신진대사에 대한 연구는 면역학 연구와 점점 더 관련성이 높아지고 있습니다. 여기에서는 마우스 비장 세포와 T 및 B 림프구에서 해당작용 및 미토콘드리아 호흡을 측정하기 위한 최적화된 방법을 제시합니다.
방법 논문
* These authors contributed equally
신진대사에 대한 연구는 면역학 연구와 점점 더 관련성이 높아지고 있습니다. 여기에서는 마우스 비장 세포와 T 및 B 림프구에서 해당작용 및 미토콘드리아 호흡을 측정하기 위한 최적화된 방법을 제시합니다.
림프구는 다시 급속한 세포 증식, 이동 및 분화 및 사이토 카인 생산에 이르게 세포 내 신호 전달 경로를 활성화하여 자극의 다양한 반응한다. 이들 이벤트 모두는 밀접 전지의 에너지 상태에 연결되며, 따라서 에너지 생산 경로를 연구하는 것은 이들 세포의 전반적인 기능에 대한 단서를 제공 할 수있다. 세포 외 유동 분석기는 많은 세포 유형에서 해당 작용 및 미토콘드리아 호흡의 성능을 평가하기위한 일반적으로 사용되는 장치이다. 이 시스템은 몇 게시 된 보고서에서 면역 세포를 연구하는 데 사용되었습니다, 아직 림프구를 위해 특별히 최적화 된 포괄적 인 프로토콜이 부족하다. 림프구는 생체 조건에서 제대로 살아남을 깨지기 쉬운 세포이다. 때때로 림프구 서브 세트는 드문, 낮은 세포 수로 작업하는 것은 불가피하다. 따라서, 이러한 어려움을 해결하는 실험적인 전략이 필요합니다. 여기, 우리는 프로토콜을 제공즉, 림프 조직에서 실행 가능한 림프구의 신속한 분리를 허용하고, 세포 외 플럭스 분석기에서의 대사 상태의 분석. 또한, 우리는 다른 세포 밀도에서 여러 림프구 아형의 신진 대사 활동을 비교 하였다 된 실험의 결과를 제공합니다. 이러한 관찰 우리 프로토콜에도 낮은 세포 농도에서 일관 잘 표준화 된 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있으며, 따라서, 면역 세포 대사 사건의 특성에 초점을 맞춘 미래 연구에서 다양한 애플리케이션을 가질 수 있음을 시사한다.
항원에 대한 면역 반응은 면역 활성화 및 면역 억제 사이의 긴밀하게 조절 균형이다. 면역 억제는 단순히 이러한 사건을 억제하므로 불필요한 면역 반응 1-6 방지에 중요한 반면, 면역 활성은 자극에 반응하여 신속하게 세포 증식 및 이동뿐만 아니라, 사이토 카인 생산, 항체 분비를 증가 식세포를 구동한다. 최근 연구에 직접 링크가 면역 세포의 활성화 상태 및 각종 대사 경로 (7)의 활성 사이에 존재하는 것으로 나타났다. 면역 세포 및 오프 에너지 생산 경로를 전환하여 휴식과 활성화 상태 사이를 전환 할 수 있습니다. 또한, 서로 다른 면역 세포 유형의 활성화 과정들이 증가 에너지 수요 연료를 다른 대사 전략을 사용할 수 있음이 관찰되었다. 예를 들어, 동시에 T 림프구의 활성화는 거의 8 당분 상태로 셀을 지시 P는 활성화 된 B 림프구 및 산화 적 인산화 당분 9,10의 균형을 사용한다. 이러한 연구들은 세포 대사의 면역 세포 활성화 효과를 조사의 중요성을 지적한다.
실시간은 산화 적 인산화와 같은 당분 지표 산소 소모율 (OCR) 및 세포 외 산성화 속도 (ECAR) 동시 측정은 에너지 생산 경로 11-13의 상태를 해결하는 일반적인 방법이다. 이를 달성하기 위해, 예컨대 해마 XF 96 세포 외 유동 분석기는, 일상적으로 사용된다. 이러한 장비는 빠른 속도로 세포 유형에서 또는 다른 자극 조건에 OCR과 ECAR의 변화를 비교할 수 있습니다. 지금까지 면역 세포를 포함한 여러 세포 유형은 이러한 장치를 이용하여 연구되었다. 그러나, 특히 면역 세포 위해 설계된 최적화 된 프로토콜을 사용할 수 없습니다.
면역 세포, 특히 림프구, 오티 다를몇 가지 중요한 방법으로 그녀의 세포 유형. 림프구는 생체 조건 14-16 긴 기간 생존하지 않는 깨지기 쉬운 세포이다. 이것은 그들이 최적 성장 배지는 세포 유동 분석에 사용 된 것과 같은 필수 영양소를 결여에서 배양 더 큰 문제이다. 대 식세포 많은 세포주는 달리, 림프구는 플라스틱 표면에 부착하지 않는다; 따라서 스트레스를 생성하지 않고 분석 판에 첨부하는 것이 중요합니다. 마지막으로, 일부 림프구 소집단는 매우 드문 일 수 있으며, 필요한 최적의 양에 그들을 수확은 17-19 어려울 수 있습니다.
여기, 우리는 특히 림프구를 위해 개발 된 최적화 된 프로토콜을 제공합니다. 우리 differen 그들의 휴지 상태 및 산화 적 인산화 해당 작용의 특성을 표시 노드 (20), 마우스의 비장 및 림프절로부터 분리 된 비장 세포, B 림프구 및 나이브 CD4 + T 림프구를 사용하여T 세포 밀도. 데이터는 물론 세포 수에 정비례 하였다 최종 분석 파쇄 단백질 농도를 측정하여 각각의 초기 세포 수의 차이를 고려하여 표준화 하였다. 우리 프로토콜뿐만 아니라 세포 유동 분석을위한 가능한 림프구의 신속한 분리를위한 가이드 라인을 제공 할뿐만 아니라, 데이터의 품질을 손상시키지 않고 최적 세포 농도에서 작동 가능하다.
모든 동물 실험은 NIAID 동물 보호 및 사용위원회에 의해 승인 된 LIG -4- 동물 프로토콜에 따라 수행 하였다.
시약 1. 준비
2. 마우스에서 수확 비장과 림프절
3. 조직 처리
B 세포 및 나이브 CD4 + T 세포의 4. 자기 분리
| 나이브 CD4 + T 세포 분리 용 시약 | 10 8 셀 볼륨 |
| (알맞게 조절) | |
| 비오틴 - 항체 칵테일 | 100 μL |
| 첫 번째 배양을위한 MS 버퍼 | 400 μL |
| 안티 - 비오틴 마이크로 비드 | 200 μL |
| CD44 마이크로 비드 | 100 μL |
| 두 번째 배양을위한 MS 버퍼 | 200 μL |
| 5 분 동안 4 ° C에서 비오틴 - 항체 칵테일과 세포를 품어. 안티 - 비오틴 마이크로 비드, CD44 마이크로 비드를 추가, MS는 버퍼와 15 분 동안 4 ° C에서 품어. | |
표 1 : T 세포의 분리 및 사용 볼륨.
| B 세포 분리 용 시약 | 10 8 셀 볼륨 |
| (알맞게 조절) | |
| 비오틴 - 항체 칵테일 | 100 μL |
| 첫 번째 배양을위한 MS 버퍼 | 400 μL |
| 안티 - 비오틴 마이크로 비드 | 200 μL |
| 두 번째 배양을위한 MS 버퍼 | 300 μL |
| 15 분 동안 4 ° C에서 비오틴 - 항체 칵테일과 세포를 품어. 비오틴 - 항체 칵테일과 MS 버퍼의 적절한 볼륨을 추가하고 15 분 동안 4 ° C에서 혼합물을 품어. 안티 - 비오틴 마이크로 비드의 적절한 볼륨을 추가하고 MS는 버퍼와 15 분 동안 4 ° C에서 혼합물을 품어. 두 번째 배양 후, MS 버퍼와 원심 분리기와 튜브를 입력합니다. | |
표 2 : B 세포 분리 볼륨 및 사용.
5. 세포 외 유출 분석
참고 : 여기에 설명 된 프로토콜은 악기의 96 웰 형식입니다. 다른 포맷을 사용하는 경우, 볼륨이 조절 될 필요가있을 것이다.
| 포트 | 미토콘드리아 스트레스 분석 | 해당 작용 스트레스 분석 |
| 에이 | 20 μl를 oligomycin | 20 μL 포도당 |
| 비 | 22 μl의 2,4-DNP | 22 μl를 oligomycin |
| 기음 | 25 μL antimycin의 A / 로테 | 25 μl의 2-DG |
| 단계 | 고리 |
| 구경 측정 | - |
| 평형 | - |
| 기준 수치 | 3 번 : 측정을 3 분, 3 분을 혼합 0 분을 기다립니다 |
| 최종 루프 | - |
| 포트 A를 주사 | - |
| 측정 | 3 번 : 측정을 3 분, 3 분을 혼합 0 분을 기다립니다 |
| 최종 루프 | - |
| 포트 B를 주입 | - |
| 측정 | 3 번 : 측정을 3 분, 3 분을 혼합 0 분을 기다립니다 |
| 최종 루프 | - |
| 포트 C를 주입 | - |
| 측정 | 3 회 : 지표 성과를, 3 분을 혼합 0 분을 기다립니다전자 3 분 |
| 최종 루프 | - |
| 최종 프로그램 | - |
진핵 세포가 당분의 통합 된 네트워크를 사용하여 트리 카르 복실 산 (TCA) 사이클, 및 산화 적 인산화는 에너지 수요의 대부분을 충족하고 세포의 성장과 증식에 필요한 중간체를 제공한다. 이러한 경로는 이후 피루브산으로 가공되는 글루코스 -6- 포스페이트의 형태로 자유 포도당 세포 포착 시작한다. 피루브산 중 하나를 감소 락 테이트하거나 아세틸 조효소 A를 형성하는 미토콘드리아 (COA)로 전송하는 것입니다. 아세틸 CoA를 다음 TCA 사이클에 입사한다. TCA 사이클의 고 에너지 중간체 차례로 미토콘드리아 내막 걸쳐 H + 그라디언트를 생성하는 미토콘드리아 매트릭스로부터 H의 +를 추방 전자 수송 체인 (ETC)에 전자의 이동을 추진. 산소는 최종 전자 수용체로 작용하고, H는 +를 F O / F <를 통해 미토콘드리아 매트릭스로 돌아갑니다서브 잠재적 에너지 ATP (도 1a)을 생성하는데 사용된다> 1 복합체.
외 플럭스 분석의 작동 원리는 특정 시점에서 해당 작용 및 산화 적 인산화와 간섭하고, 얻어진 효과 평가에 의존한다. 이를 위해, 우리는 차단하기 위하여 결핍 세포에서 해당 작용 및 헥소 키나아제에 의해 2- 데 옥시 글루코오스 -6- 포스페이트, 포스 포 (23)의 경쟁적 저해제로 변환되고,이 옥시 글루코오스 (2- DG)을 전파하는 글루코스 사용 해당 작용. 로테 논 (전문 의약품의 복잡한 I-특정 억제제), (ATP 합성 효소 (24)의 억제제) oligomycin, A (복잡한 전문 의약품의 III-특정 억제제) antimycin 및 언 커플 링 에이전트 2,4- dinotrophenol (DNP) 25이었다 교통, 양성자 기울기와 ATP 합성 (그림 1A)를 전자에 관련된 특정 이벤트를 개입하는 데 사용됩니다. 대신 2,4-DNP의 카보 CYAnide -4- (트리 플루오 로메 톡시) 페닐 (FCCP)도 사용할 수 있지만, 추가의 최적화가 필요하다. 어느 경우 uncouplers 항상 필요한 최적 농도를 결정하는 데 사용하기 전에 특정 세포 유형에 대해 적정한다.
당분 스트레스 테스트 (도 1B)는 이전 결핍 세포 외 산성화 속도 (ECAR)의 기준 측정을 시작한다. 이러한 세포들은 기저 최소한이며, 따라서 실질적으로 비 당분으로 간주 될 수 있기 때문에,이 시점에서 측정 ECAR은 비 당분 산성화로 지칭된다. 그리고 H의 + -이 산성화 가능성 TCA 사이클에 발생 호흡 CO 2 HCO 3으로 변환되는 것에 대응한다. 이 인해 락트산의 형성 세포 외 산성화 증가로 제공되는 당분 해를 활성화 글루코스 주입 따른다.이러한 증가는 해당 작용의 정상 속도를 나타낸다. 세포는 다음을 차단 산화 인산화 통해 ATP의 생성 oligomycin의 주입으로 도전된다. 세포는 최대 수준에 해당 작용을 활성화하여 ATP 생산이 크게 감소에 응답하고는 ECAR 레벨 (당분 준비 제도 이사회)의 보조 증가를 초래한다. 시험은 글루코오스 유사체는 비 당분 레벨로 ECAR를 반환 DG-2를 이용하여 해당 작용의 억제에 의해 전체를 종료한다. 흥미롭게도, 이는 제조사의 권장 달리 최대 당분 반드시 26 oligomycin의 주입에 의해 달성되지 않은 것으로 제안되었다. ATP 수요의 상당한 증가가없는 경우에 높은 당분 수용 셀, 해당 작용은 상향 조절 될 필요없이 미토콘드리아 ATP의 손실에 대처할 머물 수있다. oligomycin와 당분 속도는 호흡 억제를 추가하여 능가 할 수같은 oligomycin를 통해 몇 가지 이점을 제공 로테 논 및 myxothiazol, 같이가 ATP 합성 효소의 반전의 원인으로 1) 그들은 26 미토콘드리아 막 전위 회복하기위한 시도로 양성자를 펌프, ATP 가수 분해와의 ATP 수요 증가; 2) 그들은 ECAR 결과 (아래 참조)을 혼동 할 수있는 매체의 호흡 산성화를 방지합니다. ATP 수요가 증가 할 수있는 다른 방법은 세포막 -ATPase를 26 ATP의 가수 분해를 자극하는 화합물의 첨가를 포함한다. 해당 작용 스트레스 테스트를 계획 할 때이 모든 연구자들에 의해 신중하게 고려되어야한다.
미토콘드리아 스트레스 테스트 (도 1C)는 비 - 결핍 세포의 산소 소모 속도 (OCR)의 기준 측정을 시작한다. 이것은 F O / F 1 복합체를 통해 양자의 반환을 억제하는 oligomycin의 주입, 다음에 따라서 빠르게 hyperpolariz된다미토콘드리아 막을 말이지. 과분극 호흡 단지를 통해 펌핑 더 양성자 및 호흡 저하를 방지 할 수 있습니다. 나머지 호흡 지질 또는 다른 경로를 통한 양성자의 흐름을 나타내고, 양자 누출이라고한다. 이 분극 상태는 빠르게 양성자 이온 운반체로서 작용하는 언 커플 링 에이전트 2,4- DNP의 첨가에 의해 역전된다. 응답하여, 셀이 최대로 전자 전달 속도를 증가시켜 헛된 시도 막전위 복구를 시도하고, 이것은 차례로 OCR을 증가시킨다. 마지막으로, 두 ETC 억제제 (antimycin A와 로테)의 추가와 함께, 미토콘드리아의 호흡이 완전히 중지하고 OCR은 가장 낮은 수준으로 감소한다. 이 수준에서는, 산소 소비는 미토콘드리아 활성 (비 미토콘드리아) 때문이 아니다. 이러한 억제제에 의해 생성 된 OCR의 차이는 기준 호흡 예비 용량의 합 최대 미토콘드리아 호흡 불린다.
B와 T 세포 절연 부 매우 실용적 순수한 림프구 인구를 산출.프로토콜의 섹션 4에서 설명한 바와 같이 B 세포 및 나이브 CD4 + T 세포를 단리하고, 비장 세포는 단순히 3.3 절에 설명 된 적혈구 세포를 용균을 수득 하였다.
세포 유형 특이 적 대사 분석의 감도는 생존하고, 출발 세포 집단의 순도에 의존한다. 따라서, 단리 된 마우스 T 세포, 비장 세포 및 B 세포와 T 세포와 B 세포의 순도의 가능성을 확인하기 위해, 세포의 작은 분취 량 유세포 분석 (도 2)에 대해 염색 하였다. 사이드 스 캐터 지역 대 앞으로 캐터 영역에서 (FSC-A SSC-A 대) 플롯, 림프구 게이트,되었고이 게이트, 전방 캐터 어이에서 대각선을 따라 인구 내에서FSC-A 플롯 대 t (FSC-H)은 단일체로서 결정 하였다. 중항 집단 내 생존 라이브 / 죽은 마커 (도 2a)에 대한 네가티브 염색 세포를 게이팅하여 측정 하였다; T 세포는 비장 세포 생존 가능성은 92 %이고, B의 세포 생존율은 94 %이고, 97.9 %였다. CD4 + 인구 (27), 98.3 % (도 2B)이었다 - 상기 CD44에 의해 측정되는 CD4 + T 세포의 순도 동안 B 세포 순도의 B220 + CD19 + 집단 (26)에 의해 측정 한, 99 %이었다.
세포 용 해물의 단백질 농도 도금 세포 수의 직접적인 지표로 사용될 수있다.
격리 된 림프구와 비장 세포는 / 잘 5 × 10 5 세포에 접착제 코팅 된 96 웰 분석 플레이트에 2.5 × 10 5 세포 / 웰, 1.25 × 10 5 세포 / 웰, 및 0.625 × 10를 도금했다 5 세포 / 웰. 세 개의 세포 유형 각각 도금 밀도 합류 광 현미경 (도 3a) 하에서 가시화 하였다. 예상 한 바와 같이, 합류 초기 도금 밀도와 상관. 외 플럭스 분석의 완료시, 도금 된 세포를 용해시키고, 이들의 단백질 농도는 BCA 분석을 사용하여 정량 하였다. 모든 세포 유형의 경우, 파쇄 된 단백질 농도는 선형 외 자속 데이터를 해석 할 때 해물 단백질 농도 세포 수의 정규화를위한 정확한 측정으로 사용될 수 있음을 확인 초기 도금 밀도 (도 3b)와 관련되는 것으로 도시 하였다. 이 실험에서 사용 된 도금 밀도는 나이브, 자극되지 않은 림프구에 대해 최적화되었다. 자극 또는 미리 배양 된 세포를 사용하는 경우, 추가의 최적화가 필요하다.
미토콘드리아와 당분 스트레칭의 분석은 도금 세포 수에 따라 달라집니다.
OCR는 세포 유동 분석에서 각 세포 유형 도금 밀도를 측정 하였다. 예상 한 바와 같이, 높은 세포 수는 더 높은 측정 OCR뿐만 아니라 더 극적 oligomycin 응답하는, 2,4- DNP 및 antimycin의 A / 로테 (도 4A)을 갖는다. 각 샘플의 단백질 농도를 측정 OCR 표준화는 일반적으로 세포의 큰 숫자가 정확한 OCR 측정 리드 것을 보여준다. (5) 2.5 × 105 세포로 도금 / 잘 T 세포 및 비장 세포와 5 1.25 × 105 세포에서 유사 정규화 OCR 측정 결과 / 웰의 B 세포 (도 4b)에서 유사 정규화 OCR 측정 결과. 정규화 된 B 세포에서의 약간의 차이는 OCR 측정은 B 세포 / 웰의 밀도가 다른 전지와 비교하여 2.5 × 105 세포에서 잘 수행하는 것이 간접 표시 될 수도. 모든 측정 값으로 0.625 × 10 5 세포 / 웰이 도금 밀도가 부족한 것으로 보여, 만족스럽지 못한 결과를 주었다. 기준선 호흡, 양자 누출, 최대 미토콘드리아 호흡 비 미토콘드리아 호흡 및 ATP 생산 선형 모든 세포 형태 (도 4C)에 대한 도금 밀도와 상관. 세 가지 유형의 세포에서 낮은 양자 누출에 의해 표시된 바와 같이 부가 적으로, 기준 호흡보다도, ATP 합성을 향해 사용된다. 미토콘드리아 응력 실험의 주요 초점은 OCR의 변화를 측정하는 동안, ECAR는 분석을 성공적으로 수행 하였다되도록 기록 여전히 유용하다. OCR 유사하게, 두 개의 높은 판 밀도가 높은 ECAR 및 oligomycin 더 크게 반응, 2,4- DNP 및 antimycin의 A / 로테 (도 4d)였다. 2,4-DNP의 추가시 ECAR 및 antimycin의 A / 로테의 극적인 변화로 인해 g의 변화뿐만 아니라 호흡의 변화 일 수있다그리고 H의 + - lycolysis, CO TCA 사이클에 발생이 때문에 HCO 3으로 변환된다. 이 문제는, 최근 어드레스 및 실제 당분 12,29 속도를 얻기 위해, 산소 소비 데이터를 이용하여 전체 세포 외 산성화 신호를 보정하기위한 간단한 방법이 존재하고있다.
해당 작용 응력 분석은 가장 높은 도금 밀도 (그림 5A, B)에 가장 성공적이었다. 모든 세포 유형에서, 5 × 105 세포 / 웰 샘플 oligomycin 글루코오스 첨가 후 ECAR에서 큰 변화가 있고, 2-DG (도 5b). 또한, 단백질 농도로 정규화하면 낮은 농도가 특히 0.625 × 105 세포 / 잘 않은 강력한 당분 예비 용량을 표시하지 않으면 서 모든 세포 유형을 위해, 5 × 105 세포 / 웰 샘플은 최적의 결과를 산출하는 것이 보였다. 비 glycolytiC 산성화, 해당 작용, 그리고 명백한 당분 용량이 선형 적으로 모든 세포 유형 (그림 5C)에 대한 도금 밀도와 상관 관계. 당분 응력 실험 들어, OCR 그래프 글루코스 약간 oligomycin 후 처리에 의해 억제된다 미토콘드리아 호흡 자극 것을 보여준다; 2-DG의 첨가는 OCR (도 5d)에 영향을주지 않았다. 문자 인식 그래프는 해당 작용 응력 실험을 성공적으로 수행 된 상기 지표로 사용될 수있다. 또한, OCR 그래프 미토콘드리아 12,29 스트레스 테스트의 경우 전술 한 바와 같이, 필요한 경우 ECAR 그래프를 정정하는데 사용될 수있다.

그림 1. (좌측)의 당분 해 플럭스 외 분석의 개요 (A) 예시 및 산화 적 인산화 (오른쪽)의 작용을 도시외 플럭스 분석에 사용되는 약물 대사. (B) 세포 외 산성화 속도 (ECAR) 그래프의 회로도; 산소 소비 속도 (OCR) 그래프 (C)의 개략도. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

.도 2 : T 세포, B 세포 및 생존 및 순도를 결정하기 위해 비장 단계적 게이팅 계측법 T 세포, 비장 세포 및 B 세포의 생존력 (A)를 보여주는 그래프 유량; 및 T 및 B 세포 (B)의 순도. 결과는 적어도 3 개의 독립적 인 실험의 대표입니다. 일의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오그림입니다.

도 3. 셀 합류 다른 도금 밀도에서 각 세포 유형의 용 해물의 단백질 농도와 상관 관계 (A) × 105 세포를 5 × 105 세포 / 웰 0.625 범위 도금 밀도에서 분석 플레이트의 웰에있는 세포의 광 현미경 / 잘. 스케일 바는 50 μm의를 나타냅니다. BCA 분석에 의해 측정 된 다른 도금 밀도에서 (B) 파쇄 단백질 농도. 결과는 적어도 3 개의 독립적 인 실험의 대표입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4 : 각 세포 유형 도금 밀도 미토콘드리아 응력 분석. 원료 (A) 및 표준화 (B)는 OCR 나타낸다. (C)는 기준 최대 미토콘드리아 비 미토콘드리아 호흡의 레벨뿐만 아니라, 양자 누출 또는 ATP 생산에 연결된 산소 소비량의 셀 번호 의존적 변화는 각 세포 유형을 위해 도시된다. 미토콘드리아 스트레스 테스트에서 얻은 (D) 원료 ECAR 값이 표시됩니다. 각 데이터 포인트는 표준 편차 7-8 웰의 평균을 나타낸다. 표지 화살표 oligomycin 주사 (O), 2,4- DNP (D) 및 로테 논 / A (R / A)를 antimycin를 나타낸다. 결과는 적어도 3 개의 독립적 인 실험의 대표입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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도 5 :. 각각의 세포 유형 도금 밀도 당분 응력 분석 원료 (A) 및 표준화 (B) ECAR 도시된다. (C) 비 당분 산성화, 포도당에 의한 당분 해 총 당분 용량 ECAR의 세포 수에 의존하는 변경 사항이 표시됩니다. 당분 스트레스 테스트에서 얻은 (D) 원료 OCR 값이 표시됩니다. 각 데이터 포인트는 표준 편차 7-8 웰의 평균을 나타낸다. 표지 된 글루코스 화살표 (G) oligomycin (O), 및 2- 데 옥시 글루코오스 (2- DG)의 주사를 나타낸다. 결과는 적어도 3 개의 독립적 인 실험의 대표입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
프로토콜은 우리는 이후 해당 작용 및 미토콘드리아 호흡 성능의 차이를 평가하기 위해 상이한 농도에서 세포 외 유동 해석에 사용 된 순수한 가능한 림프구 서브 세트의 효율적인 분리를 위해 허용 개발 하였다. 이 프로토콜은 림프구를 위해 특별히 설계된 낮은 기초 대사 활동, 취약성, 저주파 이러한 세포 유형에 관련된 특별 고려 사항을 해결하고, 자신의 무능력 분석 플레이트에 부착된다. 따라서, 이전에 게시 된 프로토콜 11, 12에 비해, 우리의 방법은 면역학의 분야에 종사하는 연구자에 대한 더 편리하고 더 나은 최적화 가이드를 제안합니다. 순수와 생존 세포 개체군을 얻는 최적 합류 세포를 도금하고, 각 웰의 단백질 농도로 세포 유동 분석 측정의 표준화를 포함하여,이 프로토콜의 몇 가지 중요한 단계가있다.
제 i모두는 광학 현미경에 의해 가시화 될 수있는 도금 셀 nitial 수는 단백질 농도를 측정하여 정량화 될 수있다. 세포 수 및 단백질 농도 간의 선형 상관 관계는 단백질 농도가 실제로 다른 웰 사이의 세포 수의 변화의 효과를 표준화하는 방법으로 사용될 수 있음을 확인 하였다.
단백질 농도로 ECAR 및 OCR 결과를 표준화함으로써 보여 것을 저급 셀 합류에도 불구하고, 거의 5 × 10 2.5 세포 / 웰의 데이터의 품질을 손상시키지 않으면 서 대부분의 분석에 사용될 수있다. 그러나, 세포 유형 분석 및 사이에서 변화 사용할 수있는 세포의 하한. 적은 수의 5 내지 10 X 125 세포와 같은 B 세포 OCR 측정도 2.5 × 105 세포 / 사용될 수 있지만 예를 들어,도 동일한 세포 유형의 당분 성능을 평가하기에 충분하지 않았다. 따라서, 한 세포 수는 제한 요인이 아니기 때문에 이상에 도금약 5 × 105 림프구에 해당하는 90 % 합류 / 웰 바람직하다. 또한 최적화가 요구 될 수있는 경우에 세포 크기가 다른 예 : 이전에 활성화 부분적으로 차별화 된 림프구가-되어 사용되는. 미리 배양 차 림프구를 사용하는 경우 또한, 죽은 사람 세포 수의 측정으로 단백질 농도의 신뢰성을 감소시킨다 다른 처리 조건과 세포 생존에 변형이있을 수 또는 죽어가는 세포는 또한 측정 된 단백질 수준에 기여 . 이러한 경우에, 세포 계측법 세포 외 플럭스 분석을 수행하기 전에 흐름으로 살아있는 세포를 정렬하는 데 도움이 될 수 있습니다.
갓 격리 높은 가능한 림프구 인구를 사용하여 우리의 분석에서, 우리는 모두 OCR 및 ECAR 측정을위한 신뢰할 수있는 기능 데이터를 얻을. 모든 세포 유형은 미토콘드리아 스트레스 테스트에 유사하게 동작하는 동안, 세포 유형 간의 현저한 차이가 있었다당분 스트레스 테스트에서 관측. 예를 들어, 나이브 T 세포의 당분 성능 또는 비장 B 세포에 비해 낮고, 그리고 oligomycin 첨가 변하지 않았다. 이러한 관찰 된 프로토콜의 유효성을 확인하기 이전에 발표 된 연구 7,30와 일치한다.
결론적으로, 우리의 방법은 세포 유동 분석기를 사용하여 림프구의 대사 활성을 테스트 효율적이고 편리한 방법을 제공하며, 이는 활성, 세포 분화 또는 인해시 면역 세포 대사의 변화를 탐색 면역 학적 연구의 넓은 범위에서 유용 감염,자가 면역 및 혈액 악성 종양과 같은 질병 표현형에.
저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다. 이 기사에 대한 오픈 액세스 수수료는 애질런트 테크놀로지스에서 제공했습니다.
저자는 지원과 토론을 해주신 Michael N. Sack 박사(National Heart, Lung, and Blood Institute)님, B 세포 분리 프로토콜을 최적화해 주신 Ann Kim님, 현미경 검사에 도움을 주신 Joseph Brzostowski 박사님, 그리고 사용된 동물을 관리해 주신 Mirna Peña님께 감사를 표합니다. 이 연구는 미국 국립보건원(National Institutes of Health), 미국 국립 알레르기 및 전염병 연구소(National Institute of Allergy and Infectious Diseases), 국립 심장, 폐 및 혈액 연구소(National Heart, Lung, and Blood Institute)의 교내 연구 프로그램(Intramural Research Programs)의 지원을 받았습니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| PBS (pH 7.2) | Gibco-ThermoFisher | 20012-050 | MACS 완충 |
| 혈청 알부민 BSA | Sigma-Aldrich | A3803 | MACS 완충 |
| 0.5 M EDTA, pH 8 | 품질 생물학 | 10128-446 | MACS 완충 |
| autoMACS 헹굼 용액 | Miltenyi Biotec | 130-091-222 | MS 완충액을 만들기 위해 PBS + EDTA 대신. autoMACS Pro Separator에서도 사용됩니다. |
| RPMI-1640 | Gibco-ThermoFisher | 11875-093 | 페놀 레드 및 L-글루타민 |
| 소 태아 혈청 | Gibco-ThermoFisher | 10437-028 | 함유 열 비활성화의 경우 37°C에서 냉동 스톡 병을 해동합니다. C 수조를 한 다음 56 °에서 비활성화합니다. C 30분 동안 저장을 위한 부분 표본 열 비활성화 세럼(예: , 50ml 코니컬 튜브) 및 -20°C에서 동결; C는 필요할 때까지. |
| Penicillin-Streptomycin (Pen Strep) | Gibco-ThermoFisher | 15140-122 | Pen Strep과 L-Glut 1:1 결합(500ml 매체를 만드는 경우 총 12ml Pen Strep/L-Glut 만들기);부분 표본을 -20°C로 유지 ° 미디어를 만들 준비가 될 때까지 C. |
| L-글루타민 200 mM (L-Glut) | Gibco-ThermoFisher | 25030-081 | RF10 및 스트레스 테스트 매체의 구성 요소 |
| 피루브산 나트륨 100 mM | Gibco-ThermoFisher | 11360-070 | RF10 및 스트레스 테스트 매체의 구성 요소 |
| HEPES 1 M | Gibco-ThermoFisher | 15630-080 | RF10 |
| MEM 비필수 아미노산 용액 (100x) | Gibco-ThermoFisher | 11140-050 | RF10 |
| 2-Mercaptoethanol (55 mM) | Gibco-ThermoFisher | 21985-023 | RF10 |
| Falcon 70의 구성 요소; m 세포 여과기 | Falcon-Fischer Scientific | 87712 | 세포 격리에 사용 |
| Monoject 3 ml 주사기, Luer-Lock Tip | Covidien | 8881513934 | 세포 격리에 사용 |
| Falcon 15 ml 원추형 원심분리기 튜브 | Falcon-Fischer Scientific | 14-959-53A | 세포 격리에 사용되는 |
| Falcon 50 ml 원추형 원심분리기 튜브 | Falcon-Fischer Scientific | 14-432-22 | 세포 분리에 사용 |
| ACK 용해 버퍼 | Lonza | 10-548E | 세포 분리에 사용 |
| CellTrics 30 μ m cell filter, sterile, single-packed | Partec CellTrics | 04-004-2326 | 세포 격리에 사용 |
| B 세포 분리 키트, 마우스 | Miltenyi Biotec | 130-090-862 | 세포 격리에 사용 |
| Naï ve CD4+ T 세포 분리 키트, 마우스 | Miltenyi Biotec | 130-104-453 | 세포 분리에 사용 |
| LS 컬럼 | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | 세포 분리에 사용 |
| MidiMACS 분리기 | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | 분리용 자석 |
| MACS MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | 자석 |
| 용 홀더autoMACS 헹굼 솔루션 | 130-091-222 | autoMACS Pro 분리기용 헹굼 솔루션 | |
| autoMACS Pro 분리기 기기 | Miltenyi Biotec | N/A | |
| 2-Deoxy-D-glucose (2-DG) | Sigma-Aldrich | D8375-5G | |
| Cell-Tak | Corning | 354240 | 셀 접착제. 각 로트가 다르므로 농도에 주의하십시오(패키지는 1mg). |
| 올리고마이신 | 시그마-알드리치 | 75351 | |
| 2,4-디노트로페놀 (2,4-DNP) | 시그마-알드리치 | D198501 | |
| 안티마이신 A | 시그마-알드리치 | A8674 | |
| 로테논 | 시그마-알드리치 | R8875 | |
| 포도당 | 시그마-알드리치 | G8270 | |
| 정지 프로테아제 억제제 칵테일 | ThermoFisher Scientific | 78429 | 100x 칵테일로 공급, RIPA와 결합하여 용해를 위한 1x 용액을 형성합니다. |
| RIPA 버퍼 | Boston BioProducts | BP-115 | |
| Pierce BCA 단백질 분석 키트 | ThermoFisher Scientific | 23225 | 제조업체의 지침을 따르십시오 |
| Seahorse XFe96 FluxPak | Seahorse Bioscience | 101085-004 | 분석 플레이트, 카트리지, 화합물을 분석 카트리지로 이동시키기 위한 로딩 가이드 및 보정 용액이 포함되어 있습니다. |
| Seahorse XF Base Medium | Seahorse Bioscience | 102353-100 | 스트레스 테스트 매체를 준비하는 데 사용 |
| Seahorse XFe96 세포외 플럭스 분석기 | Seahorse Bioscience | ||
| Stericup Sterile Vacuum Filter Units, 0.22 μ m | EMD Millipore-Fisher Scientific | SCGPU10RE | 필터 매체를 멸균하는 데 사용됩니다. |
| 중탄산 나트륨 | Sigma-Aldrich | 487031 | 0.1m에 용해되어 Cell-Tak을 희석하는 데 사용됩니다. |
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