혈소판에 대한 다색 유세포 분석은 고전적인 혈소판 하위 집단 내에서 휴지 혈소판, 응집성 혈소판, 단백질 응고제 및 자가사멸성 혈소판과 같은 새로운 혈소판 하위 유형을 식별할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 혈소판 작용제에 의해 유도된 다양한 하위 집단 패턴을 비교할 수 있습니다. 여기에서는 multi-color 유세포 분석 패널을 설정하는 절차를 자세히 설명합니다.
방법 논문
혈소판에 대한 다색 유세포 분석은 고전적인 혈소판 하위 집단 내에서 휴지 혈소판, 응집성 혈소판, 단백질 응고제 및 자가사멸성 혈소판과 같은 새로운 혈소판 하위 유형을 식별할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 혈소판 작용제에 의해 유도된 다양한 하위 집단 패턴을 비교할 수 있습니다. 여기에서는 multi-color 유세포 분석 패널을 설정하는 절차를 자세히 설명합니다.
혈소판 또는 혈소판은 지혈과 혈전증에 중요한 역할을 하는 작은 핵 혈액 세포입니다. 혈소판 기능의 결함은 심혈관 질환 환자에서 출혈 또는 혈전성 사건을 유발할 수 있습니다. 그러므로, 혈소판 기능(platelet function)에 혈소판 하위모집단(platelet subpopulation)을 할당할 수 있도록 표현형적으로 혈소판을 특성화하는 것이 중요합니다. 혈소판 작용제와 활성제를 이용한 인간 혈소판 자극은 표면 수용체 집단의 변화를 동반하여 혈소판의 형태학적, 생리학적 변화를 유도합니다. 이는 기능적으로 다양한 혈소판 하위 집단으로 이어집니다. 고전적으로 정의된 혈소판 하위 모집단은 휴지 혈소판(resting, aggregatory), 혈소판(procoagulant) 및 자가사멸성 혈소판(apoptotic platelets)입니다. 혈소판 아형에 대한 작용제의 효과를 특성화하기 위해 10가지 항체 및 염료(anti-CD62P, anti-CD63, anti-CD61, anti-CD41, anti-CD42b, anti-IntegrinαIIbβ3 (clone: PAC-1), anti-CXCR4, anti-ACKR3, Annexin V, Zombie NIR)로 구성된 다색 유세포 분석을 사용하여 분석을 구축했습니다. 분리된 인간 혈소판을 혈소판 작용제로 배양하고 특정 형광단 접합 항체 및 염료로 염색했습니다. 그 후, 유세포 분석으로 측정했습니다. 이를 통해 고전적인 4개의 하위 모집단 내에서 작용제 특이적 하위 유형을 정의할 수 있습니다. 결론적으로, 이 원고에 기술된 10색 유세포분석 패널을 구성하는 활성화 마커(anti-CD62P, anti-CD63, anti-IntegrinαIIbβ3 (클론: PAC-1)), 염증 마커(anti-CXCR4, anti-ACKR3) 및 apoptotic marker(Annexin V, Zombie NIR)의 조합은 특정 혈소판 기능과 연결될 수 있는 추가 혈소판 아형을 정의할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 이 방법은 혈소판 기능 및 생리학에 대한 기초 연구뿐만 아니라 질병 모델 및 환자 연구에서 새로운 혈소판 아형을 정의하는 데 적용할 수 있습니다.
혈소판이라고도 하는 혈소판은 지혈과 혈전증 발병에 필수적인 작고 핵이 없는 혈액 세포입니다 1,2. 다양한 혈소판 작용제에 의해 활성화될 수 있습니다. 고전적인 생리학적 혈소판 작용제는 P2Y12 및 P2Y1 수용체에 결합하는 아데노신 이인산(ADP), PAR1 및 PAR4 수용체를 통해 혈소판을 활성화하는 트롬빈, 당단백질 VI와 상호 작용하는 콜라겐입니다. 콜라겐은 체외 실험에서 콜라겐 관련 펩타이드(CRP-XL)로 대체할 수 있습니다.3,4. 최근 헤민은 C형 렉틴 유사 수용체(CLEC-2)와 당단백질 VI(GPVI)의 상호작용에 의해 혈소판 활성화를 유도하는 것으로 나타나 헤민을 새로운 내인성 혈소판 활성제/작용제로 확립했습니다 5,6. 여러 병리학적 상황이 용혈로 이어질 수 있으며, 그 결과 유리 철분 함유 헤민이 방출될 수 있습니다. 이러한 모든 혈소판 작용제는 혈소판의 표면 수용체 발현을 변경합니다. 표면 수용체와 원형질막의 변화는 혈소판 작용제의 강도와 농도에 따라 달라집니다 7,8,9. 따라서 혈소판 기능(platelet function)에 혈소판 하위 모집단(subpopulation)을 할당할 수 있도록 혈소판을 표현형적으로 특성화하는 것이 중요합니다.
유세포 분석법(flow cytometry)과 같은 고차원적 방법은 혈소판이 뚜렷한 기능을 가진 하위 집단을 형성한다는 것을 밝혀냈습니다. 하위 모집단은 서로 다른 표면 마커로 분류할 수 있습니다. 문헌에서는 두 개의 뚜렷한 혈소판 하위 집단이 존재한다는 것이 잘 알려져 있습니다: 포스파티딜세린 외재화를 특징으로 하는 procoagulant와 integrin αIIIbβ 3 을 활성화하는 응집 표현형.고전적인 활성화 마커 외에도 미토콘드리아 기능과 산화 스트레스를 감지하는 글루타티온-S-아릴옥사이드(GSAO)와 같은 형광 염료를 추가 분류에 사용할 수 있습니다(예: 대사 상태에 따른 procoagulant platelets)10. 이를 통해 벌루닝(ballooning)과 미토콘드리아 투과성 전이 공극 형성(MPTP) 전구응고제 혈소판 표현형11을 구별할 수 있습니다.
Heemskerk 등은 포스파티딜세린(PS) 노출과 인테그린 αIIbβ 3 활성을 분석하여 서로 다른 혈소판 집단이 뚜렷한 응고 단계를 조절할 수 있으며 포스파티딜세린 노출에는 트롬빈 및 콜라겐과 같은 강력한 활성제가 필요하다는 것을 보여주었습니다12. 또한, 콜라겐 또는 특정 GPVI 작용제 경련을 가진 GPVI에 의한 혈소판 활성화는 주로 부착성 procoagulant 혈소판 형성에 책임이 있습니다. 마찬가지로, 사이클로옥시게나제(cyclooxygenase)에 의해 트롬복산 A2(thromboxane A2)를 생성하여 혈소판 활성화를 유도하는 아라키돈산(arachidonic acid)은 PS 노출을 유도한다13. 그러나 아라키돈산은 트롬빈이나 콜라겐에 비해 약한 혈소판 활성화제이다14. Van Velzen 등은 또한 두 가지 개별 측정에서 혈소판 표면 항원(CD42a/b, CD36, CD41, CD61)과 활성화 마커(PAC-1, CD63, CD62P)를 평가했습니다15. 또한 van Velzen 등은 혈전증 환자의 혈액을 분석하고 건강한 환자와 질병에 걸린 환자 사이의 하위 집단을 비교할 수 있었습니다. Hindle 등은 각각 4개의 마커(PAC-1, Annexin V, CD62P, CD42b 또는 CDCD154, CD62P, CD63, CD42b)로 구성된 2개의 개별 패널을 사용하여 트롬빈 및 CRP-XL 치료 후 혈소판 하위 집단에 대한 프로스타사이클린의 영향을 측정했습니다16. 최근에는 휴지(CD42b+, PAC1-, CD62P-, Annexin V-), 응집(CD42b+, PAC1+, CD62P+, Annexin V-), 응고제(CD42b+, PAC1-, CD62P+, Annexin V+) 및 세포사멸(Cd42b-, PAC1-, CD62P-, Annexin V+) 혈소판 하위집단을 정의하기 위해 다색 유세포 분석법이 사용되었습니다 7,17. Laspa 등은 케모카인 수용체 CXCR4 및 ACKR3에 대한 항체를 추가하여 다색 유세포 분석 접근법을 확장/개선했습니다18. 사용 가능한 문헌에 따르면, 이것은 하나의 튜브에서 분리된 인간 혈소판 집단 내에서 개별 혈소판(단일 세포 수준)에서 10개의 서로 다른 항원을 검출할 수 있는 분리된 인간 혈소판을 위한 최초의 10색 유세포 분석기 패널입니다. 따라서 단일 세포의 활성화, 접착 및 응집 전위, 케모카인 수용체 및 세포사멸 전위를 동시에 측정하여 기존 하위 모집단을 더욱 구별할 수 있습니다. 따라서, 이는 4개의 주요 하위 모집단을 4개의 마커(resting, procoagulant, aggregatory, apoptotic)로 정의한 Johnson et al.을 보완합니다17. 따라서 다색 유세포 분석 분석을 확립하면 활성화 패턴 및 고전적인 혈소판 하위 집단 내에서 혈소판 아형의 형성과 관련하여 다양한 혈소판 작용제를 비교할 수 있습니다.
이 방법은 혈소판 기능 및 생리학 분석에 관한 기본 연구에 사용할 수 있습니다. 또한, 인간 혈소판에 대해 확립된 다색 유세포 분석 분석은 심혈관 질환 및 혈전성 질환 연구와 같은 환자 연구에서 얻은 혈소판으로 수행하여 이러한 질병에 의해 유도된 혈소판 하위 집단과 이러한 유도된 표현형에 대한 치료의 효과를 해독할 수 있습니다. 예를 들어, Mueller 등은 대동맥 협착증 환자에서 혈소판 하위 집단이 다를 수 있음을 보여주었습니다19. 얻은 지식은 제약 개입에 대한 새로운 기회를 제공할 수 있습니다.
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연구 목적의 혈액 채취 및 취급은 에버하르트 칼스 대학(Eberhard Karls University)과 튀빙겐 대학병원(University Hospital of Tübingen)의 윤리 위원회(윤리 투표 238/2018B02)의 승인을 받았으며, 연구 방법론은 헬싱키 선언에서 정한 기준을 따랐습니다. 건강한 헌혈자들은 채혈에 대해 충분한 정보를 바탕으로 동의서를 제출했습니다. 건강한 기증자의 기준 특성은 표 1에 나열되어 있습니다. 그림 1 은 유세포 분석 프로토콜에 대한 개요를 제공합니다.
1. 전혈에서 인간 혈소판의 분리
참고: 혈소판을 분리하기 위한 표준화된 방법을 보장하기 위해 검체 채취, 지혈대 및 항응고제 선택과 관련하여 ISTH 지침을 따랐습니다20.
2. 유세포 분석을 위한 항체의 선택 및 적정
3. 유세포 분석을 위한 염색
참고: 4가지 다른 혈소판 활성제(CRP-XL, ADP, 트롬빈, 헤민)를 사용한 염색 예는 표 4 를 참조하십시오.
4. 보상 설정 및 형광 마이너스 원 컨트롤(FMO) 측정
참고: 데이터를 기록하기 전에 보정 설정을 실행하십시오. 유세포 분석기는 보상 설정을 자동으로 계산합니다. 특정 보상 절차에 대해서는 유세포 분석기의 일반적인 설명서를 참조하십시오. 그럼에도 불구하고 보상 제어는 셀 또는 비드와 함께 사용하십시오.
5. 데이터 분석
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multi-color 유세포 분석 패널에서 수집한 원시 데이터를 분석하기 위한 두 가지 옵션이 있습니다. 한 가지 옵션은 분석 소프트웨어를 사용하여 수동으로 분석하는 것입니다(그림 3 및 그림 4). 따라서 원시 데이터를 소프트웨어 창으로 끌어다 놓아야 합니다. 먼저, 산점도 표시 모드에서 SSC/FSC 척도를 조정하여 혈소판 집단을 별개의 포인트 클라우드로 표시하여 세포를 찾아야 합니다. 그런 다음, 디스플레이를 히스토그램 모드로 전환하고 처리되지 않은 파이크와 치료 파이크 사이의 임계값을 설정하거나 산점도 디스플레이를 사용하고 FMO에 의해 결정된 게이트를 정의함으로써 처리되지 않은 샘플과 처리된 샘플을 사용하여 각 마커에 대한 양성 세포를 정의할 수 있습니다.
혈소판 개체군의 명확한 변화는 점도표에서 볼 수 있습니다(그림 4A
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Multi-color 유세포 분석을 통해 불연속 기능 12,17,18과 관련된 별개의 혈소판 클러스터/하위 모집단을 정의할 수 있습니다. subpopulations와 receptor surface 발현의 결과에 결정적인 영향을 미치는 것은 분리된 human platelets의 품질입니다. 따라서 제시된 프로토콜의 핵심 단계 중 하나는 혈소판을 준비하는 것입니다. 다른 작용제(agonist)로 검체를 처리하기 전에 활성화를 피하기 위해 부드럽게 분리해야 합니다. 다른 질병을 비교하기 위해 이 방법을 시행하는 경우에도 질병으로 인한 것이 아니고 결과에 영향을 미칠 수 있는 혈소판 활성화를 피하기 위해 환자로부터 혈액을 천천히 빼내는 것이 중요합니다.
10색 ...
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이 프로젝트는 독일 연구 재단(DFG) - 프로젝트 번호 335549539 - GRK 2381의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 10x 바인딩 버퍼 | Invitrogen, Carlsbad, California, USA | 88-8103-74 | 완충액 |
| 아데노신 이인산염(ADP) | Probe & go Labordiagnostica GmbH Lemgo, Germany | 70212 | 혈소판 작용제 |
| Annexin V PE-Cyanine7 | Invitrogen, Carlsbad, California, USA | 88-8103-74 | dye |
| 항-CD41 AF 700 | BioLegend, San Diego, CA, USA | 303728 | 항체 |
| 항-CD41 Alexa Fluor 700 | BioLegend, San Diego, CA, USA | 303727 | 항체 |
| 항-CD42b PerCP/시아닌 5.5 | BioLegend, San Diego, CA, USA | 303918 | 항체 |
| 항-CD61 BV605 | BD Bioscience Franklin Lakes, NJ, USA | 744382 | 항체 |
| 항-CD62P PE | Beckman Coulter, Brea, California, USA | IM1759U | 항체 |
| 항-CD63 PE/Cy5 | Abcam, Cambrigde, UK | ab 234251 | 항체 |
| 항-CXCR4 BV650 | BD Bioscience Franklin Lakes, NJ, USA | 740599 | 항체 |
| 안티 CXCR7 BV421 | BD Bioscience 프랭클린 레이크스, 뉴저지, 미국 | 566234 | 항체 |
| 항-PAC-1 FITC | BD Bioscience Franklin Lakes, NJ, USA | 340507 | 항체 |
| 소 혈청 알부민(BSA) | Applichem, 다름슈타트, 독일 | A1391 | - |
| 시트릿산 | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | 6490.1-CRP-XL | |
| CambCol Laboratories, Ely, UK | CRP-XL | 혈소판 작용제 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich Co., St. Louis, Missouri, USA | G7528-Dubecco | |
| ' s 인산염 완충 식염수(PBS) | Sigma Aldrich Co, 미국 미주리주 세인트루이스 | D8537-Hemin | |
| Sigma Aldrich Co., 미국 미주리주 세인트루이스 | H9039-10G | 혈소판 작용제 | |
| HEPES | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | 9105.3 | - |
| 염화칼륨 | Carl Roth, Karlsruhe, Germany | 6781.3 | - |
| 염화나트륨 | Carl Roth, 카를스루에, 독일 | 3957.1 | - |
| 탄산수소나트륨 | Sigma Aldrich Co, 미국 미주리주 세인트루이스 | ||
| 401676-Thrombin | 로슈 | 10602400001 | 혈소판 작용제 |
| 트리-구연산나트륨-디하이드레이트 | Applichem, Darmstadt, Germany | ||
| 1416551211-Zombie NIR | BioLegend, San Diego, CA, USA | 423105 | 아민 반응성 염료 |
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