
| G2939BA-2101 Bioanalyzer PC | Agilent | G2953CA | 2100 Expert Software pre-installed in PC |
| 5 ml Round Bottom Polystyrene Test Tube | Corning | 352003 | スナップキャップ、滅菌済み |
| 50 mL遠心分離管 | Corning | CLS430828-100EA | ポリプロピレン、円錐底および滅菌 |
| 酸-グアニジニウム-フェノールベースの試薬 | Zymo Research | R2050-1-200 | TRI 試薬または類似の |
| Agilent RNA 6000 Nano Kit | Agilent | 5067-1511-Agilent | |
| Small RNA Kit | Agilent | 5067-1548-APC | |
| /Cy7 anti-human CD14 抗体 | BioLegend | 325620 | 0.4 mg/106細胞、単球/マクロファージ、クローンHCD14 |
| Baker | - | - | 250 ml、非滅菌 |
| ウシ血清アルブミン | Sigma-Aldrich | A3912-100G | 熱ショック画分、pH 5.2、≥96% |
| チッププライミングステーション | Agilent | 5065-9951 | - |
| コラゲナーゼ II | Gibco | 17101-015 | 粉末 |
| D-(+)-グルコース | Sigma-Aldrich | G8270-100G | |
| 粉末 ダイレクトゾル RNA Miniprep | Zymo Research | R2051 | 50mL TRI reagen |
| 解剖鉗子 | - | スチール、鋸歯状顎、丸型解 | |
| 剖トレイ | - | -ステンレス鋼 | |
| エチルアルコール | Sigma-Aldrich | E7023-500ML | 200 証明、生物分子学用 |
| FACSフローシース液 | BDバイオサイエンス | 342003-FACS | |
| 溶解液 | BDバイオサイエンス | ||
| 349202-FACSAria III フローサイトメーター/セルソーター | BDバイオサイエンス | ||
| 648282-FASCDiva ソフトウェア | BDバイオサイエンス | 642868 | ソフトウェアv6.0 プリインストールされた |
| 血球計算計 | シグマ | Z359629-1EA | - |
| 手動セルカウンター | -- | ||
| -メイヨー解剖シザー | - | - | ステンレス鋼 |
| マイクロ遠心分離機 | - | - | 調整可能な温度 |
| ナノドロップ分光光度計 | Thermo Scientific | ND2000LAPTOP-Orbital | |
| シェーカー | - | 調整可能な温度と速度 | |
| P10 可変ボリューム マイクロピペット | Thermo Scientific-Finnpipette | 4642040 | 1 から 10 μL |
| P1000 可変ボリューム マイクロピペット | Thermo Scientific-Finnpipette | 4642090 | 100 to 1000 μL |
| P2 可変ボリューム マイクロピペット | Thermo Scientific-Finnpipette | 4642010 | 0.2 to 2 μL |
| P200 可変ボリューム マイクロピペット | Thermo Scientific-Finnpipette | 4642080 | 20 から 200 μL |
| PCR チューブ保存ラック | Axygen | R96PCRFSP-PE | |
| /Cy5 抗ヒト HLA-DR 抗体 | BioLegend | 307608 | 0.0625 mg/106 細胞、マクロファージ上に存在、クローン L243 |
| PE/Cy7 抗ヒト CD45 抗体 | BioLegend | 304016 | 0.1 mg/106 細胞、白血球上に存在、クローン H130 |
| リン酸緩衝生理食塩水 | Sigma-Aldrich | P3813-10PAK | 粉末、pH 7.4、1 L 溶液の調製用 |
| ピペットコントローラー | - | -- | |
| 赤血球溶解バッファー | ロシュ | 11 814 389 001 | ヒト全血からの赤血球の優先溶解用 |
| 冷蔵遠心分離機 | - | - | 50 mL 円錐管用ホイットアダプター |
| 滅菌試料容器 | - | - | - |
| 移送用ピペット | Thermo Scientific-Samco | 204-1S | Sterile |
| Trypan Blue | Gibco | 15250-061 | 0.4% Solution |
| Tube racks | - | - | For different tube sizes |
| Vortex Mini Shaker | Cientifica SENNA | BV101 | - |
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