이 프로토콜은 연구원에게 생체 재료 임플란트 미세 환경을 모델링하는 다양한 중합체 표면 및 흡착 단백질 층에 대응하여 뮤린 대식세포 세포주에서 TLR 의존적 NF-θB/AP-1 전사 인자 활성을 측정하는 신속하고 간접적인 방법을 제공합니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
이 프로토콜은 연구원에게 생체 재료 임플란트 미세 환경을 모델링하는 다양한 중합체 표면 및 흡착 단백질 층에 대응하여 뮤린 대식세포 세포주에서 TLR 의존적 NF-θB/AP-1 전사 인자 활성을 측정하는 신속하고 간접적인 방법을 제공합니다.
이식된 생체 재료에 대한 지속적인 염증 성 숙주 반응은 이물질 반응으로 알려져 있으며 생물 의학 장치 및 조직 공학 구조의 개발 및 구현에 중요한 과제입니다. 대식 세포, 타고난 면역 세포, 그들은 장치의 수명 동안 임 플 란 트 사이트에 남아 있기 때문에 이물질 반응에 주요 선수, 그리고 일반적으로이 해로운 호스트 응답의 이해를 얻기 위해 공부. 많은 생체 재료 연구원은 이식된 물질에 흡착된 단백질 층이 대식세포 행동에 영향을 미치고, 이어서 호스트 반응에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다. 이 백서의 방법은 중합체 생체 재료 표면에 세포 손상 분자를 포함하는 흡착 된 단백질 층을 사용하여 대식세포 반응을 평가하는 생체 외 내 모델을 설명합니다. NF-θB/AP-1 리포터 대식세포주 세포주 및 관련 반색 알칼리성 인산염 분석법은 생체물질 표면에 형성된 복합 흡착 단백질 층과 손상 관련 분자 패턴을 포함하는 복잡한 흡착 단백질 층에 반응하여 NF-θB/AP-1 전사 인자 활성을 간접적으로 검사하는 신속한 방법으로 사용되었다.
이물질 반응(FBR)은 염증 성 매개체의 지속적인 방출을 통해 이식된 물질 또는 장치(예를 들어, 약물 전달 장치, 바이오센서)의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 만성 숙주 반응이며, 이식된 물질과 주변 조직 사이의 통합을 방해한다1. 이러한 선천성 면역 반응은 이식 절차에 의해 시작되며 임플란트1주위의 선천성 면역 세포 및 섬유질 캡슐 형성의 장기적인 존재를 특징으로 한다. 재료 호스트 응답의 맥락에서, 대식세포-물질 상호 작용은 FBR1의호스트 반응 및 개발의 진행에 상당한 영향을 미친다. 대식세포는 다양한 선천성 면역 세포 집단으로, 조직 상주 대식세포 집단또는 단핵구 유래 대식세포로서 혈액에서 임플란트 부위로 모집된다. 그(것)들은 이식 직후에 임플란트 사이트에 축적하기 시작하고, 며칠 안에 임플란트 미세 환경에서 지배적인 세포 인구가 됩니다. 물질-부착 대식세포는 대식세포 융합을 통해 형성된 이물질 거대 세포(FBGC)와 함께, 임플란트의 수명 동안 물질 표면에서 지속될 수 있다2,3. 결과적으로, 대식세포는 급성 염증 반응, 조직 리모델링 및 섬유조직의 형성과 같은 FBR의 특징적인 단계를 조율하는 역할로 인해 이물질 반응의 핵심 플레이어로 간주됩니다1.
톨-유사 수용체(TLRs)는 대식세포를 포함한 많은 면역 세포에 의해 발현되는 패턴 인식 수용체의 가족이며, 염증 및 상처 치유에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 병원균 유래 리간드 이외에, TLRs는 세포 괴사 동안 방출되는 손상 관련 분자 패턴(DAMPs)으로 알려진 내인성 분자를 결합할 수 있으며, 이로 인해 염증성 사이토카인의 생산을 초래하는 염증 성 신호 경로를 활성화할 수있다 4. 당사와 다른 사람들은 연조직 생체물질 이식 시 발생하는 손상이 DP를 방출하고, 이에 따라 혈액 단백질 이외에 생체물질 표면에 흡착하고 후속 세포-물질 상호작용을 조절하는것을제안했다5,6. 대식세포가 임플란트의 흡착 된 단백질 층과 상호 작용할 때, 표면 TRS는 흡착 된 DAMPs를 인식하고 전염증성 신호 캐스케이드를 활성화하여 NF-θB 및 AP-1 전사 인자 활성화 및 전염증성 사이토카인 생산을 유도 할 수 있습니다. 우리는 이전에 뮤린 대식세포가 NF-θB/AP-1 활성및 종양 괴사 인자 α(TNF-α, proinflammatory cytokine) 흡착 된 혈청 또는 플라즈마만을 가진 표면에 비해 다양한 중합체 표면에 DAMP 함유 흡착 단백질 층에 대한 분비 (즉, DAMPs가 존재하지 않는다), 이러한 반응은 TLR2에 의해 주로 매개되는 반면, TLR4는 더 적은 역할을 한다5.
본 프로토콜에 사용되는 NF-θB/AP-1 리포터 대식세포주(표오브 머티리얼)는대식세포5,7,8에서상대적인 NF-θB 및 AP-1 활성을 측정하는 편리한 방법이다. TLR 통로 억제제와 조합하여, 이 세포주들은 다양한자극5,7,8에반응하여 염증에서 TLR 활성화 및 그 역할을 조사하는 데 유용한 도구이다. 리포터 세포는 NF-θB 및 AP-1 전사 인자 활성화시분비된 배아 알칼리성 인산염(SEAP)을 안정적으로 생성할 수 있는 변형된 마우스 대식세포형 세포주이다. 색색 효소 알칼리성 인산염 분석법(물자표)은NF-θB/AP-1 활성의 간접 측정으로서 SEAP 발현의 상대적 양을 정량화하는데 사용될 수 있다. NF-θB 및 AP-1은 많은 세포 신호 경로의 다운스트림으로서, 특정 TLR(예를 들어, TLR2) 또는 TLR 어댑터 분자(예를 들어, MyD88)를 표적화하는 항체 및 억제제 중화는 특정 경로의 역할을 검증하는데 사용될 수 있다. 이 문서에 기술된 방법론은 이식된 생체 재료의 체외 모델로서 혈액 단백질과 DAMPs를 모두 포함하는 흡착단백질 층을 가진 다양한 중합체 표면에 대한 뮤린 대식세포 반응에서 TLR 신호의 기여도를 평가하기 위한 간단하고 신속한 접근법을 제공한다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
1. 미디어 및 시약 준비
2. 폴리 (메틸 메타 크릴레이트)로 세포 배양 표면코팅
3. 다디메틸실록산으로 세포 배양 표면 코팅
4. 불소 폴리 (테트라 플루오로에틸렌)로 세포 배양 표면코팅
5. 3T3 세포에서 리세이트 만들기
6. 대식세포의 NF-θB 활동에 흡착된 단백질 층 및 통행료 유사 수용체의 효과 평가
참고: 실험 워크플로우 및 플레이트 레이아웃의 회로도는 각각 그림 1A 및 보충 그림 1을참조하십시오.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
폴리머 코팅 표면에 대한 세정 방법은 코팅의 중단이 없는지 확인하기 위해 시험되었으며, 이는 코팅되지 않은 유리 커버슬립에 대한 물 접촉각의 변화로 볼 수있다(도 2). PMMA 코팅 된 현미경 슬라이드를 1 시간 동안 70 % 에탄올에 담그면 PMMA 코팅(그림 2, 왼쪽 패널)을 제거하는 것으로 나타났으며, 80 wt % 에탄올13에서PMMA의 용해도로 인해 가능성이 높았으며, 따라서 PMMA 코팅 표면은 30 분의 UV 살균을 사용하여 세척되었습니다. 코팅용 PMMA의 농도는 이전에5. 1 시간 70 % 에탄올 흡수는 PDMS를 청소하는 데 사용되었으며, UV 광은 사슬 가위를 유발하고 PDMS14의표면 습윤 특성에 영향을 줄 수 있기 때문에 UV 살균을 무시했습니다. 둘 다 70% 에탄올 ...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
우리 실험실의 주요 초점은 고체 생체 재료 연조직 임플란트에 대한 숙주 반응이며, 특히 이식 절차 중에 발생한 세포 손상이 숙주 반응에 미치는 영향입니다. 여기에 제시된 일은 생체 재료에 대한 대식세포 반응에 대한 세포 손상(즉, 임플란트 수술)중에 방출된 분자의 영향을 조사하기 위해 리포터 대식세포 주및 시험관내 생성 된 DAMP 함유 세포 용해제를 이용한 예비 실험을 설명합니다. 섬유아세포 용해액은 생체물질 배치로 인한 DAMPs의 세포 손상 및 방출을 모델링하는데 사용되었다. 섬유아세포는 섬유넥틴18을포함한 다양한 세포외 기질(ECM) 단백질을 분비하는 능력뿐만 아니라 연조직에서 섬유아세포의 유병률뿐만 아니라 용해력을 생성하도록 선택되었다. 동결 해동 사이클링은 임플란트 환경에 존재하는 것과 유사한 세포 내 및 ECM 유래 DAMPs를 모두 생성하는 용해 의 방법으로 선택되었습니다. 프로테아제 억제제는 이 용해를 만들기 위하여 이용되지 않았습니다. 동결 해동 사이클링과 같은 통제되...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 공개 할 것이 없다.
저자는 감사하게도 건강 연구 프로젝트의 캐나다 연구소에서 운영 자금을 인정 (PTJ 162251), 혁신 존 에반의 리더십 기금에 대한 캐나다 재단의 여왕의 대학 상원 자문 연구위원회 및 인프라 지원 (프로젝트 34137) 및 연구 및 혁신 온타리오 연구 기금의 교육부 (프로젝트 34137). L.A.M.은 퀸즈 대학교 R. 새뮤얼 맥러플린 펠로우십, 캐나다 캐나다 대학원 장학금 석사 상 및 온타리오 대학원 장학금의 자연 과학 및 공학 연구 위원회의 지원을 받았습니다. 저자는 NF-θB/AP-1 리포터 대식세포 주현의 그의 관대 한 선물에 대한 박사 마이런 Szewczuk 감사하고 박사 마이클 블레너 하셋과 산드라 루렌센 은 젤 이미징 시스템과 플레이트 리더의 사용에 대한.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 세포 배양 시약 | |||
| anti-mouse/human CD282 (TLR2) | Biolegend | 121802 | |
| CLI-095 (TLR4 inhibitor) | Invivogen | TLRL-CLI95 | |
| C57 complement plasma K2 EDTA 10ml, innovative grade US origin | InnovativeResearch | IGMSC57-K2 EDTA-Compl-10ml | 마우스 플라즈마 |
| Dulbecco의 변형 독수리 배지(DMEM) | Sigma Aldrich | D6429-500ML | |
| Dulbecco의 인산 완충 식염수(DPBS) | Fisher Scientific | 14190250 | 칼슘 없음, 마그네슘 |
| 없음 소 태아 혈청(FBS), 연구 등급 | Wisent | 98150 | |
| LPS-EK | Invivogen | TLRL-EKLPS | 대장균 K12의 지질다당류 |
| NIH/3T3 섬유아세포, | ATCC | CRL-1658 | |
| Pam3CSK4 | Invivogen | tlrl-pms, | 합성 트리아실화 리포펩타이드 - TLR1/2 리간드 |
| , 페니실린/스트렙토마이신, | 시그마 알드리치 | P4333-100ML, | |
| 플라즈모신 | Invivogen | ANT-MPP, | 마이코플라즈마 제거 시약 |
| , RAW-Blue cells | Invivogen | Raw-sp | NF-&카파; B/AP-1 리포터 대식세포 세포주 |
| 트리판 블루 솔루션, 0.4% | Fisher Scientific | 15250061 | |
| TrypLE 발현 효소 (1X) | Fisher Scientific | 12604021 | 동물 유래 무함유 재조합 세포 해리 효소 |
| Zeocin | Invivogen | ANT-ZN-1 | |
| 키트 및 분석 | |||
| ELISA 사전 코팅 플레이트, 마우스 IL-6 | Biolegend | B213022 | |
| ELISA 사전 코팅 플레이트, 마우스 TNF-&알파; | Biolegend | B220233 | |
| Endotoxin (Escherichia coli) - 제어 표준 endotoxin (CSE) | Cape Cope Inc.의 Associates | E0005-5 | 발색 내독소 분석의 표준 곡선에 대한 내독 |
| LAL 물, 100mL | Cape Cope Inc.의 | WP1001 | 발색 내독소 분석과 함께 사용 |
| Micro BCA 단백질 분석 | Fisher Scientific | PI23235 | |
| Limulus amebocyte lysate (LAL) Pyrochrome endotoxin test kit | Associates of Cape Cope, Inc. | C1500-5 | 발색 내독소 분석 시약 |
| QUANTI-Blue 알칼리 인산가수분해효소 검출 매체 | Invivogen | rep-qb2 | 알칼리성 인산가수분해효소 분석으로 NF-&kappa를 간접적으로 측정합니다. B/AP-1 활성 |
| 고분자 코팅 시약 | |||
| 클로로포름, 무수 | Sigma Aldrich | 288306-1L | |
| 에틸 알코올 무수 | 상업용 알코올 | P006EAAN | Sigma: 시약 알코올, 무수, 676829-1L |
| 스트레이트 테이퍼 파인 팁 집게 | Fisher Scientific | 16-100-113 | |
| Fluorinert FC-40 용매 | Sigma Aldrich | F9755-100ML | 용 불소화 용매 |
| (내독소 없음) | Fisher Scientific | SH30529LS | |
| 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) | Sigma Aldrich | 182230-25G | |
| Sylgard 184 엘라스토머 키트 | Fisher Scientific | 50822180 | |
| 테플론-AF(fPTFE) | Sigma Aldrich | 469610-1G | 폴리[4,5-디플루오로-2,2-비스(트리플루오로메틸)-1,3-디옥솔-코-테트라플루오로에틸렌] |
| 소모품 | |||
| 접착 플레이트 씰 | Fisher Scientific | AB-0580 | |
| Axygen 마이크로튜브, 1.5mL | Fisher Scientific | 14-222-155 | |
| 붕규산 유리 섬광 바이알, 흰색 폴리프로필렌 캡 포함 | Fisher Scientific | 03-337-4 | |
| 투명 PS 48웰 플레이트 | Fisher Scientific | 08-772-52 | |
| 투명 TCPS 96웰 플레이트 | Fisher Scientific | 08-772-2C | |
| 투명 TCPS 48웰 플레이트 | Fisher Scientific | 08-772-1C | |
| 커버 안경, 서클 | Fisher Scientific | 12-545-81 | |
| Falcon 조직 배양 처리 플라스크, T25 | Fisher Scientific | 10-126-10 | |
| 끈적끈적한 슬라이드 8 Well | Ibidi | 80828 | |
| Superfrost 현미경 슬라이드 | Fisher Scientific | 12-550-15 | |
| 조직 배양 처리 플라스크, T150 | Fisher Scientific | 08-772-48 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.