Kupffer 세포라고 불리는 간 대식세포는 순환하는 나노 입자의 포획을 담당합니다. 여기에서는 Kupffer 세포 분리를 위한 높은 세포 순도와 수율의 방법을 설명합니다. 변형된 LDH 분석법은 Kupffer 세포에서 탄소 나노튜브에 의해 유도된 독성을 측정하는 데 사용됩니다.
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Kupffer 세포라고 불리는 간 대식세포는 순환하는 나노 입자의 포획을 담당합니다. 여기에서는 Kupffer 세포 분리를 위한 높은 세포 순도와 수율의 방법을 설명합니다. 변형된 LDH 분석법은 Kupffer 세포에서 탄소 나노튜브에 의해 유도된 독성을 측정하는 데 사용됩니다.
시험 관내 연구 nanotoxicological 대다수는 실용성 불멸화 세포주를 사용 하였다. 그러나, 불멸화 세포주 또는 일차 전지에 나노 입자 독성 시험의 결과는 시험 관내 분석법 일차 전지의 사용을 확장 할 필요성을 강조 불일치를 보여 주었다. 이 프로토콜은 마우스 간 대 식세포의 분리라는 쿠퍼 세포 및 나노 입자의 독성을 연구하는 사용을 설명합니다. 쿠퍼 세포는 체내에서 가장 풍부한 식세포 인구이며, 나노 입자 순환 캡쳐 책임 세망 내피 체계 (RES)의 일부를 구성한다. 여기에보고 된 쿠퍼 세포 분리 방법은 밀도 구배에 의해 정제 하였다 2 단계 관류 법에 기초한다. 콜라게나 제 소화 밀도 원심 분리에 기초한 방법은, Smedsrød 동부 등에 의해 개발 된 기존의 프로토콜에서 적응된다. 래트 간세포 isolatio 설계된N과 높은 수율을 제공하며, 쿠퍼 세포의 고순도 (> 95 %) (14 × 10 (6) 마우스 당 세포까지). 이 분리 방법은 복잡한 또는 고가의 장비를 필요로하기 때문에 복잡성과 세포 수율 사이의 이상적인 타협을 대표하지 않습니다. 무거운 마우스 (35-45g)의 사용은 분리 방법의 수율을 현저하게 향상시킬뿐만 아니라, 문맥 삽관의 절차를 용이하게한다. -CNTs F 기능화 된 탄소 나노 튜브의 독성 변성 LDH 분석으로이 모델에서 측정되었다. 이 방법은 F -CNTs 함께 배양 후 쿠퍼 세포막의 구조적 무결성의 부족을 측정함으로써 세포 생존 능력을 평가한다. F -CNTs 의해 유도 된 독성 절연 쿠퍼 세포 나노 독성 시험에 유용한 것을 강조,이 분석을 이용하여 지속적으로 측정 할 수있다. 나노 독성학의 전반적인 이해는 임상 번역 더 effi의 나노 입자 선택을, 같은 모델의 혜택을 누릴 수 있습니다효율적인.
나노 독성 연구 분야는 나노 입자의 생물학적 효과의 특성을 목표로한다. 생체 내 연구에 기초한 독성 연구는 가장 정확한 방법이 남아있다. 그러나, 그들의 사용은 자신의 비용, 노동과 시간 요구 사항 (1)에 의해 제한된다. 대안, 시험 관내 분석은 그들의 단순성 및 시험 관내 시험에서 플랫폼이 높은 처리량을 개발의 가능성으로서 사용되고있다 - 그렇게 시험 조건의 수를 확장. 대부분의 nanotoxicological 연구는 불멸화 세포주와 체외 분석에 사용하여 수행됩니다. 그러나, 생체 내 독성 학적 영향 (3)이 실험 결과의 추정에 대한 우려가있다. 실제로, 불멸화 세포주의 특성들이 조직으로부터 유래 된, 예를 들어 유전 적 변형 4 열쇠 형태 적 특징의 열화와 크게 상이 할 수있다5, 6 및 셀룰러 극성 염증성 매개체 (7)의 조정 등의 기능 변화의 손실.
쿠퍼 세포는 체내에서 가장 풍부한 식세포 인구이며 간 정현파의 벽을 라이닝하여 혈액과 직접 접촉한다. 세망 내피 시스템 (RES)의 일환으로,이 대 식세포는 나노 입자를 순환하기 때문에 캡처에 대한 책임, 나노 입자의 독성을 연구하기 위해 매우 적합 모델을 구성한다. 생체 내 (8) 체외에서 나노 입자에 노출 쿠퍼 세포와 관련된 염증 반응의 9 연구는 다른 곳에서 발표되었다. 쿠퍼 세포는 또한 알콜 성 간 질환 (10), 간 섬유증 (11) 또는 (12)로 바이러스 성 간염, 간 질환의 발병 기전에 관여하고있다. 그것은 절연 쿠퍼 세포가 세포기구 반전을 설명하는 유용한 통찰을 제공 할 것으로 알려졌다간 장애 (13, 14)에 olved.
여러 방법은 분리 및 쿠퍼 세포를 정화하는 것으로보고되었다. 세포 분리는 기계적 또는 효소 분해 (15)에서 발생할 수 있습니다. 콜라게나 제 소화 높은 쿠퍼 세포의 생산량 (16)에 이르는 동안, 쿠퍼 세포의 기능적 완전성을 보존하는 장점을 보여준다. 복잡성과 비용 가변 많은 실험 방법은, 다른 간세포 집단에서 쿠퍼 세포를 분리하는데 사용되어왔다. 예를 들면, 쿠퍼 세포 면역 순도 17 전기 흐름 (18) (16)에 의해 선택적으로 부착 또는 크기와 밀도에 따라 세포를 원심 선택 기법 (16)에 의해 달성 될 수있다. 이들 방법의 조합이 인구 (16)의 순도를 증가시키기 위해 선택 될 수있다. 그것은 대부분의 응용 프로그램 및 사용 가능한 기술 장비에 따라 달라집니다로 쿠퍼 세포 분리를위한 이상적인 방법에 대한 합의는 없다T. 그러나, 나노 입자의 독성 시험의 경우에는, 단순 및 쿠퍼 세포의 보존 기능과 관련된 기술의 높은 수율이 애플리케이션에 가장 적합한 것으로 나타났다.
여기에보고 된 쿠퍼 세포 분리 방법은 밀도 구배에 의해 정제 하였다 2 단계 관류 법에 기초한다. 방법은 Smedsrød 동부 등에 의해 개발 된 기존의 프로토콜에서 변성시켰다. 16 래트 간세포 분리 설계된. 대부분의 연구는보고 된 쥐의 간에서 쿠퍼 세포의 분리를 설명. 여기서, 우리는 높은 수율 및 순도, 마우스 간에서 쿠퍼 세포를 분리하는 방법을 설명한다. 마우스의 사용은 실험 비용을 감소시키고, 간 몇몇의 처리는 나노 입자에 대한 독성 시험 쿠퍼 세포 다량 수득 할 수있다.
다음의 프로토콜에서, 쿠퍼 세포 (F 기능화 된 탄소 나노 튜브와 함께 배양 하였다 -CNTs). 탄소 나노 튜브의 고유의 물리 화학적 특성 - 치료 및 진단 목적을위한 벡터로서 CNT를 흥미 후보 만든, 직경 비 표면적이 높은 길이 즉. 그러나, 문제는 탄소 나노 튜브 (19)의 독성 및 시험 관내 시험에서의 새로운 개발 CNT 생물학적 효과의 이해를 증가시키는 것을 목적 관한 제기되었다. 쿠퍼 세포 독성은 세포막의 구조적 무결성의 부족과 관련된다. 이것은 상등액으로 세포로부터 세포질 효소 LDH의 손실에 의해 측정된다. 이 방법의 원리에 따라서, 어떤 공개 LDH를 제거하고, 세포 (20)에 남아 있는지를 측정하는 것이다. 상등액 중 탄소 나노 튜브의 존재는 21 분석법을 방해하기 때문 상청 LDH 방출의 측정에 우선하여 수행된다.
우리는이 간단하고 비용 효과적인 쿠퍼 세포 분리 운전 방식의 사용을 제안D는 기능 쿠퍼 세포의 높은 숫자를 분리합니다. 이는 관련 차 대식 세포 모델에서, 나노 입자의 범위의 독성 검사를 할 수 있습니다.
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모든 동물 실험은 모든 관련 지침, 규정 및 규제 기관 준수에 처형되었다. 이 프로토콜은 영국 홈 오피스 규제의지도 및 승인하에 수행되었다 설명하는
1. 관류 및 셀 컬렉션 (그림 1)

그림 1. 간 관류 마우스의 마취 후 소화관 측방 접근 간문맥 (PV)를 확인하기 위해 복부의 왼쪽으로 이동된다. PV 즉시 간 내의 과도한 압력을 피하기 위해 파열 EGTA / HBSS 용액의 느린 유속 (1-3 ml / 분) 및 열등한 veina 정맥 (IVC)은 캐 뉼러를 사용한다. 관류 제 분내, 유속은 점차 / 분 7 ml의 증가된다. 그것의 완전 분해가 달성 될 때까지 콜라게나 제 용액을 10 ㎖ / 분으로 관류된다.
원심 분리의 밀도 구배 2. 준비 (그림 2)

그림 2 :. 밀도 구배의 준비는 모든 절차는 무균 상태에서 수행된다. SIP는 10 X 1.7 ml의 PBS로 코팅 된 실리카 입자 용액 15.3 ml를 혼합하여 제조된다. SIP의 5 ml를 20 ml의 25 %의 SIP 용액을 만들기 위해 PBS 15 ㎖로 혼합 하였다. SIP 10 ㎖를 20 ㎖의 50 %의 SIP 용액을 만들기 위해 PBS 10 mL로 혼합한다. SIP 50 % 용액 (20 ㎖) 및 기울어 SIP 25 % 용액 (20 ㎖)를 함유하는 원심 분리 관 천천히 혈청 25 ㎖ 피펫을 이용하여 첨가한다.
3. 쿠퍼 세포 정제 (그림 3)

도 3 :. 밀도 구배 원심 분리 및 세포 유착에 의해 쿠퍼 세포의 정제 모든 절차는 멸균 조건 하에서 수행된다. (A) Glisson의 캡슐의 파열 후에, 간세포는 (1)를 통해 여과되고00 μm의 여과기입니다. 간세포 현탁액을 (펠릿)을 무시하고 비 실질 세포 분획 (상청액)을 수집 × 50 g에서 원심 분리된다. 이 단계는 3 회 반복된다. 비 실질 세포 등장액 불연속 구배의 상부에 첨가하고, 15 분 동안 800 XG에서 원심 분리된다. 25 % SIP 쿠션 수집 쿠퍼 세포는 세포 접착 선택에 의해 추가로 정제된다. (B) 세포를 24- 웰 플레이트에 도금 30 분 동안 CO 2, 37 ° C에서 배양 5 %이다. 비 - 부착 세포는 500 μL HBSS로 한번 세척 하였다. 쿠퍼 세포 F -CNTs가 세포에 첨가 할 수있는 도금 후에도 접착 형태 4 시간을 표시. 스케일 바는 25 μm의를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
4. 특성화
(-CNTs F) 화학적으로 처리 된 탄소 나노 튜브의 5 배양
수정 된 젖산 탈수소 효소 (LDH) 분석에 의한 쿠퍼 세포의 F -CNTs 6. 독성 평가
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비 정제 실질 세포의 수와 일치 하였다 (절연 부 (17)를 실시했다) 마우스 당 6 10 8 내지 14 X 세포였다. 각 마우스 격리는 16-28 우물을 판에 충분했다. 트립 판 블루 염색법에 의해 세포 생존율은 세포 생존 ~ 95 %를 보였다. 쿠퍼 세포들은 불완전한 접착 형태 (도 4a)과 관련된, 37 ° C에서 배양 한 후 30 분 이내에 둥근 형상을 나타내었다. 4 시간 배양과 이후에, 세포는 확산 및 세포 클러스터 형성하기 시작했다.
쿠퍼 세포는 그들의 순도 식세포 활성을 확인하는 것을 특징으로 하였다. 세포 쿠퍼 세포 순도를 입증하기 F4 / 80 항체로 염색 하였다. 유동 세포 계측법 분석은 95 % (그림 4B) 이상 쿠퍼 세포의 순도를 보여 주었다. 세포는 큰 입자를 수행 할 수있는 능력을 확인하기 위해 1 μm의 형광 구슬, 도금 후 12 시간으로 배양 하였다. 그쪽으로 보여...
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다음 단계는 높은 수율 및 쿠퍼 세포의 높은 가능성을 달성하기 위해 중요하다. 무균 조건은 세균 및 진균의 오염의 위험을 제한하기 위해 사용되어야한다. 모든 장비는 사용하기 전에 소독해야합니다. 시약 갓 분리 절차를 수행하기 전에 준비를해야합니다.
콜라게나 제 IV의 선택은 낮은 트립신 활성, 결정적이다. 동일한 공급자로부터 다른 많은 다른 효소 활성을 가지고 있고 이들은 쿠퍼 세포 분리를위한 가장 적절한 배치를 선택하는 초기 비교 될 필요가있다. 이것은 세포 수율 및 세포 생존 능력을 평가하여 판단 할 수있다. 또한 유사한 응용 프로그램에 사용 된 배치를 제공하기 위해 공급 업체에 문의하는 것이 좋습니다. 일단, 사용 나중에 사용할 수 있도록 예약 할 수있는 배치에 결정했다.
삽관 절차는 훈련이 필요합니다. 포털 정맥과 자신감 여러 동물의 사용 계획삽관 절차. 연습 성공적인 삽관 쉽게 달성 될 것이고 절차는 하나의 사용자에...
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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
이 작업은 EU FP7-ITN Marie-Curie Network 프로그램 RADDEL의 지원을 받았습니다. MB와 KAJ는 Kupffer 세포 분리 최적화에 대한 도움과 제안을 해준 Joe Varguese와 Rui Serra Maia에게 감사의 뜻을 전합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Euthatal (펜토바르비탈 나트륨) | Merial | ||
| CD1 마우스 | Charles River | - | 마우스 무게는 35g에서 45g까지 다양해야합니다. 체중이 급격히 증가함에 따라 수컷 CD1 마우스의 사용을 권장합니다(예: 예: 7주 된 수컷 CD1 마우스의 체중이 35g을 초과함). 또한 나이가 많은 동물의 출산을 준비하기 위해 사전에 동물 공급업체에 연락하는 것이 좋습니다. 또는 동물이 원하는 체중에 도달하기 위해 집에 있을 수 있습니다. |
| HBSS (Ca2+ and Mg2+ free, 중탄산염 포함) | 라이프 테크놀로지 | 14175-053 | HBSS는 반드시 있어야 합니다. Ca2+ 무료. |
| 에틸렌 글리콜 테트라아세트산 (EGTA) 테트라소듐 염 | 시그마-알드리치 | E8145 | EDTA도 사용할 수 있지만 EGTA는 Ca2+ 선택적으로 킬레이트화하는 장점이 있습니다. |
| 헤페스 (1m) | 라이프 테크놀로지 | 15630-056 | 100 ml |
| 콜라겐 분해 효소 IV 형 | 워딩턴 | CSL-4 | 콜라겐 분해 효소의 다양한 배치를 테스트하거나 최소한 공급자에게 제품이 간 세포 분리에 적합해야 한다고 언급하는 것이 좋습니다. |
| 저혈당 DMEM | 시그마-알드리치 | D5523 | 500 ml |
| RPMI (피루브산 나트륨 및 글루타맥스 함유) | 라이프 테크놀로지 | 12633-012 | 500 밀리리터 |
| 페니실린/스텝토마이신 | 라이프 테크놀로지 | 15140-122 | 100 ml |
| 태아 소 세럼 | 첫 번째 링크 | 60-00-850 | 500 ml |
| 트리판 블루 솔루션 | 시그마-알드리치 | T8154 | 100 ml |
| 코팅된 실리카 입자 용액 (Percoll) | GE Healtcare | 17-0891-02 | Percoll®는 매우 안정적이며 몇 년 동안 보관할 수 있습니다 |
| 1x 인산염 완충 식염수 | 라이프 테크놀로지 | 10010-023 | 500 ml |
| 10x 인산염 완충 식염수 | 라이프 테크놀로지 | 70011-036 | 500 ml |
| 디메틸 설폭사이드 | 어부 | D/4120/PB08 | 500 ml |
| LDH 키트(사이토톡스 96) | 프로메가 | G1781 | 빛으로부터 보호하십시오 |
| DMEM 페놀 레드 프리 | 라이프 테크놀로지스 | 31053-028 | 500 ml |
| F4/80 항체 (Alexa 488) | AbD Serotec | MCA497A488 | 석하지 마십시오, 유세포 분석에 깔끔하게 사용 |
| 형광 비드 | Sigma | L2778 | 라텍스 비드, 아민 변성 폴리스티렌, 형광 적색. 1 ml |
| 재료 회사 이름 | 카탈로그 번호 | 코멘트/설명 | |
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| 주사기 필터(0.22 μ m 블루 림) | 미니사르트 | 16534-케이 | |
| 원심분리기 튜브 (50ml 블루 캡) | BD 바이오사이언스, 팔콘 | 35 2070년 | |
| 페트리 접시 (90 × 15mm) | 써모 피셔 사이언티픽 | BSN 101VR20 | |
| 100 &뮤; M 세포 스트레이너 | BD | 352360 | |
| 연동 펌프 | 왓슨 말로우 | 사이큐 300 | 사용 전후에 멸균 PBS와 70% 에탄올로 튜브를 헹굽니다. |
| 24웰 플레이트 | 코닝 | 3526 | |
| 96웰 플레이트 | 코닝 | 3595 | |
| 원심분리기 | Eppendorf | 5810R | |
| 플레이트 리더 | BMG Labtech | FLUOstar Omega | |
| Serrefine 펜치 | Hammacher GmbH | Art. Nr. HSE 004-35 / Cat. Nr. 221-0051 | serrefine 겸자는 관류 절차 중에 겸자를 잡을 필요 없이 23G 바늘로 캐뉼레이션된 용기를 고정할 수 있습니다. 홈페이지: (http://www.hammacher.de/Laboratory-Products/Clamps-forceps/Serrefines/HSE-004-35-Serrefine::25126.html) |
| 유세포 분석 튜브 | BD Biosciences, Falcon | ||
| 마이크로 원심분리기 튜브(1.5ml) | Elkay | 000-MICR-150 | |
| 세포 스크레이퍼 | BD Biosciences, Falcon | 353086 | 가위로 칼날 말단을 잘라 24웰 플레이트의 세포를 긁어냅니다. |
| 시약 | 회사 이름 | 카탈로그 번호 | 코멘트/설명 |
| EGTA (에틸렌 글리콜 테트라아세트산)/HBSS (행크스 밸런스드 솔트 솔루션) 솔루션 | 0.5mM EGTA 및 25mM HEPES를 함유하는 HBSS. pH를 7.4로 조정합니다. 각 간이 관류할 수 있도록 50ml를 준비합니다. | ||
| 콜라겐 분해 효소 솔루션 | 100 UI/ml, 15 mM HEPES 및 1% 페니클린/스트렙타마이신(v/v)에서 콜라겐분해효소 IV형을 함유하는 DMEM 저포도당. pH를 7.4로 조정합니다. 각 간이 관류할 수 있도록 100ml를 준비합니다. 콜라겐 분해 효소를 첨가 한 후에는 사용하기 전에 용액을 30 분 동안 예열하는 것이 좋습니다. 이를 통해 콜라겐분해효소 활성이 최적화될 수 있습니다. | ||
| Kupffer 세포 분리 매체 | RPMI는 1% 비필수 아미노산(v/v), 1% 글루타맥스®를 함유합니다. (v/v) 및 1% 페니클린/스트렙토마이신(v/v). 1-3개의 간을 위해 최소 100ml를 준비하십시오. | ||
| Kupffer 세포 배양 배지 | 10% 소 태아 혈청, 1% 비필수 아미노산(v/v), 1% 글루타맥스를 함유한 RPMI; (v/v) 및 1% 페니클린/스트렙타마이신(v/v). 1-3개의 간을 위해 최소 100ml를 준비하십시오. | ||
| SIP (isotonic coated silica particles의 용액) | 10x Phosphate Buffered Saline 1.7 ml와 Percoll ® 15.3 ml를 혼합하여 17mL의 SIP를 얻습니다. | ||
| 25% SIP 솔루션 | SIP 5ml와 1x 인산염 완충 식염수 15ml를 혼합하십시오 | ||
| 50% SIP 솔루션 | SIP 10ml와 1x 인산염 완충 식염수 10ml를 섞으십시오 | ||
| 용해 버퍼 | DMEM 미디어와 0.9% Triton X-100 | ||
| PBS/BSA 용액 | 1% 소 혈청 알부민이 함유된 신선한 인산염 버퍼 식염수 pH 7.4를 준비합니다. |
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