이 방법의 목적은 적혈구 CR1 밀도가 알려진 세 명의 피험체와 비교하여 임의의 적혈구에서 CR1 밀도를 결정하는 것입니다. 이 방법은 피코에리트린(PE)을 사용하여 증폭된 시스템에 결합된 항 CR1 단일클론 항체에 의한 피험자의 적혈구의 면역 염색 후 유세포분석을 사용한다.
CR1 (CD35, C3b/C4b를 위한 보체 수용체 타입 1)은 약 200 kDa의 고분자량 막 당단백질로, 활성화를 보완하고 면역 복합체를 운반하며 체액 및 세포 면역 반응에 참여합니다. CR1은 적혈구를 포함한 많은 세포 유형의 표면에 존재하며, 길이, 구조(Knops, 또는 KN, 혈액형) 및 밀도에서 다형성을 나타낸다. 적혈구 당 CR1의 평균 밀도 (CR1/E) 적혈구 당 500 분자입니다. 이 밀도는 한 개인에서 다른 (100-1,200 CR1/E)와 같은 개인의 적혈구에서 다른 사람까지 다양합니다. 우리는 증폭 면역 염색 시스템의 도움으로 낮은 밀도를 발현하는 과목을 포함하여 CR1/E의 밀도를 측정하는 견고한 유량 세포 분석 방법을 제시합니다. 이 방법은 알츠하이머 병 (AD), 전신 홍반성 루푸스 (SLE), 에이즈 또는 말라리아와 같은 질병에서 CR1 적혈구 발현의 저하를 보여줄 수있게했습니다.
CR1(수용체 타입 1, CD35)은 적혈구1,B 림프구2,단핵세포, 일부 T 세포, 여포 수지상 세포3,태아 성상세포4,및 사구체 포세포5와같은 많은 세포 유형의 표면에 존재하는 200 kDa 막 막 당단백질이다. CR1은 리간드 C3b, C4b, C3bi6,,7,,88,9,제1 보체 성분의 소단위, C1q10 및 MBL(mannan-binding lectin)을 방해하여 보체 및 세포 면역 반응의 활성화를 억제한다.11
영장류에서, 인간을 포함하는 영장류에서, 적혈구 CR1은 간 및 비장으로 면역 복합체의 수송에 관여하며, 혈액을 정화하고 피부 또는 신장과 같은 취약한 조직에 그들의 축적을방지12,,13,,14. 면역 복합체와 적혈구 사이의 면역 접착의 이러한 현상은 CR1분자(15)의수에 따라 달라지다. 인간에서, CR1/E의 평균 밀도는 단지 500 (즉, 적혈구 당 CR1의 500 분자)입니다. 이 밀도는 한 개인에서 다른 (100-1,200 CR1/E)와 같은 개인의 적혈구에서 다른 사람까지 다양합니다. “null” 표현형의 일부 개인은 20 CR1/E16보다 적게 표현합니다.
CR1/E의 밀도는 CR1*117,,18에대한 코딩 유전자의 인트론 27에서 점 돌연변이에 연결된 2개의 공동 지배적인 상염색체 대두에 의해 조절된다. 이 돌연변이는 HindIII 효소에 대한 추가적인 제한 부위를 생성한다. 이 경우 HindIII로 소화한 후 얻어진 제한 단편은 CR1(H: 하이 알레일)의 강한 발현에 연결된 대문자에 대해 7.4 kb이고, 낮은 CR1 발현에 연결된 대문자에 대한 6.9 kb이다(L: 저알수). 이 링크는 백인과 아시아인에서 발견되지만 아프리카 혈통의 사람들에서는 발견되지 않습니다19.
적혈구 CR1의 발현 수준은 또한 엑소13 인코딩 SCR 10(I643T) 및 엑소온 19 인코딩 SCR16(Q981H)에서 점 뉴클레오티드 돌연변이의 존재와 상관된다. 그것은 동형 접합 643I / 981Q에서 높고 동형 접합 643T / 981H 개인20에서낮습니다. 따라서, “낮은” 개별은 약 150 CR1/E를 표현하고, “매체” 개별은 약 500 CR1/E를 표현하고, “높은” 개별은 약 1,000 CR1/E를 표현합니다.
이 적혈구 밀도 다형성 이외에, CR1은 서로 다른 크기의 네 개의 allotype에 해당하는 길이 다형성을 특징으로합니다 : CR1 * 1 (190 kDa), CR1 * 2 (220 kDa), CR1 * 3 (160 kDa), CR1 * 4 (250 kDa) 및 항원 다형성21 및 항원 다형성21.
우리는 CR1/E의 밀도를 결정하기 위해 유동 세포측정법을 기반으로 하는 방법을 제시합니다. CR1/E 밀도가 알려진 3명의 피험자를 사용하여 저밀도 수준(180 CR1/E), 중간 밀도 수준(646 CR1/E), 고밀도 수준(966 CR1/E)을 발현하여, 면역항혈투모 또는 RBC-CR1 을 이용한 적혈구 또는 적혈구(RBC) 또는 RBC MFI의 평균 형광 강도(MFI)를 측정하기 가 용이하다. 그런 다음 CR1/E 밀도의 함수로 MFI를 나타내는 표준 선을 플롯할 수 있습니다. CR1/E 밀도가 알려지지 않은 피험자의 MFI를 측정하여 이 표준 선과 비교하여 개인의 CR1/E 밀도를 결정할 수 있습니다. 이 기술은 실험실에서 수년 동안 사용되어 왔으며, 전신 성 홍반성 루푸스 (SLE)23,후천성 면역 결핍 증후군 (AIDS)24,말라리아25,최근 알츠하이머 병 (AD)26, 27과같은 많은 병리학에서 적혈구 CR1의 발현 감소를 검출 할 수있게되었습니다.26, 항혈전성약물(28)의 경우와 같이 적혈구와 결합하여 CR1을 표적으로 하는 약물의 개발은 CR1/E 밀도의 평가, 및 CR1을 정량화하는 견고한 기술의 가용성을 필요로 한다.
제시된 프로토콜은 싱글리케이트에서 실행됩니다. 상업적으로 이용 가능한 96개의 웰 플레이트를 사용하는 많은 개인에 대한 CR1/E의 밀도를 결정하는 데 적합합니다(재료 표참조). 이를 위해 96 웰 플레이트에 당사의 방법을 쉽게 조정할 수 있습니다. 각 견본을 위해, 적혈구의 세포 현탁액 (0.5 x 106 -10 06 적혈구)는 잘 당 분포됩니다. 각 우물을 위해, 첫째로 1 차적인 반대로 CR1 항체가 추가되고, 그 다음 streptavidin PE, 이차 항 스트렙타비딘 항체, 그리고 다시 스트렙타비딘 PE, 우리의 방법의 것과 동일한 희석을 사용하여, 그러나 양을 적응하고 비례를 존중해서.
CR1에 대해 정량화될 범위의 피험자 및 피험자의 혈액 샘플을 동시에 그려서 4 °C에서 냉장고에 보관하고 4 °C (얼음 및 / 또는 냉장고에서)에서 처리해야합니다.
인간의 혈액 수집 및 취급을 위한 프로토콜은 지역 윤리 위원회 (CPP Est II)에 의해 검토되고 승인되었으며, 프로토콜 번호는 2011-A00594-37입니다. 다음 의정서는 인간의 혈액 의학적 처리를 설명하기 때문에 생체 유해 물질 의 폐기에 대한 제도적 지침을 따라야 합니다. 실험실 코트와 장갑과 같은 실험실 안전 장비는 착용해야 합니다.
1. 적혈구 세척
참고: 취급 전날, 소 혈청 알부민(BSA)의 0.15%를 함유한 인산염 완충식염수(PBS)를 함유한 PBS-BSA 완충액을 준비하고 4°C의 냉장고에 놓습니다. 이 버퍼는 세척 버퍼 및 희석 버퍼로 사용됩니다.
2. 적혈구 희석
3. 적혈구 면역 염색
4. 면역 염색 적혈구 고정
5. 염색된 적혈구의 유세포 분석
참고: 세포측정기(재료 표참조)에 대한 작업자 설명서를 참조하여 세포측정 판독값을 수행하는 방법을 아는 것이 좋습니다. 아래 제안된 파라미터는 사용되는 계측기에 적용되며 각 세포계에 최적화되어야 합니다.
6. 적혈구 CR1의 밀도의 결정
적혈구 CR1 (CR1/E)의 밀도를 결정하기 위해 몇 가지 기술을 사용할 수 있습니다. 사용된 첫번째 기술은 항 CR1항체(31)에 의한 적혈구의 응집 및 C3b32로코팅된 적혈구의 존재 에 있는 장미의 대형이었습니다. 이러한 기초적인 기술은 방사성 표지된 항 CR1 항체1,,33을사용하여 면역 염색 방법으로 빠르게 대체되었다. 또한 효소 연계 면역흡착제 분석(ELISA)34에의해 막 추출물에서 CR1의 농도를 측정할 수도 있다. 정확하지만 이러한 기술은 CR1/E 밀도의 평균 값만 제공합니다. 전체 적혈구 집단에 대한 CR1/E 밀도의 분포는 면역 염색 후 유동 세포 측정 분석에 의해서만 사용할 수 있습니다. 이 기술은 CR1/E의 밀도가 낮기 때문에 어렵습니다. 그럼에도 불구하고, 증폭 방법은 이제 CR1 /E30의밀도를 쉽게 측정 할 수 있게합니다.
여기서, 우리는 면역 염색 된 세포의 형광 신호의 증폭에 기초하여 유세포측정에 의해 CR1/E를 정량화하는 방법을 제시한다. 증폭 시스템은 생체 면역화된 항 CR1 단일클론 항체 J3D3를 사용하여 염색의 4개의 연속적인 층을 관련시킵니다; 피코에리트린-스트렙타비딘; 생체용 염소 항 스트렙타비딘 항체; 그리고 다시 피코에리트린 – 스트렙타비딘. J3D3는 CR135에서3개의 항원 부위를 인식하지만 동시에 하나 도 는 없습니다. 생체 질화 염소 항 스트렙타비딘 항체는 스트렙타비딘에 다중 에피토프를 인식하고 비오틴 스트렙타비딘 단독보다 두 스트렙타비딘 층 사이의 더 나은 다리를 제공하는 폴리클론 항체입니다. 이 과정은 또한 phycoerythrin36의 높은 형광 수율 및 스트렙타비딘(37)의비특이적 결합의 낮은 수준에서 유익합니다. 이러한 강력한 증폭 신호로, 세포계 광증선튜브의 낮은 설정은 완벽한 선형성을 가능하게 합니다. 우수한 감도와 재현성을 특징으로하는이 방법은 100 CR1 / 셀 미만의 검출을 가능하게합니다.
그러나, 이 방법은 적혈구 CR1의 밀도가 알려진 세 명의 피험자로부터 의 표본을 필요로 합니다: 적혈구 CR1의 낮은 수준을 발현하는 한 피험자(180 CR1/E), 적혈구 CR1(646 CR1/E)의 중간 수준을 발현하는 한 피험자 및 높은 수준의 적혈구 CR1(966 CR1)을 발현하는 한 피험자. 그것은 여러 개인의 적혈구 CR1 밀도의 첫 번째 측정을 취할 수 있습니다, 처음에 우리가 제공 할 수있는 우리의 연구에 사용되는 세 과목에서 적혈구를 사용하여. CR1에 대해 정량화될 범위 및 피험자의 혈액 샘플을 동시에 그려서 4°C에서 냉장고에 보관하고 4°C38에서처리해야 합니다. EDTA 튜브에 그려진 혈액은 쉽게 라우팅 할 수 있으며 4 °C에서 5 일 동안 보관 할 수 있으므로 적혈구 CR1의 정량화 시간이 허용됩니다. 그 후, 적혈구 CR1의 밀도가 감소하기 시작하고, 표준 CR1 곡선의 붕괴가, 특히 높은 수준의 적혈구 CR1을 발현하는 피험체에 대응하는 지점에서 있다. 결과 회귀 선이 왜곡되므로 CR1 밀도측정값이 더 이상 정확하지 않습니다. 시험관 내 저장, 취급 조건 및 다층 염색은 CR1의 군집화 및 CR1 분자의 수의 약간의 과대 평가로 이어진다는 점에 유의해야 한다. 그럼에도 불구하고, 증폭 시스템과 함께 J3D3와 같은 3개의 에피토프를 표적화하는 항 CR1 항체를 사용하면 클러스터링을 완벽하게 수행할 수 있어 CR1 밀도39의정확한 측정이 가능합니다.
사실, CR1/E의 밀도는 적혈구40의수명 동안 감소합니다. 이것은 동일한 개별에 있는 CR1/E의 밀도의 이질성을 설명할 것입니다. 일부 저자에 따르면, CR1의 이화 작용의 강도는 CR1 / E41의초기 밀도와 상관관계가 없는 반면, 다른 저자의 경우 초기 밀도가 높을수록 이화작용의 강도가 42가커집니다. 적혈구의 표면에 CR1의 반감기는 11-32 일42입니다.
여기에 제시된 방법에는 몇 가지 장점이 있습니다. 첫 번째는 유세포측정덕분에 동일한 혈액 샘플 내에서 연구되는 세포 소집단을 선택할 수 있어야 한다. 게이트 기능을 사용하여 적혈구 모집단을 선택하면 적혈구 밀도의 측정이 독점적으로 보장됩니다. 백혈구와 같은 다른 세포 소집단의 존재에 기인한 적혈구 CR1의 측정에 있는 편견은 피할 수 있습니다. 이 방법의 두 번째 장점은 단순히 연구 할 수용체의 에피토프에 대해 특별히 지시 항체로 기본 안티 CR1 항체를 대체하여 밀도가 낮은 다른 세포 수용체의 정량화에 적응할 수 있다는 것입니다. 또한 튜브 랙 대신 96 개의 웰 플레이트를 사용하는 데 적응할 수 있으며, 이는 낮은 혈액 및 시약 볼륨25,38을필요로합니다. 이 방법의 세 번째 장점은 유연하다는 것입니다. CR1의 매우 높은 밀도를 가진 세포에 관한 연구에서, 예를 들어, 인간 림프구 (10,000 CR1 / 세포), 또는 CR1 밀도가 인간 (10,000-100,000 CR1 / 세포)보다 10-100 배 더 큰 비 인간 영장류 적혈구 (10,000-100,000 CR1 / 세포)43,,44, 44,수의 층을 감소시킬 수 있습니다. 생체면역항CR1 단클론 항체, 피코리트린-스트렙타비딘 또는 생체면역항CR1 단일클론 항체, 생체면역항마우스 항체 및 피코리스린-스트렙타비딘만을 사용하여 형광 수준을 CR1의 높은 밀도로 조정합니다. 이 방법의 네 번째 장점은 고정 또는 냉동 적혈구에 사용될 수 있다는 것입니다, 혈액 샘플을 유세포 측정을위한 시설이 부족한 지역에서 수집 할 수 있도록하고 CR138의나중에 정확한 정량화를 위해 저장.
더 일반적으로, 새로운 밝은 불소화와 함께, 그것은 더 이상 간접 증폭 의 시스템을 사용하는 필수 보인다. 게다가, 세포 수용체의 밀도를 평가하고 측정 단위 (즉, ABC, 또는 항체 결합 용량)로 정량화할 수 있게 하는 유세포 측정법을 사용하는 다른 방법이 있다. 세포 당 ABC는 또한 항체및 보정된 비드의 포화 농도를 사용하여 결정될 수 있다. 여러 상용 시스템을 사용할 수 있습니다. 몇몇 키트는 비드 당 PE 결합과 같은 불소 화 분자의 알려진 수준을 포함하는 미리 보정된 표준 구슬입니다. 개별 환자 표본과 동일한 계기 설정에서 같은 날 유동 세포계에서 획득한 비드는 비드의 알려진 PE 함량과 형광의 기하학적 평균을 비교하는 표준 곡선을 그릴 수 있게 합니다. 회귀 분석, 경사, 절편 및 상관 계수가 결정되고, ABC 값은 표준 곡선45,,46을사용하여 셀의 측정된 기하학적 평균 형광으로부터 계산됩니다.
비드 시험의 추가 유형은 단편(Fc)의 결정화 가능한 부분을 통해 특정 항체 결합 용량 수준을 가진 비드에 공액화된 항체의 결합에 기초한다. 비드는 항원 밀도가 측정될 세포를 표지하는 데 사용되는 동일한 항체로 표지됩니다. 따라서, 단일 실험에서, 임의의 공액항체는 동일한 형광부/단백질 비(F/P 비)를 가진 동일한 배치로서 비드 및세포(47)모두를 염색하는데 사용된다. 일부 키트는 간접 면역형광분석실험(48,,49)을이용한 유세포측정에 의한 세포 표면 항원의 정량적 측정에 더 낫다.
결론적으로, 우리의 방법은 매우 민감한 검출을 제공하고 일반 유세포 분석 물질에 구현하기 쉬운 장점이 있다.
The authors have nothing to disclose.
1000E Barrier Tip | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 2079E | sample pipetting |
1-100 µL Bevelled, filter tip | Starlab GmbH, D-22926 Ahrenburg, Germany | S1120-1840 | sample pipetting |
Biotinylated anti-CR1 monoclonal antibody (J3D3) | Home production of non-commercial monoclonal antibody, courtesy of Dr J. Cook | immunostaining | |
Blouse | protection | ||
Bovin serum albumin (7,5%) | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 15260037 | cytometry |
Centrifuge | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 11176917 | centrifugation |
Clean Solution | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 340345 | cytometry |
Comorack-96 | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 944060P | rack |
Cytometer Setup & Tracking Beads Kit | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 655051 | cytometry |
Formaldehyde solution 36.5 % | Sigma Aldrich, F-38070 Saint Quentin Fallavier, France | F8775-25ML | Fixation |
10 µL Graduated, filter tip | Starlab GmbH, D-22926 Ahrenburg, Germany | S1121-3810 | sample pipetting |
LSRFORTESSA Flow Cytometer | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 647788 | cytometry |
Microman Capillary Pistons | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 067494 | sample pipetting |
Micronic 1.40 mL round bottom tubes | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | MP32051 | mix |
Micropipette Microman – type M25 – | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 066379 | sample pipetting |
Phosphate buffered Saline (PBS) | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 10010031 | cytometry |
Pipette PS 325 mm, 10 mL | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 391952 | sample pipetting |
powder-free Nitrile Exam gloves | Medline Industries, Inc, Mundelein, IL 60060, USA | 486802 | sample protection |
Reference 2 pipette, 0,5-10 µL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 4920000024 | sample pipetting |
Reference 2 pipette, 20-100 µL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 4920000059 | sample pipetting |
Reference 2 pipette, 100-1000 µL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 4920000083 | sample pipetting |
Rinse Solution | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 340346 | cytometry |
Round bottom tube | Sarstedt, F-70150 Marnay, France | 55.1579 | cytometry |
Safe-Lock Tubes, 1.5 mL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 0030120086 | mix |
streptavidin R-PE | Tebu Bio, F-78612 Le Perray-en-Yvelines, France | AS-60669 | immunostaining |
Tapered Centrifuge Tubes 50 mL | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 10203001 | mix |
Vector anti streptavidin biotin | Eurobio Ingen, F-91953 Les Ulis, France | BA-0500 | immunostaining |
Vortex-Genie 2 | Scientific Industries, Inc, Bohemia, NY 111716, USA | SI-0236 | mix |