2014年11月21日
人間の血管血液相互作用を調査するための信頼性のあるモデルへのアクセス性が欠けています。私たちは、血液中(ELISA)と血管コンパートメント内(顕微鏡)の両方の細胞相互作用を調査するために、培養された初代ヒト内皮細胞とヒト全血を組み合わせたin vitroモデルを提示します。
この手順の全体的な目標は、新しい血液内皮チャンバーアッセイを使用して、血液と内皮細胞の間の相互作用を研究することです。これは、最初に開放系静脈穿刺によって健康なボランティアから血液を採取することによって達成されます。第2ステップでは、血液をヘパリン表面でコーティングされた血液室に慎重に重ね合わせ、内皮細胞培養プレートスライドに結合します。
次に、これらの血液内皮細胞室を緩やかに回転させて、血液と内皮細胞との相互作用を促進します。最終的に、血液細胞と内皮細胞との間の細胞間相互作用、および結果として生じるトロンビンアンチトロンビン複合体の産生は、それぞれ免疫蛍光顕微鏡とElizaによって評価できます。この手法の主な利点は、動物モデルを使用するような既存の方法よりも優れている点は、実験を開始する前に、人間のモデルシステムを使用して血管疾患を調査できることです。
18ゲージの皮下注射針を、内径2mmのヘパリン表面コーティングシリコンチューブに結合します。プラスチック表面は、凝固の非特異的な活性化を防ぐためにヘパリンでコーティングされています。例えば、この画像では、このコーティングされていないチャンバーに血栓がはっきりと見えます。
30分間の血液接触後、チャンバーをヘパリン表面で処理すると、制御不能な活性化から血液が保護され、結果が内皮細胞の血液相互作用によるものであることが保証されます。チューブを接続した後のみ、健康なドナーからオープンシステム静脈穿刺により血液サンプルを慎重に収集し、50ミリリットルのヘパリン表面コーティングチューブに入れます。採取した血液に未分画ヘパリンを補給して最終濃度を0.75 IUs/mLに到達させ、チューブを2〜3回反転させて穏やかに混合します。
初期血中タンパク質濃度の分析には、10ミリモルK 3 EDTAを30マイクロリットル含んだマイクロ遠心チューブに1本あたり1ミリリットルの血液を慎重に混合し、チューブを氷上に置きます。次に、ヘパリン表面コーティングされたピペットチップを使用して、1.5ミリリットルの血液を各ヘパリン表面コーティング血液内皮細胞チャンバーに移し、血液がゆっくりと流れるように注意し、泡を作らないように注意します。次に、製造元の指示に従って内皮細胞培養スライドからプラスチック壁を取り外し、内皮細胞をやさしく洗浄します。
PBSでは、培養物を乾燥させることなく、細胞からできるだけ多くの洗浄物を移動させ、細胞を血液に向けてスライドを血液室の上に置きます。次に、プラスチック製のスライドを使用して追加のサポートを行います。細胞培養スライドの破損を防ぐため、各血液内皮細胞チャンバーの周囲にクランプを配置してスライドを固定します。
次に、37°Cの水浴中で0.5Gの回転ホイールでチャンバーを30分間回転させます。回転後、血液内皮細胞チャンバーを解体し、PBSで細胞培養スライドを洗浄し、氷冷した1%パラアルデヒドで細胞を10分間固定します。最後に、活性化血中タンパク質濃度の評価のために、各チャンバーから1ミリリットルの血液を30マイクロリットルの0.34モルK 3 EDTAを含むマイクロ遠心チューブに混合し、チューブを最大1時間氷上に置きます。
次に、細胞をスピンダウンした後、さらなる分析まで、プラズマを摂氏マイナス70度で新しいマイクロ遠心チューブに保存します。凝固因子の活性化は、活性化された因子間の相互作用の確率が高まるにつれて、停滞した血液で発生する可能性が高くなります。実際、気泡によって動かない血液の量は2.5倍にもなります。
1.5ミリリットルの血液を使用した場合と比較して、1.75ミリリットルの血液をチャンバーに追加すると、測定されたトロンビンアンチトロンビン値は、血液量も増加したトロンビンアンチトロンビン形成を示唆しています。.興味深いことに、veをいずれかの全血量とインキュベートすると、2つのグループ間に違いは認められず、内皮細胞が凝固の活性化を調節して、白血球の動員に対するTNFアルファの影響を研究する可能性があることを示唆しています。この実験では、血液接触の4時間前にqveをTT NF αの1ミリリットルあたり20ナノグラムで処理し、その後、CD 16陽性細胞の数を定量化しました。
TNFアルファ処理により、CD 16陽性細胞の動員は、1平方ミリメートルあたり100〜256個のCD 16陽性細胞と1.5リットルの血液、および172〜378個と1.75ミリリットルの血液に有意に増加しました。次に、トロンビンアンチトロンビン複合体の形成を、TNFアルファ処理細胞または未処理細胞のいずれかとインキュベートした血液からの対応する血漿サンプルで測定しました。予想通り、TNFアルファ刺激細胞は、その発生後に未処理の対照と比較してトロンビンアンチトロンビン複合体のおよそ倍増を誘導した。
この技術は、免疫学の分野の研究者が、ヒト初代細胞とヒト全血を用いたin vitroモデルで探索、補完、凝固を行うための道を切り開くものです。
本研究では、ヒト血液と血管内皮細胞の相互作用を調査するための新しいin vitroモデルを提示します。血液内皮チャンバーアッセイを利用することで、研究者はヒトモデルシステムにおいて細胞間相互作用および凝固因子を評価することが可能です。
このin vitroモデルは、生理学的条件下でヒトの血液と血管内皮細胞の相互作用を直接研究することを可能にし、血管疾患研究における重要な空白を埋めるものです。抗凝固剤を最小限に抑えた天然の全血と、ヒト原代血管内皮細胞を利用することで、このアッセイは血管標的のメカニズム的なリスク低減(de-risking)に有効な、ヒトに関連したシステムを提供します。このアプローチは、疾患に関連したシステムにおいて凝固調節と白血球動員を定量化することにより、標的バリデーションに対する予測的な信頼性を支持します。
このアッセイは、ターゲットのバリデーションから前臨床評価に至る創薬の連続的なプロセスに適合しており、リード最適化の前に血管ターゲットの調節を評価するための、ヒトに即したプラットフォームを提供します。