최적화된 인간 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 생체 외 분석을 사용하여 가연성 담배 제품 제제가 수용체 매개 세포 내 분비 사이토카인과 효과기 PBMC의 세포 용해 능력을 현저하게 억제하는 것으로 나타났습니다. 이러한 신속한 분석은 제품 평가 및 담배 노출의 잠재적인 장기 영향을 이해하는 데 유용할 수 있습니다.
방법 논문
최적화된 인간 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 생체 외 분석을 사용하여 가연성 담배 제품 제제가 수용체 매개 세포 내 분비 사이토카인과 효과기 PBMC의 세포 용해 능력을 현저하게 억제하는 것으로 나타났습니다. 이러한 신속한 분석은 제품 평가 및 담배 노출의 잠재적인 장기 영향을 이해하는 데 유용할 수 있습니다.
다른 병리 생리 학적 변화 중, 담배 연기 만성 노출은 미생물 감염 및 종양 발생률 흡연자의 감수성 증가로 연결되었다 염증 및 면역 억제를 야기한다. 생체 내 인간 말초 혈 단핵 세포에서 수용체 - 매개 면역 반응의 억제 (한 PBMC) 연기 성분으로 처리하는 메커니즘을 연구 및 담배 제품에 대한 노출 가능성이있는 장기 효과를 평가하는 매력적인 방법이다. 여기서 우리는 박테리아 리포 폴리 사카 라이드, 수신자 같은 수용체 4 리간드에 의해 자극 된 PBMC를 사용하여 생체 분석을 수행하는 방법을 최적화. 전체 연기 된 배지 (WS-CM)의 효과는, 가연성 담배 제품 준비 (TPP), 니코틴은 생체 분석에 PBMC를하여 사이토 카인 분비와 표적 세포 사멸에 조사 하였다. 우리는 그 표시 분비 사이토킨 IFN-γ, TNF, IL-10, IL-6, IL-8, 사이토 카인의 세포 내 IFN-47 ;, TNF-α 및 MIP-1α는 WS-CM-노출 PBMC를 억제했다. K562의 표적 세포 살해 분석으로 산출 된 PBMC의 효과기 세포 용해 기능은 또한 WS-CM에 노출 감소; 니코틴은 이러한 분석에 최소한의 효과적이었다. 요약하면, 우리는 생체 내 분석의 TPP를 효과를 평가하기 위해 개선 된 분석법의 세트를 제공하고,이 방법은 용이하게 다른 관심있는 제품을 테스트하도록 구성 될 수있다.
심혈관 질환 (CVD), 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD), 암 1,2- 포함한 만성 흡연의 건강에 미치는 악영향에 기술 점의 실질적인 몸체. 만성 흡연은 염증과 면역 억제를 일으키는 것으로 알려져 있으며, 이러한 변화는 흡연자 3 미생물 감염과 암의 위험 증가에 기여할 것으로보고되고있다. 생체 외 및 생체 기술이 유용의 병태 생리 학적 효과의 분자 기초를 해명에 담배 연기 4-9 (표 1)과 각종 담배 제품 (10, 11)의 새로운 규정을 안내하기위한 중요한 도구로 인식된다.
예를 들어, 우리는 전체 연기 된 배지 (WS-CM) 및 총 입자상 물질 (TPM) 등의 가연성 담배 제품 준비 (TPP를)이 훨씬 더 독성과 손상에 있음을 증명하고있다불연성 TPP를 또는 니코틴 (12, 13)보다 DNA. 게시 된 작업과 일치, 그것은 최근에 가연성 TPP를 또는 니코틴 (12, 13)이보고되었다. 게시 된 작업과 일치, 우리는 최근 가연성 TPP를 표시 한 면역 억제의 원인이 보도했다. 이것은 수용체 (TLR) -ligands 같은 톨의 억제에 의해 입증 된, 생체 모델 (14)에 한 PBMC에 의해 살해 (K562) 사이토 카인 분비를 자극, 세포를 대상으로. 흡연 - 유도 된 질병 과정에서 염증의 중요성을 감안하면, 담배 연기의 면역 조절 성 효과를 평가하기위한 분석 조건의 추가적인 최적화는 본 조사된다.
생체 외 분석은 일반적으로 세포 내 사이토 카인을 측정뿐만 아니라 분석 죽이고 14 K562 세포 내에서 세포 독성 T 세포 및 NK 세포 용해 기능을 분비. 분석은 WS-CM 및 니코틴과 PBMC의 후속 자극과 사전 배양을 포함TLR와 S 3 일에 걸쳐 주작 동근; 최종 판독은 효소 면역 분석법 (ELISA를)를 사용하여 및 / 또는 유동 세포 계측법으로 수행된다. 우리는 TLR-4 수용체에 결합하고,이 한 PBMC 세포 내 사이토 카인 및 사이토 카인 분비의 자극의 결과로 생산 세균 지질 다당류 (LPS)를 이용했다. 단리 한 PBMC, 세포 사멸 분석, 및 IL-8을 정량 TPP를 우리 또한 본 방법의 면역 조절 효과를 평가하기위한 각종 분석 단계의 최적화 외에. 이러한 방법은 다른 연구 문제를 해결하기 위해 적용 및 추가 규제 맥락에서 담배 제품을 평가하기 위해 정제 할 수있다.
표 1. 체외의 보고서를 간행하고 생체 방법은 담배 제품의 준비 varilus 병태 생리 학적 효과를 연구하는 데 사용 CS, 담배 연기 매체.; CSC, 담배 연기 응축; CSE, 담배 연기 추출물; ELISA, 면역 분석을 효소는 링크; GADPH, 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 탈수소 효소; qPCR을 정량적 폴리머 라제 연쇄 반응; RT, 정량적 실시간 중합 효소 연쇄 반응; TS, 담배 연기.
| 저자 (연구 년) | Laan의 등 알. (2004) | 무디 등 알. (2004) | Oltmanns 등 알. (2005) | Vayssier (1998) | Witherden 등 알. (2004) | Birrell 등 알. (2008) |
| 세포는 사용 | 인간 기관지 내피 세포 (BEAS-2B), 인간 호중구 | 인간의 폐포 상피 세포 (A549) | 인간기도 평활근 세포 (HASMC) | premonocytic 인간 U937 세포, 인간 단핵 | 폐포 유형 II 상피 세포 (ATII) | 인간 단핵구세포주 (THP-1), 인간 폐 식세포 |
| TPP 사용 | CSE | CSC | CSE | TS | CSE | CS |
| 방법 사용 | ELISA, qPCR에, 마이그레이션, 전기차 이동 | Immunohisto - 화학, 전기, Arrayscan 키트, RT-PCR, ELISA | ELISA, RT-PCR, qPCR에, 전기 영동 | 젤 이동성 변화 | 광학 현미경, 전자 현미경, 전기, ELISA | qPCR에, ELISA, E-toxate 키트 (시그마), P65 플레이트 분석 (TransAM), 전기 영동, 다양한 면역 키트 |
| 측정 | IL-8, GM-CF, AP-1, NF-κB, 마이그레이션 | 히스톤 아세틸 트랜스퍼, 히스톤 아세틸 라제, NF-κB, IL-8, PI κB-α, GADPH | HO-1, GADPH, RANTES, IL-8, 에오 | 열 충격 / 스트레스 단백질 (HSP / 인 Hsp70), HF 전사 인자, NF-κB,TNF-α | 계면 활성제 단백질 (SP-A, SP-C), IL-8, MCP-1, GRO-α, TNF-α, IL-1β, IFN-γ | IL-8, IL-1β, IL-6, TNF-α, MIP1-α, GRO-α, MAPK / JNK / ERK 인산화 cJUN : DNA 결합, 글루타티온, P65 : DNA 결합 |
| 최종 결과 | CSE는 AP-1 활성의 억제를 통해 사이토 카인 생성을 하향 조절한다. | H 2 O 2와 CSC는 차별적으로, 히스톤 탈 아세틸 화 효소의 활성을 감소, 히스톤 단백질의 아세틸 화를 강화 염증성 사이토 카인의 방출을 조절한다. | 담배 연기는 담배 연기에 의해 TNF-α, 20 % CSE 이하 IL-8 릴리스, 에오 탁신의 억제 및 RANTES에 의해 강화 HASMC에서 IL-8의 출시를 일으킬 수 있습니다. | TS는 인 Hsp70 과발현 및 활동과 TNF-α 자료를 결합 NFkB의 억제와 관련이 HF 전사 인자를 활성화. | 감소 ATII 세포 유래 케모카인 수준의 타협 alveoLAR 수리, 담배 연기에 의한 폐포 손상과 폐기종에 기여. | 데이터는 왜 흡연자가 증가 호흡기 감염에 대한 기계적인 설명을 제공합니다. 선천성 반응 억제는 IL-8의 증가를 수반한다. |
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참고 : 동의서 본 연구를 수행 할 수는 좋은 임상 사례 당, IRB 승인에 따라 지역 임상 연구 단위에서 얻었다. 피 처리는 다른 PBMC를 세포 배양 실험의 분리 미생물 살균 용품 및 시약을 사용하여, 멸균 조건 하에서 수행된다.
1. WS-CM 준비
PBMC를 2. 분리
3. 냉동과 PBMC를 녹고
4. 세포 사멸 결정
참고 : 여기에 나열된 희석이 스투의 목적을 위해입니다DY. 희석 따라 변경 될 수 있습니다.
5. EC 50 결정
6. 분비 된 사이토 카인
참고 : 여기에 나열된 희석이 연구의 목적이다. 희석액은 그에 따라 조정될 수있다.
7. 세포 측정 비드 어레이 분석
8. IL-8 ELISA
9. 세포 내 염색 및 유동 세포 계측법
참고 : 여기에 나열된 희석이 연구의 목적이다. 희석액은 그에 따라 조정될 수있다.
(10) K562 죽이는 분석
참고 : K562 세포는 성장한다RPMI 완료 매체와 37 ° C, 5 % CO 2의 문화에서 그들은 분석하기 전에 80 %의 합류에 도달 할 때까지.
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결과는 평균 (네 기증자 샘플)의 평균 ± 표준 오차로 표시 하였다. 치료 및 치료를받지 않은 샘플 사이의 학생의 t- 테스트는 해당 컨트롤이 모든 치료 용 Excel 소프트웨어뿐만 아니라 t-test를 비교를 사용하여 수행 하였다. 통계적 유의성에 의해 표시되었습니다 * P <0.05; **, P <0.005; ***, P <0.0005.
WS-CM 및 니코틴에 대한 노출의 효과를 측정하기 위해, PBMC를 3 시간 또는 24 시간 동안 다른 WS-CM 및 니코틴의 농도로 처리 하였다. 세포 사멸은 이중 가닥 핵산에 인터 칼 7AAD의 같은 견고하고 안정적인 7AAD 염색법에 의해 측정하고, 죽거나 사균 (16)의 세포막을 관통 할 수있다. 세포 사멸의 용량 의존적 증가 등차 니코틴 단위 (도 1A)의 4 ㎍ / ml의 검출 가까운 80 % 세포 사멸과 함께 24 시간에서 WS-CM 관찰되었다. 세포 죽음의 ...
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우리와 다른 사람은 이전에 TPP를 함께 한 PBMC의 치료는 표현과 사이토 카인 및 대상 셀 (14)을 죽이는 기능 측정의 분비 등 여러 반응을 억제하는 것이 증명하고있다. 이전의 연구에서 설명하는 실험 방법은 더 이상 배양 기간을 필요로 크기 14에서 겸손했다. 기본이 매력적인 생체 모델의 응용 가능성을 감안할 및 응용 연구, 우리는 이러한 여러 단계의 생물학적 분석에서 분석 매개 변수의 최적화 할 수 있는지를 조사 하였다. 여기서는 TPP 처리 생체 PBMC 모델을 사용 TLR 매개 면역 반응을 측정하는 방법을 단순화 제시한다.
가능한 한 PBMC의 분리 이러한 생체 분석을위한 핵심 요구 사항이다. 잠재적 기증자의 개별 변동과 생리 학적 상태를 감안할 때, 그것은 반응하는 한 PBMC를 얻을 이상적입니다. 본 연구의 목적을 위해, 우리는 격리이전에 출판 된 방법
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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
이 작품은 의학의 웨이크 포레스트 대학과 공동 연구 계약에 따라 RJ 레이놀즈 담배 회사 (RJRT)에 의해 자금을 지원한다. GL 프라 사드는 RJRT의 풀 타임 직원입니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 12 x 75mm 튜브 | BD Falcon | 352058 | |
| 15ml 원뿔형 튜브 | Corning | 430790 | |
| 2ml 마이크로튜브 | Axygen | MCT-150-C-S | |
| 3R4F 참조 담배 | Univ. of Kentucky, College of Agriculture | 3R4F | |
| 50ml 원뿔형 튜브 | Corning | 430828 | |
| 500ml 병 | Corning | 430282 | |
| 7AAD | BD Pharmingen | 559925 | |
| 96웰 플랫 바닥판 | Termo Nunc | 439454 | |
| 96웰 원형 바닥판 | BD Falcon | 353077 | |
| Cell Culture hood | Thermo Scientific | 1300 시리즈 A2 | |
| 원심분리기 | Eppendorf | 58110R | |
| CFSE | Molecular Probes Life Technologies | C34554 | |
| 클러스터 튜브 | Corning | 4401 | 삼키면 유해, 발암 물질 |
| Cytofix/Cytoperm (Permwash) | BD Biosciences | 555028 | 가연성 |
| DMSO (dimethyl sulfoxide) | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| DPBS | Lonza | 17-512F | |
| FBS | Sigma-Aldrich | F2442 | |
| FCAP 어레이 | BD Biosciences | 652099 | 소프트웨어는 CBA 데이터를 분석합니다 |
| 필터 유닛 | Nalgene | 156-4020 | |
| 유세포 분석기 | BD Biosciences | FACS Canto II | 8 색상, Ex 405 및 Em 785에서. |
| 유세포 분석기 | BD Biosciences | FACS Calibur | Ex 495 및 Em 785에서 4가지 색상. |
| 유세포 분석 소프트웨어 | Tree Star | FlowJo | |
| 냉동 용기 | Nalgene | 5100-0001 | DMSO, 자극성 |
| GogliPlug | BD Biosciences | 555029 | 발암물질, 자극성, 부식성 |
| H2SO4 | Sigma-Aldrich | 339741 | |
| Human Inflammatory Cytokine Kit | 함유BD Biosciences | 551811 | |
| IFN-&감마; V-500 항체 | BD Horizon | 561980 | 피부 감작제 |
| IL-8 ELISA 키트 | R 및 D 시스템 | DY208 | |
| 절연 버퍼 | Isolymph, CTL Scientific Corp. | 1114868 | 가연성 액체, 자극성 |
| 이소프로필 알코올 | 시그마-알드리치 | W292907 | |
| L-글루타민 | Gibco Life Technologies | 25030-081 | |
| LPS | 시그마-알드리치 | L2630 | |
| MIP1-&알파; PE 항체 | BD Pharmingen | 554730 | 급성 독성, 경구용 |
| Monensin | Sigma-Aldrich | M5273 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| 니코틴 | Sigma-Aldrich | N3876 | 급성 독성, 환경 위험 |
| Parafilm | Bemis | " 미디엄" | |
| 파라포름알데히드 | Sigma-Aldrich | P6148 | 가연성, 피부 자극성 |
| 펜/연쇄상 구균 | Gibco Life Technologies | 15140-122 | |
| RPMI 1640 | Gibco Life Technologies | 11875-093 | |
| 러닝 버퍼 | MACS 러닝 버퍼, Miltenyi Biotech | 130-091-221 | |
| Th1/Th2 CBA 키트 | BD Biosciences | 551809 | |
| TNF-&알파; Alexa Fluor 488 항체 | BioLegend | 502915 | |
| 전달 피펫 | Fisher Scientific | 13-711-20 | |
| 트리스 베이스 | 시그마-알드리치 | T1503 |
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