このプロトコルは、インフルエンザ感染後のマウス肺からの生存免疫集団および非免疫集団の定常状態からの分離を詳述しています。また、上皮細胞および骨髄系細胞サブセットを同定するためのゲーティング戦略も提供します。
このプロトコルは、インフルエンザ感染後のマウス肺からの生存免疫集団および非免疫集団の定常状態からの分離を詳述しています。また、上皮細胞および骨髄系細胞サブセットを同定するためのゲーティング戦略も提供します。
肺は病原体やその他の有害な環境刺激に絶えずさらされているため、損傷、機能障害、および病気の発症に対して脆弱になります。呼吸器感染症、アレルギー、線維症、がんのマウスモデルを用いた研究は、疾患の進行メカニズムを明らかにし、治療標的を特定するために重要です。しかし、マウスの肺に焦点を当てたほとんどの研究では、免疫細胞または上皮細胞のいずれかを同時に分離するのではなく、どちらか一方の分離を優先しています。ここでは、フローサイトメトリーおよび蛍光活性化細胞ソーティングに適した、免疫集団と非免疫集団の両方の包括的な単一細胞懸濁液を調製する方法について説明します。これらの集団には、上皮細胞、内皮細胞、線維芽細胞、およびさまざまな骨髄細胞サブセットが含まれます。このプロトコルには、気管支肺胞洗浄とそれに続く肺の膨張を伴います。その後、肺はリベラーゼ混合物で消化されます。この処理方法は、さまざまな多様な細胞タイプを遊離させ、フィルターに対する手動解離を必要としない単一細胞懸濁液をもたらし、細胞の生存を促進し、ダウンストリーム分析のために多数の生細胞を生成します。このプロトコルでは、ナイーブ肺とインフルエンザ感染肺の両方における上皮細胞および骨髄細胞サブセットのゲーティングスキームも定義します。生免疫細胞と非免疫細胞を同時に単離することは、細胞間クロストークを調査し、健康と疾患における肺の生物学をより深く理解するための鍵となります。
肺は、気道、肺胞、間質で構成されています。免疫細胞と非免疫細胞はこれらのコンパートメント内に存在し、恒常性肺機能(ガス交換)とウイルス感染などの環境障害に対する宿主防御の両方に寄与します。大小の気道、または気管支と細気管支は、上皮細胞によって裏打ちされています。これらの領域の主な上皮細胞は、保護分子を分泌し、粘液繊毛クリアランスを促進する役割を担うクラブ細胞と繊毛細胞です1。肺胞は肺の最も遠位の構造であり、肺胞I型細胞(ATI)と肺胞II型細胞(ATI)の2つの上皮細胞タイプが並んでいます。ATIはガス交換を担当し、ATIは適切な表面張力を確保するために界面活性剤を分泌およびリサイクルします2,3。ATIは自己更新型であり、肺の損傷4の後に特に関連する役割であるATIに区別することもできます。さらに、ATIIは、肺胞ニッチに位置する主要な免疫細胞タイプである肺胞マクロファージ(AM)5,6に支持ニッチを提供します。上皮を超えて、線維芽細胞、内皮細胞、および間質性マクロファージ(IM)(神経と血管の両方に関連し得る)が間質7,8,9,10を構成します。感染や損傷に応答して、多数の肺細胞が死滅し、単球や好中球などの免疫細胞が組織に侵入します11,12。肺浸潤性単球はマクロファージに分化し、長期的にマクロファージコンパートメントに寄与することができる13。
マウス肺から単一細胞懸濁液を調製する現在の方法は、一般にコラゲナーゼベースであり、組織の物理的解離を必要とする14。これにより、生存可能な非免疫細胞集団の数が少なくなる可能性があります。上皮細胞を単離するためのいくつかのプロトコルはディスパーゼベースであり、生きた上皮細胞の割合が高くなります。しかし、これらのプロトコルは、一般に免疫細胞の収量および生存率15,16,17を調査しない。フローサイトメトリーは、消化された組織内の細胞集団を区別するために使用される一般的な方法です。ベースラインでは、AM、IM、単球、および好中球のフローサイトメトリーゲーティングが明確に描かれています。しかし、炎症時には、浸潤性単球の表面マーカー発現がマクロファージに分化する連続性のために、ゲーティングプロセスが変動し、解釈が困難になります。したがって、本明細書で提示するプロトコルは、感染後に目的の骨髄細胞集団を同定するためのゲーティング戦略も概説する。
肺上皮細胞と骨髄細胞の強固な解離は、それらの恒常性および炎症性機能を識別するために不可欠です。これらの細胞コンパートメントを並行して単離する方法により、健康を維持し、病気を引き起こす主要な細胞タイプの下流解析が可能になります。このプロトコルのワークフローの概略図の概要を 図1に示します。
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このプロトコルは、ハーバード大学医学部の動物管理および使用委員会のガイドラインに準拠しています(助成金番号:R35GM150816およびP30DK043351)。実験には、8-12週齢の雌C57BL/6Jマウスを使用しました。このプロトコルは、雄マウスにも適しています。この研究で使用した試薬と機器の詳細は、 資料表に記載されています。
1. 資料の準備
2.肺の収穫
3.肺の消化
4. シングルセル懸濁液の調製
5. フローサイトメトリーとダウンストリーム解析
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消化が成功すると、約2,000万〜2,500万個の細胞が得られ、生存率は90%〜95%になります。約25,000個のカウントビーズが肺の8%の割合に追加されると、ビーズは収集されたイベントの1%〜3%を損なうはずです。シングレットでゲーティングした後、細胞の約90%〜95%がZombie Aqua陰性(生存率を示す)になるはずです(図2A、 図3A)。
CD45+細胞のうち、CD64+F4/80+細胞はマクロファージとして定義されます(図2B)。ベースラインでは、肺内のすべてのマクロファージの80%〜90%がAM(Siglec-F + CD11c +)として定義され、残りはIM(Siglec-F-CD11c-)として分類できます(
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このプロトコルは、マウスあたり約20〜2500万個の細胞を90%〜95%の生存率で分離するマウス肺消化物の概要を示しています。さらに、さらなる分析のためにBALFを収集することもできます。得られた細胞懸濁液は、フローサイトメトリーや蛍光活性化細胞ソーティングなど、複数の実験室技術に適合し、シーケンシングや細胞培養のために細胞を単離します。簡単に言えば、灌流後、BALFが収集され、肺がディスパーゼで膨らみます。次に、肺を切り刻み、リベラーゼ/DNase溶液で消化します。溶解とフィルタリングの後、インフルエンザウイルス感染時の骨髄系および上皮サブセットのフローサイトメトリー分析を含むダウンストリームアプリケーションに進むことができます。
BALFを回収できない場合、および/または肺が適切に膨らんだままでない場合は、カテーテルの配置が正しくないことが原因である可能性があります。カテーテルが気管/気管支に深く留まりすぎると、組織を突き破って腹膜に入る可能性があります。これにより、インフレが不足し、BALFを回収できなくなり...
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著者は何も開示していません。
この研究は、国立衛生研究所(R35GM150816およびP30DK043351)、チャールズH.フッド財団、およびハーバード幹細胞研究所からの助成金によって部分的に支援されました。Alexander Mann氏をはじめとするFranklin研究室の全てのメンバーに対し、フローサイトメトリーのゲーティングスキームと解析の設計と改良にご協力いただき、ご助言いただいたことに感謝いたします。また、ハーバード大学医学部のImmunology Flow Cytometry Coreにも感謝しています。フローサイトメトリー解析は、FlowJoを用いて行いました。フィギュアの概略図はBioRenderを使用して作成されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| スリップチップ付き1 mLシリンジ | VWR | BD309659 | |
| 1.7 mL 微量遠心チューブ | DOT Scientific | RN1700-GMT | |
| 10 mL ピペット (使い捨て) | Fisher Scientific | 12-567-603 | |
| BD Luer-Lok Tip | VWR | 75846-756 | |
| 123 count eBeads Counting Beads | Thermo Scientific | 01-1234-42 | |
| 12チャンネルピペット(30-300ul) | USA Scientific | 7112-3300 | |
| 16% パラホルムアルデヒド | VWR | 100503-917 | |
| 23 G 針 レギュラーベベル | VWR | 305194 | |
| 27 G ニードル レギュラーベベル | VWR | BD305109 | |
| 5 mL ピペット (使い捨て) | モフィッシャーサイエンティフィック | 170373 | |
| 50 mL 遠心分離チューブ | オリンパス | 28-108 | |
| 96ウェル丸底板 | Corning | 3797 | |
| ACK 溶解バッファー | Gibco | A100492-01 | |
| Alexa Fluor 488 抗マウス CD11c | BioLegend | 117311 | |
| 抗 F4/80 ラットモノクローナル抗体 (PE (Phycoerythrin)/Cy7) | BioLegend | 123114 | |
| APC 抗マウス CD64 (Fc&γ;RI) | BioLegend | 139306 | |
| APC/Cyanine7 抗マウス CD45 | BioLegend | 103115 | |
| BD Insyte Autoguard シールドIVカテーテル | VWR | 381423 | |
| Brilliant Violet 421 抗マウスI-A/I-E (MHC-II)BioLegend | 107632 | ||
| Brilliant Violet 421 抗マウス/ヒトCD11b | BioLegend | 101235 | |
| Brilliantバイオレット 605 抗マウス Ly-6C | バイオレジェンド | 128036 | |
| ブリリアント バイオレット 711 抗マウス CD45 | バイオレジェンド | 103147 | |
| C57BL/6J マウス | Jackson Laboratories | ||
| Cd140a (PDGFRA) モノクローナル抗体 (APA5), PE-Cyanine7, eBioscience | Life Technologies | 25-1401-82 | |
| CD170 (Siglec F) モノクローナル抗体 (1RNM44N), PE | Life Technologies | 12170280 | |
| Cell strainers | Corning | 352350 | |
| Centrifuge | Eppenodorf | Centrifuge 5910R | |
| ウシ膵臓由来のデオキシリボヌクレアーゼI(DNase) | ミリポアシグマ | DN25-100MG | 、-20°Cで保存されたストック溶液としてDPBSで20mg / mLに再溶解しました。C |
| Dispase | VWR | 76176-668 | 一度解凍し、-20°Cで1mLアリコートとして保存しました。C |
| 解剖鉗子 (Dumont #7) | ファインサイエンスツール | 11297-00 | |
| 解剖ハサミ | ファインサイエンスツール | 14060-09 | |
| DPBS | サーモフィッシャー サイエンティフィック | 14190250 | |
| eバイオサイエンス 固定キット | ライフテクノロジー | 00-5523-00 | |
| EDTA | ライフテクノロジー | ズ AM9260G | |
| エタノール | VWR | TX89125170HU | |
| FBS | GeminiBio | 100-106 | 一度解凍し、-20°Cでアリコートとして長期保存する前に熱不活性化します。C |
| FITC 抗マウス CD31 抗体 | BioLegend | 102406 | |
| Gibco RPMI 1640 Medium | Fisher Scientific | 11-875-093 | |
| スライド Fisher | Scientific | 12-552-3 | |
| 目盛り付き貯水池 | USA Scientific | 1930-2235 | |
| アイスバケツ | コーニング | 432128 | |
| ケタミンヒドロクロロライド注射 (100 mg/mL) | Dechra | ケタミンとキシアラジンの安楽死混合物は、滅菌 DPBS で 30 mg/mL の塩酸ケタミンと 4.5mg/mL のキシラジンを最大 1 か月間保持できます。 | |
| リベラーゼ | ミリポアシグマ | 5401119001-20°Cで保存したストック溶液としてDPBSで5 mg / mLで再構成。C | |
| 96ウェルプレート用蓋 | フィッシャーサイエンティフィック | 07-201-731 | |
| オービタルインキュベーター シェーカー | バーンステッドラボライン | SHKE4000 | |
| p1000ピペット | エッペノドルフ | 3123000063 | |
| p1000のヒント | USA Scientific | 1122-1830 | |
| p200ピペット | Eppenodorf | 3123000055 | |
| p200のヒント | USAサイエンティフィック | 1110-1700 | |
| PE 抗マウス CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 118206 | |
| PerCP/Cyanine5.5 抗マウス CD104 抗体 | BioLegend | 123614 | |
| PerCP/Cyanine5.5 抗マウス Ly-6G | BioLegend | 127616 | |
| Pipet-Aid | ドラモンド | 4-000-101 | |
| 精製抗マウスCD16 / 32 | レジェンド | 101302 | テキストで「Fcブロック」と呼ばれ |
| スプレーボトル | VWR | 23609-182 | |
| 縫合糸(サイズ2-0) | VWR | 100190-026 | |
| アンダーパッドVWR56617-014 | |||
| キシセド(キシラジン100mg / mL) | ピベタール | 上記のケタミンヒドロクロライドの注を参照してください。 | |
| ゾンビアクア固定生存能力キット | BioLegend | 423102 |
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