Name: 接着フットプリントアッセイによる細胞転動における分子接着性のイメージング (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-09-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 24 s
Description: 学ぶ接着フットプリントアッセイによる細胞転動における分子接着性のイメージング。TIRF顕微鏡とフローチャンバーを用いて、個々の接着イベントを可視化し、生理学的に関連する分子接着力を定量化する方法です。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この研究は、カナダイノベーション財団(CFI 35492)、カナダディスカバリーグラント自然科学工学研究評議会(RGPIN-2017-04407)、研究基金のニューフロンティア(NFRFE-2018-00969)、マイケル・スミス健康研究財団(SCH-2020-0559)、ブリティッシュコロンビア大学エミンズ基金によって支援されました。

<ol><li>McEver, R. P., Zhu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rolling+cell+adhesion%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Cell+and+Developmental+Biology%22%5BJournal%5D)">Rolling cell adhesion.</a> Annual Review of Cell and Developmental Biology. 26 (1), 363-396 (2010).</li>
<li>Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Getting+to+the+site+of+inflammation%3A+The+leukocyte+adhesion+cascade+updated%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Immunology%22%5BJournal%5D)">Getting to the site of inflammation: The leukocyte adhesion cascade updated.</a> Nature Reviews Immunology. 7 (9), 678-689 (2007).</li>
<li>Zarbock, A., Ley, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+adhesion+and+activation+under+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Microcirculation%22%5BJournal%5D)">Neutrophil adhesion and activation under flow.</a> Microcirculation. 16 (1), 31-42 (2009).</li>
<li>Etzioni, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+molecules+-+Their+role+in+health+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatric+Research%22%5BJournal%5D)">Adhesion molecules - Their role in health and disease.</a> Pediatric Research. 39 (2), 191-198 (1996).</li>
<li>van de Vijver, E., vanden Berg, T. K., Kuijpers, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leukocyte+adhesion+deficiencies%5BTitle%5D)+AND+%22Hematology%2FOncology+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Leukocyte adhesion deficiencies.</a> Hematology/Oncology Clinics of North America. 27 (1), 101-116 (2013).</li>
<li>Hanna, S., Etzioni, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leukocyte+adhesion+deficiencies%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Leukocyte adhesion deficiencies.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1250 (1), 50-55 (2012).</li>
<li>Geng, Y., Marshall, J. R., King, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glycomechanics+of+the+metastatic+cascade%3A+Tumor+cell-endothelial+cell+interactions+in+the+circulation%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Glycomechanics of the metastatic cascade: Tumor cell-endothelial cell interactions in the circulation.</a> Annals of Biomedical Engineering. 40 (4), 790-805 (2012).</li>
<li>Yasmin-Karim, S., King, M. R., Messing, E. M., Lee, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((E-selectin+ligand-1+controls+circulating+prostate+cancer+cell+rolling%2Fadhesion+and+metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Oncotarget%22%5BJournal%5D)">E-selectin ligand-1 controls circulating prostate cancer cell rolling/adhesion and metastasis.</a> Oncotarget. 5 (23), 12097-12110 (2014).</li>
<li>Marshall, B. T., Long, M., Piper, J. W., Yago, T., McEver, R. P., Zhu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+observation+of+catch+bonds+involving+cell-adhesion+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Direct observation of catch bonds involving cell-adhesion molecules.</a> Nature. 423 (6936), 190-193 (2003).</li>
<li>Hammer, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesive+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Adhesive dynamics.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 136 (2), 021006(2014).</li>
<li>Yasunaga, A. B., Murad, Y., Kapras, V., Menard, F., Li, I. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+interpretation+of+cell+rolling+velocity+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Quantitative interpretation of cell rolling velocity distribution.</a> Biophysical Journal. 120 (12), 2511-2520 (2021).</li>
<li>Li, I. T. S., Ha, T., Chemla, Y. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+cell+surface+adhesion+by+rotation+tracking+and+adhesion+footprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Mapping cell surface adhesion by rotation tracking and adhesion footprinting.</a> Scientific Reports. 7 (1), 44502(2017).</li>
<li>Yasunaga, A. B., Li, I. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+fast+molecular+adhesion+by+fluorescence+footprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Quantification of fast molecular adhesion by fluorescence footprinting.</a> Science Advances. 7 (34), (2021).</li>
<li>Dempsey, G. T., Vaughan, J. C., Chen, K. H., Bates, M., Zhuang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+fluorophores+for+optimal+performance+in+localization-based+super-resolution+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Evaluation of fluorophores for optimal performance in localization-based super-resolution imaging.</a> Nature Methods. 8 (12), 1027-1040 (2011).</li>
<li>Zhu, M., Lerum, M. Z., Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+prepare+reproducible%2C+homogeneous%2C+and+hydrolytically+stable+aminosilane-derived+layers+on+silica%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">How to prepare reproducible, homogeneous, and hydrolytically stable aminosilane-derived layers on silica.</a> Langmuir. 28 (1), 416-423 (2012).</li>
<li>Chandradoss, S. D., Haagsma, A. C., Lee, Y. K., Hwang, J. H., Nam, J. M., Joo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+passivation+for+single-molecule+protein+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Surface passivation for single-molecule protein studies.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (86), e50549(2014).</li>
<li>Schnitzbauer, J., Strauss, M. T., Schlichthaerle, T., Schueder, F., Jungmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Super-resolution+microscopy+with+DNA-PAINT%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Super-resolution microscopy with DNA-PAINT.</a> Nature Protocols. 12 (6), 1198-1228 (2017).</li>
<li>Chalfoun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MIST%3A+Accurate+and+scalable+microscopy+image+stitching+tool+with+stage+modeling+and+error+minimization%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">MIST: Accurate and scalable microscopy image stitching tool with stage modeling and error minimization.</a> Scientific Reports. 7 (1), 4988(2017).</li>
<li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Constructing+modular+and+universal+single+molecule+tension+sensor+using+protein+G+to+study+mechano-sensitive+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Constructing modular and universal single molecule tension sensor using protein G to study mechano-sensitive receptors.</a> Scientific Reports. 6, 1-10 (2016).</li>
<li>Crockett-Torabi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selectins+and+mechanisms+of+signal+transduction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Leukocyte+Biology%22%5BJournal%5D)">Selectins and mechanisms of signal transduction.</a> Journal of Leukocyte Biology. 63 (1), 1-14 (1998).</li>
<li>Ye, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+P-selectin+and+PSGL-1+axis+accelerates+atherosclerosis+via+activation+of+dendritic+cells+by+the+TLR4+signaling+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+and+Disease%22%5BJournal%5D)">The P-selectin and PSGL-1 axis accelerates atherosclerosis via activation of dendritic cells by the TLR4 signaling pathway.</a> Cell Death and Disease. 10 (7), 507(2019).</li>
<li>Saha, K., Bender, F., Gizeli, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+of+IgG+binding+to+proteins+G+and+A%3A+Nonequilibrium+kinetic+and+binding+constant+determination+with+the+acoustic+waveguide+device%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Comparative study of IgG binding to proteins G and A: Nonequilibrium kinetic and binding constant determination with the acoustic waveguide device.</a> Analytical Chemistry. 75 (4), 835-842 (2003).</li>
<li>Murad, Y., Li, I. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+molecular+forces+with+serially+connected+force+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Quantifying molecular forces with serially connected force sensors.</a> Biophysical Journal. 116 (7), 1282-1291 (2019).</li>
<li>Yasunaga, A. B., Murad, Y., Li, I. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantifying+molecular+tension-classifications%2C+interpretations+and+limitations+of+force+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Biology%22%5BJournal%5D)">Quantifying molecular tension-classifications, interpretations and limitations of force sensors.</a> Physical Biology. 17 (1), 011001(2020).</li>
</ol>

著者らは利益相反を宣言しない。

接着フットプリントアッセイにより、細胞圧延接着中のPSGL-1とP-セレクチン間の分子接着事象の可視化が可能になります。このプロセスは、P-selectin媒介捕捉によって開始され、その後、流体せん断応力下での転がりが続きます。実験中の潜在的な問題は、通常、細胞がうまく転がっていても、細胞の転がりが悪かったり、蛍光トラックが欠落したりする。これらの問題は、多くの場合、プロトコルの重要なステップでの品質管理が原因で発生します (表 1)。 
表面調製には複数のステップが必要なため、汚染を防ぐために生体分子とバッファーを4°Cで濾過して保管する必要があります。高品質の表面パッシベーションは、適切な表面官能化密度を達成し、生体分子の非特異的結合を低減するための要件です。表面に生体分子の非特異的結合は、高い蛍光の背景を作成することができ、単一分子蛍光イメージングおよび統計データ分析を妨害する。複数の要因が表面のパッシベーションに影響を与える可能性があります。アミノシランおよびPEG-NHSの加水分解は、PEGylationのはるかに低い効率をもたらす。十分...

転がり接着カスケードは、循環細胞が血管壁1に沿ってどのようにテザーおよび転がするかを記述する。受動圧延は主に細胞接着分子(CAM)1の主要クラスであるセレクチンによって媒介される。血液のせん断流の下で、P-セレクチン糖タンパクリガンド-1(PSGL-1)を発現する白血球はP-セレクチンとの非常に一過性の結合を形成し、炎症を起こした内皮細胞の表面に発現し得る。このプロセスは、白血球が炎症部位に移行するために重要です2.さらに、PSGL-1はまた、P-selectin3との関与時に転がり接着カスケードのその後の堅接着段階を引き起こすことができるメカノイアセンセプターである。
CAM機能に影響を与える遺伝子変異は、白血球接着欠損症(LAD)の稀な疾患など免疫系に深刻な影響を及ぼし、転がりを媒介する接着分子の機能不全が重度の免疫不全個体4,5,6に至る。さらに、循環腫瘍細胞は、同様の圧延過程に従って移行することが示されており、転移7,8に至る。しかし、細胞の転がりは速く動的であるため、従来の実験的メカノバイオロジー法は、細胞転動時の分子相互作用を研究するのには適していません。原子間力顕微鏡や光ツイーツァーなどの単一細胞および単一分子操作法は、P-selectinのPSGL-1とPSGL-1との力依存相互作用などの分子相互作用を単一分子レベル9で研究することができたが、細胞転動中の生きた接着事象の調査には不向きである。さらに、インビトロで特徴付けられる相互作用は、生体内での分子接着に関する質問に直接答えることができない。例えば、細胞が本来の環境で機能している場合、生物学的に関連する分子張力範囲は何ですか?粘着力学simulation10や単純定常モデル11のような計算方法は、特定の分子の詳細を捉え、それらが転がり行動にどのように影響するか、モデリングパラメータおよび仮定の精度に大きく依存している。牽引力顕微鏡のような他の技術は細胞の移動の間に力を検出することができるが、十分な空間分解能または分子張力に関する定量的な情報を提供しない。これらの技術のいずれも、自生環境における細胞機能と挙動に直接関係する分子力の時間ダイナミクス、空間分布、および大きさの不均一性の直接的な実験的観察を提供することはできません。
そのため、転がり接着性の理解を深める上で、選択イン媒介相互作用を正確に測定できる分子力センサを実装することが重要です。ここでは、PSGL-1被覆ビーズが機能性テンションゲージテザー(TG)13 を提示する表面上に転がされる接着フットプリントassay12のプロトコルについて説明する。これらのTGは、蛍光読み出しの形で破裂事象の永久的な歴史をもたらす不可逆的なDNAベースの力センサーです。これは、TGT(dsDNA)の破裂後、破裂したTGT(ssDNA)を蛍光標識された相補鎖で標識することによって達成されます。このシステムの大きな利点の1つは、回折限と超解像イメージングの両方との互換性です。蛍光標識された相補鎖は、回折限定画像撮影のために永久に結合(>12 bp)、またはDNA PAINTを介した超解像イメージングのために一過性(7-9 bp)結合することができる。これは、TGがアクティブローリング中に破裂する際にローリング接着を研究するのに理想的なシステムですが、蛍光読み出しは転がり後に分析されます。また、2つのイメージング方法は、ローリング接着を調査する自由度をユーザに提供します。典型的には、回折限定画像は蛍光強度13を介して分子破裂力を抽出するのに有用であるが、超解像イメージングは受容体密度の定量的分析を可能にする。このアプローチは、圧延接着のこれらの特性を調査する能力を持ち、せん断流下の転動細胞の分子接着に関する力制御機構を理解するための有望なプラットフォームを提供する。

<table><tbody><tr><td>4チャンネルドリルガイド</td><td>ABSフィラメントで3Dプリントされた</td><td>カスタムメイド</td><td></td></tr><tr><td>4穴スライド</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>アルミクランプの8-32ネジ穴の中心と一致するレイアウトの4チャンネルドリルガイドに、ダイヤモンドコーティングされたドリルビットを備えたドレメルを使用して、きれいな顕微鏡スライドをドリルします。</td></tr><tr><td>アセトン</td><td>VWR</td><td>BDH1101-4LP</td><td></td></tr><tr><td>アクリルスペーサー</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>40 mm x 30 mm x 2.5 mmの寸法のアクリルシートの2つのブロックをカットします。各ブロックに、アルミニウムホルダーの4〜40個の穴と正確に位置合わせされた2つの3mmの穴を開けます。</td></tr><tr><td>アルミチップホルダー</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>外形寸法640 mm x 500 mm x 65 mm、開口部寸法400 mm x 380 mm x 65 mmのC字型ホルダーに機械陽極酸化アルミニウムブロックを折りたたむインレットとアウトレットは8-32スレッドでタップされています。</td></tr><tr><td>アミノシラン</td><td>AlfaAesar</td><td>L14043</td><td>CAS 1760-24-3</td></tr>抗生物質<tr><td>/抗真菌溶液</td><td>Cytiva HyClone</td><td>SV3007901</td><td>ペン/連鎖球菌/菌類</td></tr><tr><td>ビーズ、ProtGコーティングポリスチレン</td><td>Spherotech</td><td>PGP-60-5</td><td></td></tr>ウ<tr><td>シ血清アルブミン</td><td>VWR</td><td>332</td><td></td></tr><tr><td>バッファー、DNAペイント</td><td></td><td></td><td>0.05%Tween-20、5 mMトリス、75 mM MgCl<サブ>2、1 mM EDTA</td></tr><tr><td>バッファー、T50M5</td><td></td><td></td><td>10mM Tris、50 mM NaCl、5 mM MgCl2</td></tr><tr><td>バッファー、ローリング</td><td></td><td></td><td>HBSS with 2mM CaCl2、2 mM MgCl2、10 mM Hepes、0.1% BSA</td></tr><tr><td>バッファー、10</td><td></td><td></td><td>mM Tris、 50 mM NaCl、5 mM MgCl2および2 mM CaCl2、0.05% Tween 20</td></tr><tr><td>塩化カルシウム</td><td>VWR</td><td>BDH9224</td><td></td></tr><tr><td>細胞培養フラスコ</td><td>VWR</td><td>10062-868</td><td></td></tr><tr><td>濃硫酸</td><td>VWR</td><td>BDH3072-2.5LG</td><td>95-98%</td></tr><tr><td>カバースリップ保持ピンセット</td><td>Techni-Tool</td><td>758TW150</td><td></td></tr><tr><td>ダイヤモンドコーティングドリルビット</td><td>研磨技術</td><td></td><td>C5250510 0.75 mm ダイヤモンドドリル</td></tr><tr><td>DNA、アミン-ssDNA(上鎖)</td><td>IDT DNA</td><td>カスタムオリゴ</td><td>CCGGGCGACGCAGGAGGGG /3AmMO/</td></tr><tr><td>DNA、ビオチン-ssDNA(下鎖)</td><td>IDT DNA</td><td>カスタムオリゴ</td><td>/5ビオチンTEG/ TTTTT CCCTCCTGCGTCGCCCGG</td></tr><tr><td>DNA、DNAペイント用イメージャー鎖</td><td>IDT DNAカスタム</td><td>オリゴ</td><td>GAGGGAAA TT/3Cy3Sp/</td></tr><tr><td>DNA、永久標識用イメージャーストランド</td><td>IDT DNA</td><td>カスタムオリゴ</td><td>CCGGGCGACGCAGG /3Cy3Sp/</td></tr><tr><td>両面テープ</td><td>スコッチ</td><td>237</td><td>3/4インチ幅、永久両面テープ</td></tr><tr><td>EDTA</td><td>サーモフィッシャー</td><td>15575020</td><td>0.5 M EDTA、pH 8.0</td></tr><tr><td>エポキシ</td><td>ゴリラ</td><td>42001</td><td>5分間硬化時間</td></tr><tr><td>ウシ胎児血清(FBS)</td><td>アバンター</td><td>97068-085</td><td></td></tr><tr><td>GelGreen</td><td>Biotium</td><td>41005</td><td></td></tr><tr><td>氷酢酸</td><td>VWR</td><td>BDH3094-2.5LG</td><td></td></tr><tr><td>ガラス、カバーガラス</td><td>フィッシャー サイエンティフィック</td><td>12-548-5P</td><td></td></tr><tr><td>ガラス、顕微鏡スライド</td><td>VWR</td><td>48300-026</td><td>75 mm x 25 mm x 1 mm</td></tr><tr><td>ガラス、染色ジャー</td><td>VWR</td><td>74830-150</td><td>ウィートン染色ジャー (900620)</td></tr><tr><td>ハンクスのバランス塩溶液(HBSS)</td><td>ロンザ</td><td>04-315Q</td><td></td></tr><tr><td>血球計算盤</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z359629-1EA</td><td></td></tr><tr><td>HL-60細胞</td><td>ATCC</td><td>CCL-240</td><td></td></tr><tr><td>湿度チャンバースライドサポート</td><td>ABSフィラメントで</td><td>カスタムメイド</td><td></td>3Dプリント</tr><tr><td>過酸化水素</td><td>VWR</td><td>BDH7690-1</td><td>30%</td></tr><tr><td>イミダゾール</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>I2399</td><td></td></tr><tr><td>インレット/アウトレット</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>コバルトドリルビットを使用して 8 本の 8-32 止めネジをドリルスルーします。挿入 1.5 cm&nbsp;ポリエチレンチューブ(タイゴン、I.D. 1/32 "O.D. 3/32")を各中空止めねじに</td></tr><tr><td>Iscove Modified Dulbecco Media(IMDM)</td><td>Lonza</td><td>12-722F</td><td></td></tr><tr><td>塩化マグネシウム</td><td>VWR</td><td>BDH9244</td><td></td></tr><tr><td>磁性Ni-NTAビーズ</td><td>Invitrogen</td><td>10103D</td><td></td></tr><tr><td>メーラーチューブ</td><td>EMS</td><td>EMS71406-10</td><td></td></tr>メタ<tr><td>ノール</td><td>VWR</td><td>BDH1135-4LP</td><td></td></tr><tr><td>マイクロバイオスピンP-6ゲルカラム</td><td>Biorad</td><td>7326200</td><td>SSC</td></tr><tr><td>バッファーPEG</td><td>レイサンバイオ</td><td>MPEG-SVA-5000</td><td></td></tr><tr><td>PEG-ビオチン</td><td>レイサンバイオ</td><td>ビオチン-PEG-SVA-5000</td><td></td></tr>水<tr><td>酸化カリウム</td><td>VWR</td><td>470302-132</td><td></td></tr><tr><td>タンパク質、タンパク質G</td><td>Abcam</td><td>ab155724</td><td>N末端HisタグおよびC末端システイン</td></tr><tr><td>タンパク質、P-セレクチン-FC</td><td>R&D系統</td><td>137-PS</td><td>組換えヒト P-セレクチン/CD62P fc キメラ蛋白質、CF</td></tr><tr><td>蛋白質、ストレプトアビジン</td><td>シダーラン</td><td>CL1005-01-5MG</td><td></td></tr><tr><td>ポンプシリン</td>ジ <td>ハーバード</td><td>704801</td><td></td></tr><tr><td>重炭酸ナトリウム</td><td>病棟科学</td><td>470302-444</td><td></td></tr><tr><td>塩化ナトリウム</td><td>VWR</td><td>97061-274</td><td></td></tr><tr><td>スルホ-SMCC</td><td>サーモフィッシャー</td><td>22322</td><td></td></tr><tr><td>シリンジ</td><td>ハミルトン</td><td>81520</td><td>シリンジ PTFEルアーロック付きシリンジ、5mL</td></tr><tr><td>シリンジニードル</td><td>BD</td><td>305115</td><td>プレシジョングライド 26 G、5/8 インチ長</td></tr><tr><td>TCEP</td><td>シグマ-アルドリッチ</td><td>C4706-2G</td><td></td></tr><tr><td>トリス</td><td>VWR</td><td>BDH4502-500GP</td><td></td></tr><tr><td>チューブ、アダプター</td><td>タイゴン</td><td>ABW00001</td><td>フォーミュレーション 3350、内径 1/32"; O.D. 3/32"</td></tr><tr><td>チューブ、ポリエチレン</td><td>BD イントラメディック</td><td>427406</td><td>イントラメディック (PE20) 内径 0.38mm; 外径 1.09mm</td></tr><tr><td>Tween-20</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>93773</td><td></td></tr></tbody></table>

接着フットプリントアッセイによる細胞転動における分子接着性のイメージング

Imaging Molecular Adhesion in Cell Rolling by Adhesion Footprint Assay

転動接着は、選択的に媒介される相互作用によって促進され、炎症部位に白血球を採用する上で非常に動的で受動的な運動性である。この現象は、血流が内皮細胞の転動で白血球を押し出す後毛細血管小胞で起こる。安定した転がりは、接着結合形成と機械的に駆動された解離との微妙なバランスを必要とし、細胞が流れの方向に転がり続けながら表面に付着したままにする。比較的静的な環境で発生する他の接着プロセスとは異なり、転がり細胞は毎秒数十ミクロンで数千ミクロンにわたって移動するので、圧着は非常にダイナミックです。その結果、トラクションフォース顕微鏡などの従来のメカノバイオロジー法は、短いタイムスケールと高感度が要求されるため、個々の接着事象および関連する分子力を測定するのには適していません。ここでは、P-セレクチン:分子レベルでの圧延接着におけるPSGL-1相互作用をイメージする接着フットプリントアッセイの最新の実装について説明します。この方法は、不可逆的なDNAベースの張力計テザーを利用して、蛍光トラックの形態で分子接着事象の永久履歴を生成する。これらのトラックは、(1)大きな視野を生み出すために何千もの回折限画像をつなぎ合わせ、長さ数千ミクロンにわたって各転球細胞の接着フットプリントを抽出し、(2)DNA-PAINTを実行して小さな視野内の蛍光トラックの超解像画像を再構築するという2つの方法で画像化することができます。本研究では、接着フットプリントアッセイを用いて、異なるせん断応力で転がるHL-60細胞を研究した。そうすることで、P-セレクチンの空間分布をイメージすることができました:PSGL-1相互作用と蛍光強度を通じて分子力に関する洞察を得ることができました。このように、この方法は、分子レベルでの圧延接着に関与する種々の細胞表面相互作用の定量的調査のための基礎を提供する。

上記のプロトコルは、接着フットプリントアッセイの実験手順を説明する。一般的な実験ワークフローを 図1に示し、流れチャンバアセンブリ(図1A)から表面官能化(図1B)および実験およびイメージングステップ(図1C)までを示す。
図2 は、ProtG-ssDNAバイオコンジュゲーション特性評価の代表的な結果である。最終製品における3つの成分のUV/Visスペクトル、すなわち、ProtG、mal-ssDNA、およびイミダゾール溶出緩衝液を、最終的な結合の前に収集した(図2A)、それぞれ既知の濃度に対応する。これらのスペクトルは、3つの未知のパラメータがそれらの濃度である生体共役生成スペクトルに適合するための直交基礎を形成する。MATLA...

このプロトコルは、高速細胞圧延接着中に接着イベントを画像化するために、接着フットプリントアッセイを実行するための実験的手順を提示する。

Rolling adhesion, facilitated by selectin-mediated interactions, is a highly dynamic, passive motility in recruiting leukocytes to the site of ...

このプロトコルは、空間的にマッピングし、分子レベルでのローリング接着を定量化する以外に、分子力と細胞転動挙動の間の接続を確立するのに役立ちます。この技術は、実際の細胞転動中の個々の接着事象を研究し、生理学的関連分子接着力を直接測定することを可能にする。各工程で適切な濃度とインキュベーション時間を使用した表面調製は、高品質の表面機能化を実現するために重要です。バイオコンジュゲーションの品質と適切な条件も重要です。視覚的なデモンストレーションは、研究者がこのプロトコルを複製するのを助けるために重要です。特に、フローチャンバアセンブリや後処理画像などのステップは、視覚的なデモンストレーションから大きなメリットを得られます。カミソリの刃で両面テープの両側に少量のエポキシを薄く広めることから始めます。レーザーを使用して、エポキシコーティングされたテープをカットして4つのチャンネルを作成します。4ホールスライドとPEGカバースリップの間にエポキシテープを挟んでフローチップを作成します。ピペットチップを使用して、チャネルの長さに沿って穏やかな圧力をかけて良好なシールを作成し、エポキシを最低1時間硬化させます。各チャンネルの開口部がアダプタの中心に配置されるようにチップを位置合わせします。その後、チップの上に2つの透明なアクリルスペーサーを置きます。ブロックの中央にしっかりした圧力をかけ、各スペーサーの端にねじを付けます。入口をブラケットの反対側のネジ穴にねじ込み、透明なアクリルブロックを通してシール状態を監視します。200マイクロリットルの洗浄バッファーをチャンバに流し、漏れを確認します。気泡がチャネルに形成される場合は、積極的に気泡を除去するために、洗浄バッファーの追加の200マイクロリットルを押します。非特異的結合を防止し、湿度室で10分間インキュベートするために、40マイクロリットルのBSAをフローチャンバーに加えます。インキュベーション後、フローチャンバーにTween 20で40マイクロリットルを加え、再び10分間インキュベートして非特異的結合をさらに低減する。次に、200マイクロリットルの洗浄バッファーでチャネルを洗浄し、すべてのパッシベーション剤を除去します。チャンバー表面機能化のために、ストレプトアビジンを40マイクロリットルの流れチャンバに加え、20分間インキュベートしてから、200マイクロリットルの洗浄バッファーでチャンバーを洗浄します。次に、40マイクロリットルのハイブリダイズプロテインG-TGTをフローチャンバーに加え、20分間インキュベートします。洗浄バッファーで洗浄した後、40マイクロリットルのプロテインG-TGTトップストランドを加え、20分間インキュベートして、表面上の任意の未ハイブリッド化TGT底鎖を完了し、洗浄バッファーで洗浄します。最後に、40マイクロリットルのP-セレクチン-Fcをフローチャンバーに加え、洗浄バッファーで洗浄する前に60分間インキュベートします。5ミリリットルのガラス注射器にローリングバッファーを充填し、シリンジの側面をタップして取り外し、先端に向かって浮かぶように気泡を押し出します。ポリエチレンチューブの200ミリメートル部分に滅菌針を挿入した後、ガラス注射器に針を接続します。シリンジをシリンジポンプに固定し、気泡がチャネルに入るのを防ぐためにプランジャー側が上昇するようにシリンジポンプを傾けます。チューブの端部を流れチャンバの入口に挿入します。ポリエチレンチューブの別の200ミリメートル片の一方の端を出口に挿入し、もう一方の端を廃棄物ビーカーに浸します。細胞懸濁液サンプルと遠心分離機の1~2ミリリットルを細胞にペレットに取る。培地を取り出し、500マイクロリットルのローリングバッファーで細胞を静かに再懸濁します。慎重に流入口とフローチャンバーに細胞懸濁液の出口とピペット40マイクロリットルからチューブを切断します。前述のとおりにチューブを再接続し、フロー チャネルに気泡が入らないようにします。所望の流速でシリンジポンプを開始して細胞の転がり実験を開始します。10Xの目的を持つ暗視野顕微鏡を使用して細胞の転がりを観察する。実験が完了したら、表面が細胞フリーになるまで1時間あたり100ミリリットルでローリングバッファーを注入することによってチャネルから細胞を取り除きます。DNA-PAINTによるローカルトラックのイメージング用に、DNA-PAINTバッファで作製した40マイクロリットルのDNA-PAINTイメージャー鎖をチャネルに加えます。本文原稿に記載された条件を用いて、全内部反射蛍光顕微鏡を行う。スーパー解像度イメージをローカライズしてレンダリングします。永久的なラベル付けによって長いトラックを撮像するために、永久的なイメージャーの鎖を加え、T50M5の緩衝装置の120秒のインキュベート。次に、200マイクロリットルの洗浄バッファーを注入してチャネルを洗浄します。励起レーザーをオフにして画像を記録し、カメラの背景ノイズを取得します。TIRF顕微鏡法によるグリッドパターンの大きな領域を画像化します。400 x 50画像の領域をスキャンし、ImageJプログラムを使用して最大10,000枚の画像を含む個々のTIPファイルに生データを分割するように顕微鏡をプログラムします。照明プロファイルを使用してすべての画像を平坦化し、画像をステッチするMISTプラグインを使用します。タンパク質G ssDNAバイオコンジュゲーション特性の結果は、タンパク質GのssDNAおよびイミダゾール溶出緩衝液スペクトルが生体共役生成物スペクトルに適合するためのssDNAに対するタンパク質Gの1つの比率にほぼ1つであることを示した。ネイティブPAGEは、単量体タンパク質Gバンドと一致する明るい緑色のバンドを示すバイオコンジュゲーションを確認するために使用され、良好な収率を示した。シングルモードファイバから導入されたTIRF照明プロファイルは、一般的に視野の中央で明るく、エッジの周りに暗くなります。不均一な照明を補正し、定量的な分析のために画像を平らにするために、照明プロファイルは、個々のフレームの数千を平均することによって決定しました。平坦化された画像は、生プロファイルと照明プロファイルの両方からカメラノイズを引き出し、照明プロファイルによって正規化することによって生成されました。生のステッチは、未修正の画像に対応する明確な周期パターンを示し、平坦化された画像からステッチされた同じ視野は平らな背景を生み出した。ランプアップフロープロファイルを使用して、典型的な単細胞接着フットプリントを見ることができる細胞転がりおよび収量蛍光トラックをもたらすせん断応力の範囲を決定しました。コントラストが不十分な蛍光トラックの最適で最適な結果、過度のトラック密度、最適なトラック密度とコントラスト、回折限定およびDNA-PAINTイメージングが示されています。60分以上のインキュベーション時間は、表面の機能化を確保し、適切なチャンバー構造は、機能化された表面を損傷する気泡の通過を防止します。この手順は、圧延接着に関与する分子力の定量的分析に適用され、研究者は異なる細胞タイプの圧延挙動を理解することができます。この技術により、研究者は、単一分子およびメカノ生物学研究のさらなる進歩につながる高速接着事象に関する新たな疑問を探求することができます。

imaging-molecular-adhesion-in-cell-rolling-by-adhesion-footprint-assay

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

我々は、非対称受容体柄の基板上にセルローリング軌跡を観察し、分析するためのプロトコルについて説明します。結果のデータは、ラベルフリー細胞分離と解析のための受容体柄の基板のエンジニアリングするのに便利です。...

非対称受容体のパターンでセルローリング軌道を勉強

両分子が相互作用する細胞の表面上に固定されているときに受容体 -...

用接着周波数アッセイその場で</em細胞間のインタフェースにおけるクロス接合分子間相互作用の>速度論解析

生細胞遊走試験のための顕微鏡検査室における接着剤および可溶性勾配のアセンブリのための方法が記載されている。エンジニアリング環境は、ソリューションの勾配と防汚表面と接着剤のトラックを結合し、したがって1つは、指導の手がかりの相対的な重要度を決定することができます。...

蛍光顕微鏡を用いたイメージング細胞遊走用接着剤及び可溶性グラデーションを作成する

この研究は、有意に生理学的に関連するせん断流の下で細胞ローリング研究のスループットを向上させる、マルチウェルプレート、マイクロ流体システムを用いる。カスケードおよび患者における細胞の外因集団の全身送達後の細胞のホーミングの重要性をホーミング多段階の細胞における細胞ローリングの重要性を考えると、このシステムは、細胞ベースの治療を改善するためのスクリーニングプラットフォームとしての可能性を提供しています。...

の体系的な分析体外セルローリング

静的接着アッセイは、Tリンパ球および他の細胞型間の相互作用をモデル化するために使用することができる強力なツールである。プレートリーダーは、シリアル回洗浄し、以下の接着細胞の数を定量するために使用される相互作用は、接着分子でコーティングされたウェルに標識されたT細胞を注入することによって生成される。...

Tリンパ球におけるインテグリン活性化の研究のための静的な接着アッセイ

腫瘍微小環境中の機械的剛性が浸潤突起の活性を増加し、収縮性アクトミオシンによって悪性の挙動を駆動する重要な役割を果たしている。アクリルアミドゲル（PAAS）を使用して、浸潤突起と牽引力アッセイは、マトリックスの剛性に応じて、癌細胞の浸潤性および収縮特性を研究するために利用することができる。...

癌細胞に対する浸潤突起と牽引力のアッセイのために、ポリアクリルアミドゲル

この流接着アッセイは、T細胞、上皮細胞間相互作用の単純な、耐衝撃性モデルを提供します。シリンジポンプは、剪断応力を生成するために使用し、共焦点顕微鏡は、定量化のための画像を捕捉します。これらの研究の目的は、効果的に流れ条件を使用して、T細胞接着を定量化することです。...

Tリンパ球接着分子の相互作用の研究のための接着性の下でせん断応力の測定

彼らは機械的張力を送信し、組織の恒常性と開発に関与するシグナル伝達経路を開始するように、細胞表面の癒着は、メカノの中心です。ここでは、接着受容体へのリガンドで被覆された磁性マイクロビーズと力のアプリケーションを使用して、張力に応答して活性化される生化学的経路を切開するためのプロトコルを提示します。...

磁気ビーズを使用した機械的張力に応答して細胞表面接着リフォームの分析

血管壁への免疫細胞の動的付着腸内ホーミングの前提条件です。アドレスを持つコーティング毛細血管を用いた細胞の動的な細胞接着機能の in...

炎症性腸疾患における癒着防止治療の機能分析のための動的接着アッセイ

高速・高分解能を可能にする高度な顕微鏡分離膜と周囲の細胞内のボリュームの両方の画像が表示されます。1 つのセットアップでディスクと全反射蛍光顕微鏡を回転の統合により、3.5 まで高い獲得率でライブ...

回転ディスク全内部反射蛍光顕微鏡による細胞の接着の形成の可視化詳細

本稿では、1)焦点接着のサイズと数および2)細胞形状指標およびMCF7細胞のコンラエント単層の共焦点画像からの分布の定量化について説明する。...

MCF7細胞単層における細胞基質接着面積と細胞形状分布の定量化

学ぶ接着フットプリントアッセイによる細胞転動における分子接着性のイメージング。TIRF顕微鏡とフローチャンバーを用いて、個々の接着イベントを可視化し、生理学的に関連する分子接着力を定量化する方法です。

接着フットプリントアッセイによる細胞転動における分子接着性のイメージング

さらに動画を探す