단핵구 단층 분석법(MMA)은 포유류 말초 전혈에서 얻은 분리된 1차 단핵구를 사용하여 Fcγ 수용체(FcγR) 매개 식세포작용을 평가하는 체외 분석법입니다.
단핵구 단층 분석법(MMA)은 포유류 말초 전혈에서 얻은 분리된 1차 단핵구를 사용하여 Fcγ 수용체(FcγR) 매개 식세포작용을 평가하는 체외 분석법입니다.
원래는 혈청학적으로 호환되지 않는 혈액의 수혈 결과를 예측하기 위해 개발되었지만, 단핵구 단층 분석법(MMA)은 연구 및 임상 환경 모두에서 항체 및 Fcγ 수용체(FcγR) 매개 식세포작용의 다양한 측면을 검사하기 위해 수정할 수 있는 매우 다재다능한 체외 분석법입니다. 이 분석은 포유류 전혈에서 분리된 말초 혈액 단핵 세포의 부착 단핵구를 사용합니다. MMA는 인간 및 쥐 조사에 모두 사용되는 것으로 설명되었습니다. 이 단핵구는 면역 반응에 관여하는 FcγR(예: FcγRI, FcγRIIA, FcγRIIB 및 FcγRIIIA)을 발현합니다. MMA는 FcγR 매개 상호작용, 특히 항체 감작 적혈구(RBC)가 FcγR에 부착 및/또는 활성화한 후 단핵구에 의해 식세포화되는 식세포작용의 메커니즘을 이용합니다. 생체 내에서는 주로 비장과 간에서 발견되는 조직 대식세포가 항체 옵소니화된 적혈구의 FcγR 매개 식세포작용을 수행하여 혈관외 용혈을 일으킵니다. MMA를 사용하여 식세포작용 수준을 평가함으로써 in vivo FcγR 매개 과정의 다양한 측면을 조사할 수 있습니다. MMA의 일부 응용 분야에는 수혈 환경에서 동종 또는 자가항체의 임상적 관련성 예측, 식세포작용을 촉진하거나 억제하는 후보 약물 평가, FcγR 결합 약물 또는 항체의 다운스트림 신호 전달 효과를 조사하기 위해 형광 현미경 검사 또는 전통적인 서양 면역 블로팅과 분석을 결합하는 것이 포함됩니다. 몇 가지 제한 사항으로는 처음부터 끝까지 하루 종일 걸리는 이 기술의 고된 노력과 포유류의 혈액을 다루기 위한 연구 윤리 승인의 요구 사항 등이 있습니다. 그러나 근면과 적절한 훈련을 통해 MMA 결과는 24시간 이내에 얻을 수 있습니다.
단핵구 단층 분석법(MMA)은 원래 적혈구에 대한 자가항체 또는 동종항체(RBC)가 있는 환자의 수혈 결과를 더 잘 예측하기 위해 개발된 체외 분석법입니다1-5. 이를 in vitro assay를 이용하여 Fcγ receptor (FcγR) 매개 식세포작용에 대한 항적혈구 항체의 효과를 평가함으로써 in vivo 임상적 결과를 예측할 수 있습니다. 실제로, MMA는 혈청학적으로 호환되지 않는 혈액의 수혈에도 불구하고 항체 결합 적혈구의 면역 파괴를 피하기 위해 성공적으로 사용되어 왔습니다5. 교차매칭(crossmatching)이라고도 하는 적합성 검사를 위한 일반적인 수혈 전 절차에는 환자의 혈액에서 ABO 및 Rh 항원을 입력하고 환자의 내 항적혈구 항체 유무를 선별하는 등의 혈청학적 방법이 포함됩니다6. ABO/Rh에 대해 일치하는 혈액을 선택하고, 항체가 존재하는 경우 이러한 항체를 피하기 위해 수혈할 혈액을 추가로 선택할 수 있도록 항체를 식별하려는 시도를 합니다. 이상적인 교차 일치 결과는 모든 헌혈자의 혈액이 환자의 혈액과 혈청학적으로 양립할 때 발생하며, 이는 수혈 후 용혈의 위험을 감소시킨다7. 그러나 이 체계는 반복적인 수혈이나 임신으로 인해 동종면역이 된 소수의 환자 그룹에는 부족합니다. 이 환자들은 특정 적혈구 항원에 대한 동종항체를 생성합니다. 일부는 일반 인구 집단에서 매우 높은 빈도의 항원에 대한 항체를 생성하므로 점차 교차 일치가 어려워집니다8,9. 복잡성을 더하는 것은 모든 동종항체가 임상적으로 유의미한 것은 아니라는 것입니다. 즉, 혈청학 검사에 의해 검출된 적혈구에 대한 동종항체의 결합이 항원 양성, 부적합한 혈액을 수혈할 때 반드시 용혈을 초래하는 것은 아닙니다. MMA는 원래 수혈 환경에서 혈청학적으로 호환되지 않는 혈액의 잠재적인 임상적 중요성을 평가하기 위해 개발되었습니다1-5.
항체 결합 적혈구의 혈관외 용혈은 단핵 식세포 시스템에 의해 매개되는 것으로 알려져 있기 때문에 1차 단핵구/대식세포가 진단 분석 개발에 활용됩니다. 단핵구, 적혈구 및 항체의 상호작용을 연구하기 위한 최초의 분석법이 1975년에 발표되었으나, 차선의 조건으로 인해 로제트 형성(적혈구가 단핵구의 말연부에 결합)만 발생했을 뿐, 식세포작용은 관찰되지 않았습니다10. 여러 그룹에서 분석에 대한 상당한 수정을 가하여 동종항체 결합 적혈구의 식세포작용 수준이 용혈1-5의 임상 결과와 상관관계가 있을 수 있는 분석으로 이어졌습니다. 최근에는 자가 환자 검체를 이용한 임상 MMA 교차 일치의 유용성을 높이기 위해 임상 검체의 최적 보관 조건과 분석 조건의 추가 최적화를 조사했습니다11.
수혈 결과를 예측하기 위해 MMA 외에도 51Cr 방출 검사, 장미 검사 및 화학발광 검사(CLT)의 세 가지 다른 진단 기술이 사용되었습니다. 51Cr 방출 검사에서 환자는 51Cr 표지 된 공여 적혈구를 주입하고 표지 된 적혈구의 반감기를 모니터링하고 수혈 후 생존 또는 청소를 예측합니다12,13. 이 방법은 방사성 물질을 사용하기 때문에 더 이상 거의 수행되지 않습니다. 로제트 검사는 단핵구를 적혈구와 혼합 및 배양하고 로제트 형성 수준(식세포작용 없음)을 정량화하는 것을 포함합니다14. 생체 내 항체의 임상적 중요성은 비장 및/또는 간에서 발견되는 대식세포에 의한 활성 식세포작용과 관련이 있습니다. 따라서 이 방법은 식세포작용에 대한 적절한 판독값을 제공하지 않습니다. CLT는 루미놀을 사용하여 적혈구의 단핵구 식세포작용 중 산화 파열을 모니터링하는데, 이는 루미놀이 식체에서 산화될 때 청색 형광을 발하기 때문입니다15. 이 방법은 좋지만 호중구에 의한 오염은 판독에 혼란을 줄 수 있습니다. 사용 가능한 4가지 방법의 민감도, 실용성 및 재현성을 평가하기 위해 병렬 비교가 이루어졌으며 CLT와 MMA 모두우수한 16위를 차지했습니다. 그러나 CLT는 주로 태아 및 신생아의 용혈성 질환(HDFN)을 평가하는 데 활용되어 왔으며, 분석의 최적 pH인 8.0은 식세포작용11 수준을 저하시킬 수 있습니다.
진단 및 임상 유용성 외에도 MMA는 다른 연구 목적으로 수정되었습니다. 실제로, MMA는 혈청학과 생물학 간의 불일치를 해결하기 위한 기능적 분석법으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 정맥 면역글로불린(IVIG) 요법 후 용혈의 원인을 후향적으로 조사하는 데에도 사용되었습니다17. 또한 FcγR 매개 식세포작용18-20의 화학적 억제제의 구조-기능을 조사하고 FcγR 매개 식세포작용21의 다운스트림 신호전달을 연구하는 데 사용되었습니다. 우리 실험실에서는 인간 MMA를 사용하는 것 외에도 1차 마우스 말초 혈액 단핵 세포(PBMC)와 자가 적혈구를 사용하여 쥐 MMA를 개발하고 있습니다. 그 이유는 생체 내 자가면역 용혈성 빈혈(AIHA) 마우스 모델(미발표 데이터)을 개발하기 위한 중간체로 FcγR 매개 식균작용을 유도할 수 있는 항체를 스크리닝하는 것입니다. 다양한 변형은 식세포작용을 유도하는 IgG 항체와 FcγR 상호 작용의 다양한 측면에 초점을 맞춥니다.
연구 윤리 보드 / 기관 검토위원회에 의해 인간의 샘플의 사용에 대한 승인을 받아야하고, 모든 사람의 기증자로부터 서명 동의를 구하십시오. MMA를 또한 사용 동물 윤리 승인에 따라 인간의 분석과 동일한 방법으로 마우스 PBMC를 사용하여 수행 될 수있다. MMA의 무균 조직 배양 기술을 활용한다.
주 : 그림 1을 참조하십시오.
참고 :이 방법은 단지 "단기"배양 방법이면, 무균 기술을 유지하기 위해 분석하는 동안 레벨이 biocontainment 캐비닛의 사용을 권장하지만, 세균 분석을 오염 정말로 시간이 충분하지 않다. 레벨 2 biocontainment 캐비닛 존재보다는이 분석을 위해 하나를 구입하지 않는 경우 따라서 분석은 오픈 벤치에하는 biocontainment 캐비닛의 외부에서 수행 될 수있다. 5 % CO 2, 37 ° C의 배양기를 사용하지만 옵션 아니며 사용되어야최적의 결과.
1. 말초 혈액 단핵 세포 분리
첨착 단핵구 2. 전처리
참고 : 식균 작용을 억제하거나 강화하는 방법을 찾고 있다면이 단계는 필요하다.
R 3. 옵 소닌 2 R 2 붉은 혈액 세포
참고 : 여기에 사용 된 R 2 R 2는 혈액 수집 센터 (캐나다 혈액 서비스)에서 얻을 수 있습니다,하지만 그들은 또한 시판되고있다. 옵 소닌 R 2 R 2 적혈구는 FcγR 매개 식균 작용을위한 양성 대조군으로 사용된다. 순진 R 2 R이 1 달까지 4 ° C에서 Alsever의 솔루션 (연장하기 위해 수명)에 저장해야합니다. Alsever의 솔루션은 사내에서 만든 0.8로 구성되어있다% / V 트리 나트륨 시트 레이트 (수화물) 1.9 % w / v를 덱 스트로스, 0.42 % w / v를 염화나트륨 및 0.05 % w / v를 시트르산 (수화물) w R 2 R 경우이 세포는 R 1 R 2, R 1 R 1, R 1, R 또는 R 2 R, 사용할 수있는 다른 RH-phenotyped 세포는 사용할 수 없습니다.
4. Fc 수용체 - 매개 탐식
탐식의 5 정량화
그림 1 위에 설명 된 절차의 중요한 단계를 수행함으로써, MMA는 재현성을 수행 할 수 있습니다. IVIG는도 2의 식균 작용을 억제하기위한 예로서 사용 하였다. IVIG 따라서 식세포의 하류 결과를 억제 결합 및 Fc 수용체를 차단하는 것으로 알려져있다. 사용 IVIG의 양을 적정에 의해 용량 의존적 억제하는 / ml의 전체 (도 2A)에서 억제하지 않았다 / ㎖ 0.5 μg의 아래에 100 % 억제 가까이 농도 결과 200 μg의 이상의 농도가 관찰된다. 탐식 지수 변환 및 0 % 억제 / ㎖가 결정될 수 3 μg의의 IC (50) (도 2b)를 억제 곡선으로서 R이 R이 양성 대조군으로 정규화하는 경우.
지속적으로 분석을 수행하는 것 외에도 quantifica분석의 능은 때때로 어려울 수있다. 도 3은 여러 MMA 슬라이드 위상차 현미경 이미지의 집합이다. 현미경의 경험을 바탕으로, 하나는 오염 RBC (그림 3D), 또는 포식 RBC (그림 3B)에서 공포에서 단핵 세포를 구분할 수 있습니다. 세포 및 / 또는 파편의 고밀도 클러스터는 정량 (도 3E 및 F) 동안 피해야한다. 또한, 하나는 피해야 오버 opsonizing 단핵구 인테리어 overcrowds하고 정확한 정량 (그림 3C)을 방해 높게 식균 작용으로 이어질 것 R 2 R 2 RBC를.

병무청의 도식도를 그림. 병무청에서 중요한 단계의 단계별 묘사 : 전체 혈액에서 PBMC를 분리, 부착 monocyt 공급옵 소닌 R 2 R 2 챔버 슬라이드를 세정하고 에스. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

도 2 정맥의 IgG (IVIG)는 MMA를 사용하여 시험 관내 식세포 작용을 억제한다. IVIG는 식균 작용을 억제하는 것으로 알려져 있으며, 인간의 MMA 억제 제어부로서 사용된다. 미처리 R 2 R이 제어에 비해 IVIG의 (A)의 적정 식세포 용량 의존적 억제 결과. 결과의 평균, N = 3의 실험 (SEM)의 ± 표준 오차의 평균을 나타낸다. 통계 분석은 학생 t의 -test를 사용 하였다 : ** P≤0.01 및 *** P≤0.001. (B)는 IC (50) 오와 IVIG의 억제 곡선F 3 μg의 / ㎖ (점선). 결과는 치료 R 2 R 2 (0 % 억제)에 정규화 데이터를 표시; N = 3 실험 ± SEM을 의미한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

40X 배율에서 샘플 슬라이드 그림 3. 위상차 현미경 이미지. (A)을 단핵구가 배경 (흰색 화살표)에 거의 오염, 취소 포식 R 2 R 2, 평균 (특유의 후광 빛이 함께 검은 색 화살표)에 1-2 R 2 R 2를 포식하는 완벽한 슬라이드. 포식 R 2 R이 오인 될 수있는이 슬라이드 (b)에 나타낸 바와 같이, 단핵구는 때때로 확대 한 액포 (흰색 화살표). (C </ strong>을) 이상 4-5 R 2 단핵구 당 R 2 (검은 색 화살표를 포식, 옵 소닌을 통해-R 2 R 2가되었을 때)가 R 2 R 2는 단핵구와 별개의 셀 내에서 혼잡하기 때문에 정확하고 어려운 계산 렌더링 경계는 구별 할 수 없습니다. (D) 슬라이드의 불충분 한 세척이 부착 된 적혈구 오인 될 수있는 풍부한 R 2 R 2 오염 (흰색 화살표)로 연결됩니다. (E) 때때로, 단핵구 및 오염 적혈구가 클러스터를 형성 할 수있다. 클러스터는 피해야한다 세균 오염을 나타냅니다. (F) 단핵구 정량 중에 피해야 큰 응집체를 형성 할 수있다. 볼 필드 무작위 선택을 사용하여, 패널 A는 MMA 제대로 수행되었는지 보통 관찰되는 것이다. 스케일 바는 20 μm의입니다. 여기를 클릭하세요이 그림의 더 큰 버전을 볼 수 있습니다.
MMA의 조직 문화와 현미경 모두에 대한 전문 지식을 필요로하는 힘든 기술이다. 성공을 보장하기 위해 몇 가지 중요한 단계가 다음과 같습니다 단핵 세포 단층의 1) 생성; 적혈구의 2) 옵 소닌, 3) 매뉴얼 정량화. 단핵구 단층은 상기 챔버 슬라이드에 강력하게 부착되지 않기 때문에, 생리 학적 pH를 11 시험 법에 걸쳐 유지되어야하며, PBMC를 적절한 수는 배정되어야한다. 부착 된 세포를 방해 할 수 활발한 피펫은 피해야한다. 하나의 방법은 항상 제거 챔버의 동일한 코너의 솔루션을 추가하고, 움직임이 느리고 정상인지 확인한다. 마찬가지로, 여분의 적혈구를 제거하는 마지막 세척 단계 동안, 운동은 천천히 그리고 꾸준히해야한다. 아직도 않은 포식 적혈구의 대부분을 제거하는 동안이 단층에 최소한의 교란을 보장합니다. 불충분 한 세척 수동 ...로서하게 오염 적혈구의 높은 배경으로 이어질 것입니다ntification 어렵다. 둘째, R 2 R이 적혈구 충분히 식세포 제어 80-120 평균 식세포 인덱스를 얻기 위해 옵 소닌 화되어야한다. 이것은 원하는 식세포 범위 계산의 용이성 간의 균형을 통계 분석 식세포 적당량 유지 (예를 들어, 5 개 이상으로 단핵구는 적혈구 정확하게 정량화하기 어렵다 포식). 옵 소닌 화의 정도는 IAT에 의해 확인 될 수 있고, 4 이상 3+ 사이의 판독이 필요하다. 이 적혈구 거기 상등액 암적색 바뀌면 세정 동안 과도한 용해 때 또는 폐기되어야하는 R이 R 식세포의 상당한 감소로 인해 스토리지 세포의 노화 실험에서 관찰되는 경우. 실험실 직원 사이의 실험 사이의 수를 비교 특히 마지막으로, 현미경을 사용하여 수동 정량화는 까다로울 수있다. 각 웰에 동일한 필드를 검사함으로써, 또는 단순히 이상의 셀을 계산하여좀더 일관 카운트를 얻을 수있다. 숙련 된 기술자 및 교육 슬라이드 지정된 세트의 사용과 나란히 훈련하는 것이 좋습니다.
MMA의 주요 비판 수동 정량화 단계의 주관적이다. 그러나, 적절한 교육과, 일관성은 서로 다른 카운터를 통해 얻을 수있다. 또 다른 한계는 인간 시료를 처리 데이터의 변화의 원인이고 R이 2 표면 항원을 발현 수준, 단핵 식세포 능력 및 R의 고유 도너 투 도너 차이이다.
다른 대안 기술은 FcγR 매개 식균 작용을 검사 할 수 있습니다. 상업용 키트 대부분은 식균 작용을 모니터링하는 형광 출력을 이용 (예 bioparticles, pH 민감성 형광 단백질, 또는 IgG에 표지 된 형광 라텍스 비즈). 형광 출력의 사용은보다 객관적인 정량화를 제공 않지만, 하나는 사기 필요형광 현미경 유세포뿐만 아니라, 시판 키트에 따라 계속되는 의존성의 사용과 관련된 사용 가능성, 비용 및 교육을 생각 해보자.
마지막으로, 상기 분석은 연구 문제에 따라 변경 될 수있다. 식세포 작용의 억제 약물을 시험 할 때 예를 들어, 단핵구는 사전 처리 될 수 있거나, 약물과 적혈구 옵 소닌 화 (즉, 경쟁 분석) 모두는 공동 - 배양 하였다. 다른 서브 타입, 키메라 항체 또는 재조합 항체의 구조의 다운 스트림 신호는 테스트 될 수있다. 보편적 인 항원 - 널 피 (24)의 개발에 최근 돌파구로, MMA는 식균 작용을 유발의 감소 효과가 실제로 존재 여부를 평가하기 위해 다양한 항체 이러한 항원 널 적혈구의 초기 화면에 이용 될 수있다.
저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 T.N.T.에 대학원 펠로우십 프로그램 상을 준 캐나다 혈액 서비스(Canadian Blood Services)에 감사를 표합니다. 이 연구는 캐나다 혈액 서비스(Canadian Blood Services)의 혁신 센터(Centre for Innovation)로부터 재정 지원을 받았으며, 이 센터는 연방 정부(Health Canada)와 주정부 및 준주 보건부의 자금 지원을 받았습니다. 여기에 있는 견해는 캐나다 연방, 주 또는 준주 정부의 견해를 반영하지 않습니다.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 산성 시트레이트 덱스트로오스 (ACD) 진공 청소기 | BD | REF364606 | |
| RPMI 1640 | 시그마 | R8758 | |
| HEPES | Bioshop | HEP003.100 | |
| 태아 소 세럼 | 멀티셀 | 080150 | |
| Gentamicin | Gibco | 15710-64 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-03 | https://www.gelifesciences.com/ |
| 인산염 완충 식염수 | Sigma | D8537 | |
| 8-챔버 슬라이드 | Lab-Tek-ll | 154534 | |
| R2R2 (cDE/cDE) 적혈구 | Canadian Blood Services | 상업적으로 이용 가능(예: , http://www.bio-rad.com/en-ca/product/reagent-red-blood-cells) | |
| 인간 혈청의 다클론 항-D | 감마 생물학 | DIN 02247724 | 상업적으로 이용 가능한 단클론 항-D 또는 Rh 면역 글로불린으로 대체 가능 |
| 100% 메탄올 | Caledon | 6700-1-42 | |
| 폴리비닐 알코올 수지 | Sigma | P8136 | 시판되는 |
| 마운트 UltraPure 글리세린 | Invitrogen | 15514-011 | |
| : 커버 슬립 | VWR | 48366 067 | |
| Novaclone anti-IgG | Immucorgamma | 5461023 | IAT (http://www.fda.gov/downloads/biologicsbloodvaccines/.../ucm081743.pdf) 옵션 |