Name: 分化ヒト単球由来マクロファージにおける細胞外トラップ放出のIn Vitro刺激と可視化 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-11-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
Description: 学ぶ ヒト単球由来マクロファージにおける細胞外トラップ放出のin vitro刺激と可視化手法。蛍光顕微鏡と免疫蛍光染色を用いて、生細胞培養でMET産生を検出し、炎症におけるマクロファージ機能を解明する。

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この作品は、永久的なインパクト・グラント(IPAP201601422)とノボ・ノルディスク財団バイオメディカル・プロジェクト・グラント(NNF17OC0028990)によって支援されました。YZはまた、シドニー大学からオーストラリアの大学院賞を受賞したことも認めています。パット・ピサンサラキット氏とモーガン・ジョーンズ氏の単球分離と組織培養に関する支援に感謝します。

HMDMは、シドニー地方保健地区からの倫理の承認を得て血液銀行から供給されたヒトバフィーコート製剤から分離された。
1. HMDMカルチャー
<ol><li>リンパ球を単離する市販の調製物を用いて健康なヒトドナーの末梢血から調製したバフィーコート製剤から単球を単離し、続いて逆電流遠心溶血19、 20.</li>
	<li>単球特性評価用の修飾ギムサ染色による細胞紡糸および染色による単球の存在を確認する。</li>
	<li>滅菌条件下では、血清を含まないRPMI-1640媒体を使用して、単球の密度を1 x 106細胞/mLに調整します。この細胞懸濁液を12ウェル組織培養プレートの各ウェルに1mL加える。5%CO2の存在下で37°Cの細胞インキュベーター中の培養は、組織培養プレートへの付着を促進する。</li>
	<li>滅菌条件下で、細胞媒体を取り出し、10%(v/v)プールヒト血清および20mM L-グルタミンを含む完全なRPMI-1640培養媒体と交換します。</li>
	<li>細胞インキュベーター中の5%CO2の存在下で37°Cで細胞を培養し、2日毎に培養する。</li>
</ol>2. HMDMの偏光
<ol><li>滅菌条件下で、完全なRPMI-1640培養媒体にインターフェロンγ(IFNγ;20 ng/mL)とリポ多糖(LPS;1μg/mL)を加えてM1プライミング媒体を調製します。完全なRPMI-1640培養メディアにインターロイキン4(IL-4;20 ng/mL)を追加して、M2プライミングメディアを準備します。</li>
	<li>滅菌条件下では、HMDMを含有する組織培養プレートウェルから吸引媒体を吸引し、セクション1に記載のように播種および培養した。</li>
	<li>細胞3xを含むウェルを無菌PBSで慎重に洗浄し(37°Cに予温)、PBSの1mLアリコートを使用して洗浄する。</li>
	<li>HMDM を含む各ウェルに M1 または M2 プライミング メディアの 1 mL を追加します (実験に適した方)。</li>
	<li>細胞インキュベーターに5%CO2の存在下で37°Cで48時間細胞をインキュベートする。</li>
</ol>3. METリリースを誘導するHMDMの刺激
<ol><li>滅菌条件下で、MET放出の異なる刺激剤(実験に適したもの)を含む培養媒体を完全なRPMI-1640媒体に調製する:PMA(25nM)、ヒト組換えTNFα(25ng/mL)、またはヒト組換えIL-8(50ng/mL)).</li>
	<li>HOCl刺激の実験では、HBSS(37°Cに予温)でHOCl(200μM)を調製し、細胞に添加する直前に調製します。HOCl が完全なセル・メディアで準備されていないことを確認します。 注:HOClの原液の濃度は、溶液の紫外線吸光度を292nm及びpH=116で測定し、350M-1cm-121の消滅係数を用いて定量する。</li>
	<li>セクション2に記載の偏光処理の後、各ウェルから細胞媒体を吸引し、37°Cに予め温めた滅菌PBS(PMA、TNFαおよびIL-8の場合)またはHBSS(HOClの場合)のいずれか1mLアリコートで細胞3xを慎重に洗浄する。</li>
	<li>PMA、TNFα、またはIL-8の実験の場合:最終洗浄工程でPBSを除去した後、PMA、TNFα、またはIL-8を含む完全な媒体を1mL加えます。</li>
	<li>TNFαの実験では、細胞インキュベーター中に5%CO2の存在下で37°Cで6時間細胞をインキュベートする。PMAおよびIL-8の実験では、細胞インキュベーターに5%CO2が存在する場合、37°Cで24時間細胞をインキュベートします。</li>
	<li>
HOCl を使用した実験では、最後の洗浄工程で HBSS を取り外した後、HBSS に HOCl を 1 mL 追加します。次いで、細胞インキュベーター中に5%CO2の存在下で37°Cで15分間細胞をインキュベートする。
	<ol>
<li>細胞上清を慎重に吸引し、ステップ3.3に記載されているようにHBSSの1 mLアリコートで細胞3xを洗浄する。</li>
		<li>最終洗浄工程からHBSSを取り外した後、1mLの完全なRPMI-1640培養媒体を加える。次いで、細胞インキュベーター中の5%CO2の存在下で37°Cで24時間細胞をインキュベートする。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 生細胞培養におけるMETの可視化
<ol><li>40μMの濃度でHBSSにSYTOX緑色染料を調製します。</li>
	<li>セクション3で説明した処理の終わりにMET放出を誘導し、HMDMを含む各ウェルに40μMの25μLを直接添加する。</li>
	<li>暗闇の中で5分間、室温(RT)で細胞をインキュベートする。</li>
	<li>HMDMを組織培養井戸に配置し、画像化用の反転蛍光顕微鏡の顕微鏡ステージに設置します。</li>
	<li>
顕微鏡の手順
	<ol>
<li>高解像度カラーデジタルカメラを搭載した広域スペクトル蛍光光源、明視野光源、反転顕微鏡をオンにします(材料表を参照)。</li>
		<li>組織培養井戸内に含まれる緑色染色サンプルのイメージング用に、緑色蛍光(励起= 504 nm、発光=523nm)の「数2」の位置にフィルターホイールを回転させます。</li>
		<li>5xの目的を使用して、粗い焦点で画像を焦点を合わせ、次に顕微鏡上の細かい焦点ノブは、画像が鮮明に見えるまで、透明で、顕微鏡の接眼を通して見たときに焦点を合わせます。</li>
		<li>顕微鏡をカメラモードに切り替えます。</li>
		<li>関連するソフトウェアを起動します。</li>
		<li>ソフトウェアの[キャプチャ]タブを選択します。</li>
		<li>[再生]ボタンをクリックしてイメージをプレビューし、画像がシャープで鮮明に表示され、ソフトウェアプレビューウィンドウにフォーカスが表示されるまで、顕微鏡の細かいフォーカスノブを調整します。</li>
		<li>[キャプチャ]ボタンをクリックします。 注:キャプチャした画像は、付属のソフトウェアに自動的に表示されます。</li>
		<li>ソフトウェア内で、[ファイル|必要なイメージ ファイルの種類として保存します。</li>
		<li>顕微鏡で、フィルターホイールを明視野イメージング用の「5番」の位置に回転させ、手順4.5.2~4.5.9を繰り返して、対応する明視野画像を取得します。</li>
		<li>後続のイメージ集録に必要に応じて、手順 4.5.2 ~ 4.5.10 を繰り返します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Brinkmann, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+extracellular+traps+kill+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Neutrophil extracellular traps kill bacteria.</a> Science. 303 (5663), 1532-1535 (2004).</li>
<li>Urban, C. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+extracellular+traps+contain+calprotectin%2C+a+cytosolic+protein+complex+involved+in+host+defense+against+Candida+albicans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Pathogens%22%5BJournal%5D)">Neutrophil extracellular traps contain calprotectin, a cytosolic protein complex involved in host defense against Candida albicans.</a> PLoS Pathogens. 5 (10), 1000639(2009).</li>
<li>Brinkmann, V., Zychlinsky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beneficial+suicide%3A+why+neutrophils+die+to+make+NETs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Beneficial suicide: why neutrophils die to make NETs.</a> Nature Reviews in Microbiology. 5 (8), 577-582 (2007).</li>
<li>Papayannopoulos, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+extracellular+traps+in+immunity+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">Neutrophil extracellular traps in immunity and disease.</a> Nature Reviews in Immunology. 18 (2), 134-147 (2018).</li>
<li>Keshari, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytokines+induced+neutrophil+extracellular+traps+formation%3A+implication+for+the+inflammatory+disease+condition%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Cytokines induced neutrophil extracellular traps formation: implication for the inflammatory disease condition.</a> PLoS One. 7 (10), 48111(2012).</li>
<li>Rayner, B. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+hypochlorous+acid+%28HOCl%29+and+other+inflammatory+mediators+in+the+induction+of+macrophage+extracellular+trap+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Free+Radical+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Role of hypochlorous acid (HOCl) and other inflammatory mediators in the induction of macrophage extracellular trap formation.</a> Free Radical Biology and Medicine. 129, 25-34 (2018).</li>
<li>Gunzer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traps+and+hyperinflammation+-+new+ways+that+neutrophils+promote+or+hinder+survival%5BTitle%5D)+AND+%22British+Journal+of+Haematology%22%5BJournal%5D)">Traps and hyperinflammation - new ways that neutrophils promote or hinder survival.</a> British Journal of Haematology. 164 (2), 189-199 (2014).</li>
<li>Knight, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptidylarginine+deiminase+inhibition+reduces+vascular+damage+and+modulates+innate+immune+responses+in+murine+models+of+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Peptidylarginine deiminase inhibition reduces vascular damage and modulates innate immune responses in murine models of atherosclerosis.</a> Circulation Research. 114 (6), 947-956 (2014).</li>
<li>Megens, R. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presence+of+luminal+neutrophil+extracellular+traps+in+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Thrombosis+and+Haemostasis%22%5BJournal%5D)">Presence of luminal neutrophil extracellular traps in atherosclerosis.</a> Thrombosis and Haemostasis. 107 (3), 597-598 (2012).</li>
<li>Doring, Y., Weber, C., Soehnlein, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Footprints+of+neutrophil+extracellular+traps+as+predictors+of+cardiovascular+risk%5BTitle%5D)+AND+%22Arteriosclerosis+Thrombosis+and+Vascular+Biology%22%5BJournal%5D)">Footprints of neutrophil extracellular traps as predictors of cardiovascular risk.</a> Arteriosclerosis Thrombosis and Vascular Biology. 33 (8), 1735-1736 (2013).</li>
<li>Goldmann, O., Medina, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+expanding+world+of+extracellular+traps%3A+not+only+neutrophils+but+much+more%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Immunology%22%5BJournal%5D)">The expanding world of extracellular traps: not only neutrophils but much more.</a> Frontiers in Immunology. 3 (420), 1-10 (2012).</li>
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<li>Pertiwi, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+traps+derived+from+macrophages%2C+mast+cells%2C+eosinophils+and+neutrophils+are+generated+in+a+time-dependent+manner+during+atherothrombosis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Extracellular traps derived from macrophages, mast cells, eosinophils and neutrophils are generated in a time-dependent manner during atherothrombosis.</a> Journal of Pathology. 247 (4), 505-512 (2019).</li>
<li>Okubo, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophage+extracellular+trap+formation+promoted+by+platelet+activation+is+a+key+mediator+of+rhabdomyolysis-induced+acute+kidney+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Macrophage extracellular trap formation promoted by platelet activation is a key mediator of rhabdomyolysis-induced acute kidney injury.</a> Nature Medicine. 24 (2), 232-238 (2018).</li>
<li>Boeltz, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((To+NET+or+not+to+NET%3Acurrent+opinions+and+state+of+the+science+regarding+the+formation+of+neutrophil+extracellular+traps%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+and+Differentiation%22%5BJournal%5D)">To NET or not to NET:current opinions and state of the science regarding the formation of neutrophil extracellular traps.</a> Cell Death and Differentiation. 26 (3), 395-408 (2019).</li>
<li>Doster, R. S., Rogers, L. M., Gaddy, J. A., Aronoff, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macrophage+Extracellular+Traps%3A+A+Scoping+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Innate+Immunology%22%5BJournal%5D)">Macrophage Extracellular Traps: A Scoping Review.</a> Journal of Innate Immunology. 10 (1), 3-13 (2018).</li>
<li>Daigneault, M., Preston, J. A., Marriott, H. M., Whyte, M. K., Dockrell, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+identification+of+markers+of+macrophage+differentiation+in+PMA-stimulated+THP-1+cells+and+monocyte-derived+macrophages%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The identification of markers of macrophage differentiation in PMA-stimulated THP-1 cells and monocyte-derived macrophages.</a> PLoS One. 5 (1), 8668(2010).</li>
<li>Mestas, J., Hughes, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Of+mice+and+not+men%3A+differences+between+mouse+and+human+immunology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Immunology%22%5BJournal%5D)">Of mice and not men: differences between mouse and human immunology.</a> Journal of Immunology. 172 (5), 2731-2738 (2004).</li>
<li>Brown, B. E., Rashid, I., van Reyk, D. M., Davies, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glycation+of+low-density+lipoprotein+results+in+the+time-dependent+accumulation+of+cholesteryl+esters+and+apolipoprotein+B-100+protein+in+primary+human+monocyte-derived+macrophages%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Journal%22%5BJournal%5D)">Glycation of low-density lipoprotein results in the time-dependent accumulation of cholesteryl esters and apolipoprotein B-100 protein in primary human monocyte-derived macrophages.</a> FEBS Journal. 274, 1530-1541 (2007).</li>
<li>Garner, B., Dean, R. T., Jessup, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+macrophage-mediated+oxidation+of+low-density+lipoprotein+is+delayed+and+independant+of+superoxide+production%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemical+Journal%22%5BJournal%5D)">Human macrophage-mediated oxidation of low-density lipoprotein is delayed and independant of superoxide production.</a> Biochemical Journal. 301, 421-428 (1994).</li>
<li>Morris, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+acid+ionization+constant+of+HOCl+from+5+%C2%B0C+to+35+%C2%B0C%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Phyical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">The acid ionization constant of HOCl from 5 °C to 35 °C.</a> Journal of Phyical Chemistry. 70, 3798-3805 (1966).</li>
<li>Pan, G. J., Rayner, B. S., Zhang, Y., van Reyk, D. M., Hawkins, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pivotal+role+for+NF-kappaB+in+the+macrophage+inflammatory+response+to+the+myeloperoxidase+oxidant+hypothiocyanous+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Biochemistry+and+Biophysics%22%5BJournal%5D)">A pivotal role for NF-kappaB in the macrophage inflammatory response to the myeloperoxidase oxidant hypothiocyanous acid.</a> Archives of Biochemistry and Biophysics. 642, 23-30 (2018).</li>
<li>Parker, H., Albrett, A. M., Kettle, A. J., Winterbourn, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myeloperoxidase+associated+with+neutrophil+extracellular+traps+is+active+and+mediates+bacterial+killing+in+the+presence+of+hydrogen+peroxide%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Leukocyte+Biology%22%5BJournal%5D)">Myeloperoxidase associated with neutrophil extracellular traps is active and mediates bacterial killing in the presence of hydrogen peroxide.</a> Journal of Leukocyte Biology. 91 (3), 369-376 (2012).</li>
</ol>

著者たちは何も開示する必要はない。

M1分化HmDMを用いたMET形成の生成と可視化は、特に慢性炎症下でこれらのマクロファージ構造の潜在的な病理学的役割を調べるのに有用である可能性のある新しいin vitroモデルを表す条件。これは、ヒト単球またはマウスマクロファージ細胞株との関連研究にも利用することができるMETを放出する原発ヒトマクロファージの刺激のための堅牢なプロトコルを提供する。HMDMによるMET形成の刺激のためのこのプロトコルの成功した実装は、良好な細胞生存率を維持するために慎重な細胞培養および取り扱いに依存する。これにより、観察される MET の範囲と品質が向上します。より良い細胞栄養を提供するために、HMDMを維持するために使用されるRPMI媒体は、胎児ウシ血清だけでなく、L-グルタミンではなく、ヒト血清を含むべきである。この完全なRPMIメディアの各原種ソリューションは、1週間以内に使用する必要があります。メディアの正しいストレージも重要です。メディアは、光がない場合は4°Cで保存する必要があります。
また、HMDMの培養中に顕微鏡で細胞の形状や形態を定期的に観察・モニタリングすることが重要です。I...

好中球からの尿毒剤の放出は、まず細菌感染1によって引き起こされる自然免疫応答として同定された。それらは、好中球エラスターゼおよび骨髄oxoxidase2を含む抗菌特性を有する種々の顆粒タンパク質が結合するDNA骨格からなる。好中球のNE(NETs)の主な役割は、病原体を捕捉し、その除去を促進することです 3.しかし、免疫防御におけるETの保護的役割に加えて、特に炎症主導疾患の発症時(すなわち、関節リウマチおよび関節リウマチおよびアテローム性動脈硬化症 4).Eの放出は、インターロイキン8(IL-8)および腫瘍壊死因子α(TNFα)5、6を含む様々な炎症性サイトカインによって引き起こされ、およびEの局所的な蓄積は、組織損傷を増加させ、誘発することができる炎症性反応7.例えば、ETは、アテローム性動脈硬化症8の発症に因果的役割を果たし、血栓症9を促進し、心血管リスク10を予測することに関与している。
好中球に加えて、他の免疫細胞(すなわち、肥満細胞、好酸球、およびマクロファージ)も微生物または炎症刺激11、12への曝露時にEを放出できることが認識されている。これは、慢性炎症性疾患の発症、調節、および解決における重要な役割を考慮して、マクロファージの場合に特に重要であり得る。したがって、マクロファージからのET放出と炎症関連疾患発症との間の潜在的な関係をより深く理解することが重要である。最近の研究は、無傷のヒトアテローム硬化性プラークおよび組織化された血栓13におけるMETおよびNETの存在を示している。同様に、METは、炎症反応14の調節を介して腎臓損傷を駆動するのに関与している。しかしながら、好中球とは対照的に、マクロファージからのMET形成のメカニズムに関するデータは限られている。MET形成のヒトin vitroモデルを用いた最近の研究は、各細胞型に関与する経路のいくつかの違いを示す(すなわち、マクロファージによるヒストンシトルリン化の欠如に関して)6.しかし、一部の人々は、ヒストンシトルリン化15がない場合にもNETリリースが発生する可能性があることを示しています。
このプロトコルの全体的な目標は、臨床的に関連するマクロファージモデルでMET放出を評価するための簡単で直接的な方法を提供することです。MET(すなわち、THP-1ヒト単球細胞株および各種マウスマクロファージ細胞株)16を研究するために使用されている多数の異なるin vitroマクロファージ細胞モデルがある。これらのモデルに関連するいくつかの制限があります。例えば、マクロファージに対するTHP-1単球の分化には、通常、プロテインキナーゼC(PKC)依存性経路を活性化するフォルボル菌性酢酸(PMA)の添加などのプライミングステップが必要です。このプロセスは、ETリリース4をトリガすることが知られており、THP-1細胞からの低基底MET放出をもたらす。他の研究は、PMA処理THP-1細胞17と比較して、生体内のマクロファージによって取り付けられた生理活性および炎症応答のいくつかの違いを強調している。
同様に、異なるマウスマクロファージ様細胞株の挙動および炎症応答は、一次ヒトマクロファージ18の応答スペクトルを完全に表すものではない。従って、臨床現場におけるマクロファージET形成を調べる目的で、原発ヒト単球由来マクロファージ(HMDM)は、単球性またはマウスマクロファージ様細胞株よりもむしろより関連性の高いモデルであると考えられている。
M1偏光HMDMからのET放出は、ミエロペルオキシダーゼ由来酸化性次亜塩素酸(HOCl)、PMA、TNFα、およびIL-86を含む多数の異なる炎症刺激にこれらの細胞の曝露後に実証されている。ここで説明するプロトコルは、M1表現型にHMDMを偏光させ、これらの炎症刺激への曝露時にその後のMET放出を可視化するプロトコルである。PMAは、好中球を使用した以前の研究との比較を容易にするためにMETリリースの刺激として使用されます。重要なことに、HOCl、IL-8、およびTNFαはまた、生体内の炎症環境のより良いモデルであると考えられているMET放出を刺激するために使用される。ET放出の可視化のための顕微鏡的方法は、SYTOXグリーンを使用して生細胞培養中の細胞外DNAを染色することを含む、 SYTOXグリーン、以前の好中球研究で正常に適用された不浸透性蛍光緑色核酸染色。この方法は、ETリリースの迅速かつ定性的な評価を可能にしますが、ETリリース範囲を定量化するためのスタンドアロンの方法としては適切ではありません。異なる治療条件または介入から生じるET放出の程度を比較するために定量化が必要な場合は、代替方法論を使用する必要があります。

<table><tbody><tr><td>120Q 広域スペクトル蛍光光源</td><td>EXFO Photonic Solutions, Toronto, Canada</td><td></td><td>x-cite series</td></tr><tr><td>Corning CellBIND Multiple Well Plate (12 wells)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>CLS3336</td><td>For cell culture</td></tr><tr><td>Differential Quik Stain Kit (Modified Giemsa)</td><td>Polysciences Inc.</td><td>24606</td><td>単球の特性評価</td></tr><tr><td>ハンクス平衡塩溶液 (HBSS)</td><td>サーモフィッシャー</td><td>14025050</td><td>洗浄ステップおよびHOCl処理用</td></tr><tr><td>次亜塩素酸 (HOCl)</td><td>シグマ-アルドリッチ</td><td>320331</td><td>MET刺激用</td></tr><tr><td>インターフェロンガンマ</td><td>サーモフィッシャー</td><td>PMC4031</td><td>M1プライミング用</td></tr><tr><td>インターロイキン4</td><td>統合科学</td><td>rhil-4</td><td>M2プライミング用</td></tr><tr><td>インターロイキン8</td>ミル<td>テニルバイオテック</td><td>130-093-943</td><td>MET刺激用</td></tr><tr><td>L-グルタミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>59202C</td><td>培地に追加</td></tr><tr><td>リポ多糖類</td><td>統合科学</td><td>tlrl-eblps</td><td>M1プライミング用</td></tr><tr><td>Lymphoprep</td><td>Axis-Shield PoC AS 1114544</td><td></td><td>単球の単離用</td></tr><tr><td>オリンパスIX71 反転顕微鏡</td><td>オリンパス、東京、日本</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ホルボール12-ミリスチン酸13-アセテート(PMA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8139</td><td>MET刺激用</td></tr><tr><td>リン酸緩衝生理食塩水(PBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5652</td><td>洗浄ステップ用</td></tr><tr><td>RPMI-1640培地</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>R8758</td><td>細胞培養用</td></tr><tr><td>SYTOX green</td><td>Life Technologies</td><td>S7020</td><td>MET用可視化</td></tr><tr><td>TH4-200 明視野光源</td><td>オリンパス、東京、日本</td><td></td><td>x-cite シリーズ</td></tr><tr><td>腫瘍壊死因子アルファ</td><td>ロンザ</td><td>300-01A-50</td><td>MET刺激用</td></tr></tbody></table>

分化ヒト単球由来マクロファージにおける細胞外トラップ放出のin vitro刺激と可視化

In Vitro Stimulation and Visualization of Extracellular Trap Release in Differentiated Human Monocyte-derived Macrophages

好中球による細胞外トラップ(けること)の放出は、慢性炎症に関連する疾患の発症に寄与する要因として同定されている。好中球のNETs(NETs)は、DNA、ヒストンタンパク質、および様々な顆粒タンパク質(すなわち、骨髄ペルオキシダーゼ、エラスターゼ、およびカテプシンG)のメッシュからなる。マクロファージを含む他の免疫細胞も、ETを産生することができる。しかしながら、これは生体内でどの程度起こるのか、そしてマクロファージ細胞外トラップ(MET)が病理学的メカニズムにおいて役割を果たすかどうかは、詳細には調べていない。炎症性病理におけるMETの役割をよりよく理解するために、インビトロで一次ヒトマクロファージからのMET放出を可視化するためのプロトコルが開発され、免疫蛍光実験でも利用できる。これにより、これらの構造のさらなる特性評価と好中球から放出されるEとの比較が可能になります。ヒト単球由来マクロファージ(HMDM)は、M1前炎症表現型への分化に続いて異なる炎症刺激にさらされるとMETを産生する。METの放出は、生細胞(例えば、SYTOXグリーン)に含まれる緑色蛍光核酸染色を用いて顕微鏡検査によって可視化することができる。HMDMのような単に単離された一次マクロファージの使用は、潜在的な臨床応用に関連する生体内炎症性イベントのモデリングに有利である。このプロトコルはまた、ヒト単球細胞株からのMET放出(例えば、THP−1)をホルボル酢酸または他のマクロファージ細胞株(例えば、マウスマクロファージ様J774A.1細胞)とのマクロファージへの分化後に使用することもできる。

細胞分化の刺激に対するHMDMの形態変化を示す明視野画像を図1に示す。IFNγおよびLPSに曝露されたHMDMを用いた実験からのM1偏光マクロファージは、図1(中央パネル)の黒い矢印で示されるように細長く紡錘状の細胞形状を示した。比較のために、48時間のIL-4にHMDMを曝露した後のM2偏光マクロファージの形態は、図1(右端パネル)の黒い矢印で示されるように、典型的には円形かつ平坦であった。
図2に示すように、分化されたHMDM表現型がMETを放出する能力は、SYTOX緑色による生細胞蛍光イメージングによって可視化された。 図2Aは、炎症促進が存在しない場合に24時間インキュベートされた各HMDM表現型から得られた対照データを示す。この場合、この染色の細胞不浸透性を考えると、予想通り、...

ここで提示するプロトコルは、顕微鏡法および蛍光染色を用いて生細胞培養におけるマクロファージ細胞外トラップ(MET)産生を検出するプロトコルである。このプロトコルは、免疫蛍光染色によって特異的なMETタンパク質マーカーを調べるためにさらに拡張することができる。

分化ヒト単球由来マクロファージにおける細胞外トラップ放出のIn Vitro刺激と可視化

The release of extracellular traps (ETs) by neutrophils has been identified as a contributing factor to the development of diseases related to chronic ...

好中球および他の免疫細胞による細胞外トラップの放出は、自然免疫において重要であるが、また、炎症病理と強く関連している。これらの細胞は炎症反応において重要な役割を果たしているが、マクロファージにおけるこのプロセスについてはほとんど知られていない。このプロトコルは、マクロファージ細胞外トラップまたはマスト放出の主要なヒトin vitroモデルを提供する。これは、生体内でこの構造の潜在的な生理学的成長を研究するためのモデルを提供します。この技術の主な利点は、このプロトコルからの細胞がヒトバフィーコート製剤から単離された一次細胞であることである。単球をマクロファージに分化するために必要なプライミングステップはなく、THP-1細胞株などの他の単球細胞株とは対照的である。このプロトコルは、単離された好中球およびミクログリアを含む他の免疫細胞に容易に適応される。マクロファージによって生成される細胞外トラップは非常に脆弱であるため、染色されたトラップの完全性を維持するために、ステップ間に注意を払う必要があります。滅菌条件下で、完全なRPMI-1640培地に添加してM1プライミング培地を調製し、インターフェロンガンマは1ミリリットル当たり20ナノグラム、リポ多糖の濃度は1ミリリットル当たり1マイクログラムの濃度にする。ミリットル当たり20ナノグラムの濃度に完全なRPMI-1640培養培地にインターロイキン4を加えることによってM2プライミング培地を調製する。無菌条件下では、HMDMを含む播種および培養組織培養プレートウェルから吸引された培地。慎重に各井戸に追加, 37 摂氏に事前に温めた滅菌PBSの1ミリリットル.PBSバッファーを取り出し、さらに2回洗います。HMDMを含む各ウェルにM1またはM2プライミングメディアの1ミリリットルを追加します。細胞インキュベーターに5%の二酸化炭素が存在する場合、セルを摂氏37度で48時間インキュベートする。滅菌条件下で、完全なRPMI-1640培地にMET放出の異なる刺激剤を含む培養培地を調製する。次亜塩素酸刺激の実験では、摂氏37度に予め温めたHBSSを備えたファルコンチューブに200マイクロモル次亜塩素酸を調製します。偏光処理後、各ウェルから細胞培地を吸引し、PMA、TNFアルファ、およびインターロイキン8刺激または次亜塩素酸刺激のためのHBSSのいずれかの無菌PBSの1ミリリットルのアリコートで細胞を3回慎重に洗浄する。最終洗浄工程でPBSを除去した後、PMA、TNFアルファ、またはインターロイキン8を含む完全な培地を1ミリリットル添加する。TNFアルファ刺激のために6時間、PMAまたはインターロイキン8刺激のために24時間、セルインキュベーターで37°Cと5%の二酸化炭素で細胞をインキュベートします。次亜塩素酸の実験では、最終洗浄工程でHBSSを除去した後、調製した次亜塩素酸を1ミリリットル添加する。その後、細胞インキュベーターに5%の二酸化炭素が存在する場合、37°Cで15分間培養します。その後、細胞の上清を慎重に吸引し、HBSSの1ミリリットルのアリコートで細胞を3回洗浄する。最終洗浄工程からHBSSを取り外した後、完全なRPMI-1640培養培地を1ミリリットル加えます。その後、細胞インキュベーターに5%の二酸化炭素が存在する場合、37°Cで24時間培養します。40マイクロモルの濃度でHBSSでSYTOXグリーン染料を調製します。HMDMを含む各ウェルに25マイクロリットルの染料を直接加えます。暗い所で5分間室温で細胞をインキュベートする。次に、HMDMを組織培養井戸に配置し、蛍光顕微鏡を反転してイメージングします。高解像度カラーデジタルカメラを搭載した広域蛍光光源、明視野光源、反転顕微鏡をオンにします。504ナノメートルで励起し、523ナノメートルで寸法を出して緑色蛍光のナンバー2の位置にフィルターホイールを回転させます。5Xの目的を使用して、画像がシャープ、クリア、および焦点が合うまで、顕微鏡上の細かい焦点ノブを粗い焦点で画像を焦点を合わせます。顕微鏡をカメラモードに切り替えます。関連付けられているソフトウェアを起動します。[再生] ボタンをクリックして画像をプレビューし、イメージが鮮明で鮮明で、ソフトウェア プレビュー ウィンドウにフォーカスが合うまで、顕微鏡の細かいフォーカス つまみを調整します。[キャプチャ]ボタンをクリックします。ソフトウェア内で、[ファイル] をクリックします。必要なイメージ ファイルの種類として保存します。顕微鏡上で、フィルターホイールを明視野イメージングの5番に回転させ、キャプチャ手順を繰り返して対応する明視野画像を得ます。刺激に応答してHMDMの形態学的変化を示す明視野画像をここに示す。インターフェロンガンマおよびリポ多糖に曝露したHMDMの実験からM1偏光マクロファージは、細長く紡錘状の細胞形状を示した。比較のために、HMDMをインターロイキン4に48時間曝露した後のM2偏光マクロファージの形態は、典型的には円形および平坦であった。METを放出するHMDMの分化されたタイプの能力を、SYTOXグリーンでの生細胞蛍光イメージングによって可視化した。いずれの炎症促進刺激も存在しない状態で24時間インキュベートされた各HMDM表現型から得られた対照は、極めて限られた緑色染色を示した。緑色の筋として示されるMETに対する陽性染色は、次亜塩素酸、PMA、インターロイキン8、またはTNFアルファへのM1-HMDMの曝露で達成された。細胞内に明らかな緑色染色の存在は、細胞外トラップ放出とは無関係である細胞死から生じる膜完全性の喪失を反映している。インターロイキン4に曝露したM2-HMDMを用いて行った実験では、細胞外DNAの鎖または筋の欠如によって示されるように、細胞からのDNAの放出は示さなかった。しかし、次亜塩素酸とTNFアルファを用いた緑色蛍光色素の細胞化があった。イメージングの前に染色を過度に露出させる可能性のある直接の明るい光を避けることは重要です。細胞外DNAは、細胞上清中に存在する核およびミトコンドリアDNAに関するqPCR解析により定量することができる。HMDMを用いた慢性炎症におけるマスト構造およびその役割のさらなる特徴は、他の不死化細胞系マクロファージストアと比較してより臨床的に関連し得る。

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Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

免疫学と感染症

このビデオは、初代単球のマクロファージへのプライミングを示しています。初代ヒト単球は、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)を使用してM1様炎症誘発性表現型に、またはマクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)を使用してM2様抗炎症表現型に単離および分化することができます。...

初代単球のin vitro培養とマクロファージへの分化

このビデオでは、マウス肺組織におけるマクロファージ細胞外トラップ(MET)の免疫染色および共焦点顕微鏡法に基づく可視化のためのプロトコールについて説明します。組織に常在するマクロファージは、マクロファージ特異的なF4/80表面糖タンパク質マーカーの発現によって特徴付けられ、METは、METマーカーであるマトリックスメタロプロテイナーゼ9、シトルリン化ヒストンH3、および細胞外クロマチンを標識することによって可視化されます。...

マウス肺組織サンプル中のマクロファージ細胞外トラップの特性評価

このビデオは、二分子蛍光相補レポータータンパク質を使用して、ヒトマクロファージのカスパーゼタンパク質の活性化を示しています。カスパーゼ-1のプロドメインは、Venusタンパク質の非蛍光フラグメントと融合しており、Venusタンパク質はインフラマソーム複合体に動員されます。インフラマソームの近接性は、Venusフラグメントのリフォールディングと蛍光を誘導し、マクロファージにおけるカスパーゼの活性化を確認します。...

ヒト単球由来マクロファージにおけるカスパーゼ活性化の可視化

このビデオは、気管支肺胞洗浄液からの気管支肺胞マクロファージにおけるマクロファージ細胞外トラップ(MET)の免疫標識と、共焦点顕微鏡を使用したそれらの視覚化を示しています。...

ヒト気管支肺胞洗浄液からのマクロファージにおける細胞外トラップの可視化

このビデオは、TNF-α、PMA、HOCLなどのさまざまな炎症刺激を使用して、ヒト単球由来マクロファージのマクロファージ細胞外トラップ(MET)のin...

マクロファージ細胞外トラップのin vitro刺激と可視化

単球由来のマクロファージは自然免疫系の重要な細胞である。ここでは、使用して簡単に説明する...

不定冠詞<em&gt;インビトロ</emヒトマクロファージの分化と偏光の不均一性を研究するために&gt;モデル

私たちは、ヒトマクロファージの生成のための簡単​​かつ効率的なプロトコルを提示する。バフィーコートは、二重密度勾配遠心分離によって処理され、単離された単球は、次いで、テフロンコーティングした細胞培養バッグ中でマクロファージに分化される。これは、マクロファージ収量を最大化し、その後の実験のために細胞の回収を容易にします。...

ダブル勾配遠心、テフロンコーティングされた細胞培養バッグ中のマクロファージへの分化によるヒト単球の単離

マクロファージコロニー刺激因子（M-CSF)分化ヒト単球由来マクロファージの細胞培養のためのプロトコールが提示されます。このプロトコルは、単球の凍結保存とマクロファージへのバルク分化を組み合わせて利用します。その後、回収したマクロファージを、実験に必要な細胞密度の培養ウェルに播種することができます。...

マクロファージコロニー刺激因子分化したヒト単球由来マクロファージの文化

マクロファージ細胞外トラップは、新しく記述されたエンティティです。この資料に共焦点の顕微鏡検査方法に集中して体外と体内の肺検体から可視化方法します。...

共焦点顕微鏡を用いた可視化マクロファージ細胞外トラップ

このプロトコルは、ヒト血液サンプルから単球由来マクロファージ(MDM)を取得するワークフロー、細胞の生存率と挙動を損なうことなく炎症性カスパーゼ二分子蛍光相補(BiFC)レポーターをヒトMDMに効率的に導入する簡単な方法、および生細胞における炎症性カスパーゼ活性化を測定するためのイメージングベースのアプローチを記述しています。...

ヒト単球由来マクロファージにおける炎症性カスパーゼ誘導近接の可視化

単球とマクロファージは、健康と病気に不可欠な非常に可塑的で再プログラム可能な免疫細胞です。彼らは、特定の分化プログラムと表現型を採用することにより、幅広い刺激を感知し、反応します。私たちは、マクロファージの分極とリプログラミングを研究するためのin-vitroモデルを標準化し、研究に貴重なツールを提供しています。...

In-vitroアッセイのためのヒト単球由来マクロファージのリプログラミングモデル

学ぶ ヒト単球由来マクロファージにおける細胞外トラップ放出のin vitro刺激と可視化手法。蛍光顕微鏡と免疫蛍光染色を用いて、生細胞培養でMET産生を検出し、炎症におけるマクロファージ機能を解明する。

分化ヒト単球由来マクロファージにおける細胞外トラップ放出のIn Vitro刺激と可視化

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