본 프로토콜은 괴사, 세포사멸 및 혈소판 활성화의 중복된 특징을 나타내는 procoagulant 혈소판을 분석하는 데 필요한 포괄적인 절차를 제공합니다.
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방법 논문
본 프로토콜은 괴사, 세포사멸 및 혈소판 활성화의 중복된 특징을 나타내는 procoagulant 혈소판을 분석하는 데 필요한 포괄적인 절차를 제공합니다.
혈류를 순환하는 혈소판은 상대적으로 정지 상태이지만 혈관 손상 부위에서 각성제 또는 "작용제"를 만나면 "활성화"됩니다. Proaggregatory and procoagulant platelets는 활성화된 혈소판의 두 가지 뚜렷한 집단을 나타냅니다. 응집 혈소판은 피브리노겐 다리를 통해 뭉쳐진 혈소판 마개를 형성하여 출혈 또는 "지혈"의 중단을 촉진하는 반면, 응고 혈소판은 응고 폭포를 극적으로 가속화하여 피브린 혈전 형성을 절정에 이릅니다. procoagulant platelets의 흥미로운 측면은 그 형태가 "괴사"와 "apoptosis"의 특정 특징을 나타낸다는 것입니다. 따라서 그들은 혈전증과 지혈에 중요한 역할을 하기는 하지만 혈소판에서 세포 사멸의 한 형태를 나타낼 수 있습니다. 이 기사에서는 procoagulant platelets의 개념, 건강 및 질병과의 관련성, 분석을 위한 기존 방법의 비교를 소개합니다. 그런 다음 응고 혈소판을 분석하고, 형성 메커니즘을 조사하고, 응고를 촉진하는 혈전적 역할을 평가하기 위한 포괄적인 프로토콜을 제공합니다. 이 문서는 설명된 방법에 대한 주요 단계, 제한 사항 및 문제 해결 원칙에 대한 설명으로 마무리됩니다.
활성화된 혈소판에는 적어도 두 개의 뚜렷한 집단이 있습니다 1,2. pro-aggregatory platelets는 높은 인테그린 활성화와 낮은 PS 노출(있는 경우)을 특징으로 합니다. 반면에, procoagulant platelets는 낮은 integrin 활성과 높은 PS 노출 1,2을 특징으로 하며, 개별 용해성 위상 인자 IXa 및 Xa보다 각각 105-10 6배 및 300000배 더 활동적인 tenase 및 prothrombinase 복합체3의 조립을 위한 표면을 제공합니다4. 따라서 Procoagulant 혈소판은 응고를 극적으로 가속화합니다. 응고성 혈소판의 흥미로운 측면은 그 형태가 미세소포화(microvesiculation), 세포골격 파괴로 인한 세포 팽창, 막 무결성 상실과 같은 "괴사(necrosis)"의 특정 특징뿐만 아니라 외부 소엽에 포스파티딜세린(phosphatidylserine)이 노출됨에 따라 막 인지질 비대칭 손실과 같은 "세포사멸(apoptosis)"의 특징과 유사하다는 것입니다 5,6. 즉, procoagulant platelet formation은 지혈에서 중요한 생리적 기능을 가지고 있음에도 불구하고 혈소판에서 세포 사멸의 한 형태를 나타낼 수 있습니다.
Procoagulant 혈소판은 혈전 장애와 유의한 관련이 있습니다. 대부분의 건강한 개인은 순환하는 procoagulant 혈소판을 가지고 있지 않지만, 정상 기증자 혈소판의 ~30%는 트롬빈 및 콜라겐과 같은 강력한 작용제에 노출된 후 생체 내에서 procoagulant 표현형을 채택합니다7. 순환하는 procoagulant 혈소판은 외상에서 보고되었으며, 이들의 형성은 히스톤 H4 8,9에 의한 활성화를 반영할 수 있습니다. 그러나 대부분의 프로혈전성 질환에서 프로응고 혈소판의 수치 증가는 체외 자극 후에만 감지됩니다10. 예를 들어, 콜라겐과 트롬빈에 의해 혈소판의 >51.1%가 응고혈소판(COATed 혈소판이라고도 함)으로 전환된 급성 뇌졸중 환자는 혈소판 형성이 적은 환자에 비해 30일 이내에 뇌졸중이 재발할 위험비가 10.72였다11. 일과성 허혈 발작과 경동맥 죽상동맥경화증 환자에서도 유사한 결과가 보고되었다12. 이와 대조적으로, 출혈 질환인 스콧 증후군(Scott syndrome)은 인지질 스크램블라제 TMEM-16F를 암호화하는 ANO6의 돌연변이로 인해 발생하며, 이로 인해 혈소판 PS 노출이 결핍됩니다13. 특발성 출혈 장애 및 두개내 출혈은 응고성 혈소판 생성 능력 저하와 관련이 있을 수 있다14.
따라서 응고제 혈소판 평가는 혈소판 활성화 및 그에 따른 혈전증 및 지혈의 메커니즘에 대한 기본 조사뿐만 아니라 다양한 병리학적 상태에서 환자의 혈전증 또는 출혈 위험에 대한 임상 분석 중에도 혈소판 기능 분석의 일부입니다. 국제혈전증 및 지혈학회(International Society on Thrombosis and Haemostasis, ISTH) 패널은 다른 혈소판 하위집단과 응고체를 구별하기 위해 유세포분석에 의한 Annexin V binding 및 P-selectin 발현의 사용을 권장했다15. 이 기사는 또한 procoagulant 및 apoptotic 혈소판을 분석하는 데 사용할 수 있는 다양한 방법에 대해 논의하지만 그 과정을 자세히 설명하기에는 부족합니다. 이러한 방법에는 (1) PAC1/JonA 또는 피브리노겐 결합(유세포 분석)에 의한 혈소판 활성화 검출; (2) P-selectin 발현에 의한 알파 과립 분비 (유세포 분석); (3) Annexin V/lactadherin 결합에 의한 PS 노출(유세포 분석); (4) GSAO 라벨링에 의한 멤브레인 무결성 손실(유세포 분석); (5) 풍선 (현미경)과 같은 형태 학적 변화; (6) Caspase Assay(Immunoblotting/Luminometry/Flow Cytometry)에 의한 Caspase 활성화 검출 또는 세포골격 기질 Gelsolin의 분해(Immunoblotting); (7) JC-1/Mitotracker와 같은 미토콘드리아 전위에 민감한 염료에 의한 미토콘드리아 막 전위의 손실(유세포 분석); (8) 미토콘드리아 고유 세포사멸 마커 Bax, Bak 및 시토크롬 c 방출(면역블로팅); (9) 트롬빈 생성 분석 및 응고 인자 Xa/Va 결합에 의한 procoagulant function (유세포 분석, 현미경 검사); (10) 형광 칼슘에 민감한 염료 (유세포 분석, 형광 측정, 현미경 검사)에 의한 세포질 및 미토콘드리아 칼슘 상승.
본 연구는 procoagulant platelets의 분석을 위한 포괄적인 프로토콜과 proaggregatory 및 apoptotic platelets와 구별하기 위한 포괄적인 프로토콜을 탐구합니다. 설명된 대부분의 절차는 (1) 쉽게 구할 수 있고 사용하기 쉽고, (2) 적은 시료 부피가 필요하며, (3) 혈소판의 여러 하위 모집단(proaggregatory, procoagulant 및 apoptotic)을 동시에 검출할 수 있는 이점이 있는 유세포 분석에 의존합니다15. 이러한 유세포 분석 기반 프로토콜은 응고 인자 결합 및 응고 기반 트롬빈 생성 분석을 기반으로 하는 procoagulant 활성의 기능적 분석으로 보완됩니다.
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인간 참가자는 헬싱키 선언에서 정한 표준을 준수하는 모든 연구 방법론을 사용하여 Cleveland Clinic Lerner Research Institute의 기관 검토 위원회의 권장 사항 및 승인에 따라 서면 동의서를 얻은 후 말초 정맥혈 샘플링을 위해 연구에 모집되었습니다. 18세 이상의 건강한 성인 참가자가 포함되었으며, 18세 미만, 지난 6개월 동안 혈전증 발병 병력이 있는 개인, 알코올 중독 또는 약물 남용 병력이 있는 사람, 지난 4주 동안 항혈소판제 또는 항응고제를 사용한 참가자는 제외되었습니다. 프로토콜에 사용된 재료 및 시약에 대한 자세한 설명은 Table of Materials에서 확인할 수 있습니다.
1. 혈소판 준비
2. 유세포 분석에 의한 procoagulant platelets 분석
3. 유세포 분석에 의한 미토콘드리아 칼슘 분석
4. 유세포 분석에 의한 미토콘드리아 막 전위 분석
5. 유세포 분석에 의한 caspase 3 및 caspase 8 활성 분석
6. 유세포 분석에 의한 프로트롬빈 결합 분석
7. 컨포칼 현미경에 의한 프로트롬빈 결합 분석
8. 혈전 기반 혈소판 인지질 의존성 트롬빈 생성 분석
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활성화된 혈소판의 일부는 포스파티딜세린(PS)과 P-셀렉틴의 표면 발현이 특징적으로 증가하면서 "응고제"로 변하는데, 이는 PS 노출에만 양성인 "자가사멸" 혈소판 및 P-셀렉틴 발현에 대해 양성인 "증식" 혈소판과 구별됩니다. 우리는 트롬빈이 FITC-anti-CD62P 항체 및 PE-Annexin V의 결합에 의해 검출된 P-selectin 및 PS 발현 모두에 대해 양성인 procoagulant 혈소판의 비율을 용량 의존적 증가를 유도한다는 것을 발견했습니다(그림 2). procoagulant platelets의 생성은 작용제에 의해 유도된 cytosolic calcium 상승에 따라 내부 미토콘드리아 막을 가로지르는 전기화학적 구배를 따라 미토콘드리아 칼슘 유입18,19 및 그에 따른 cyclophilin D (CypD) 의존성 미토콘드리아 투과성 전이 공극 (mP...
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응고혈소판은 자극 시 세포내 칼슘의 현저하고 지속적인 증가를 보여주지만(26), 이는 다른 기전을 통해 유도될 수 있다. 그들은 작용제에 의해 유도된 세포질 칼슘 상승에 따라 내부 미토콘드리아 막을 가로지르는 전기화학적 구배를 따라 가장 두드러지게 미토콘드리아 칼슘 유입18,19를 포함하여 별개의 매개체를 통해 콜라겐과 트롬빈을 사용한 강력한 작용제 자극에 의해 생성됩니다. 미토콘드리아 칼슘이 특정 임계값에 도달하면 cyclophilin D(CypD) 의존적 방식으로 미토콘드리아 투과성 전이 공극(mPTP) 형성을 활성화합니다20. 미토콘드리아가 칼슘으로 투과되어 더 이상 세포질 칼슘의 흡수원 역할을 할 수 없을 때, mPTP 형성 후 초극대 칼슘 신호가 관찰됩니다
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저자는 공개할 경쟁 이해관계가 없습니다.
Paresh P. Kulkarni와 Keith R. McCrae는 각각 VeloSano, Cleveland Clinic Foundation에서 자금을 지원하는 펠로우 및 파일럿 보조금 상을 인정합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
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| 산성 시트레이트 덱스트로오스 (ACD) 용액 (1000 mL용) | Tri- 나트륨 시트레이트- 22 g 구연산- 8 g 포도당- 24.5 g 물- 최대 용량은 1000 mL입니다 | ||
| Alexa Fluor 488 단백질 라벨링 키트 | Invitrogen | A10235 | |
| APC 마우스 Anti-Human CD62P | BD Pharmingen | 550888 | |
| 소 프로트롬빈 | Prolytix | BCP-1010 | |
| 버퍼 A (혈소판 준비) | M.W Conc. 1X에서 100 mL 10X 용액 Hepes 238.30 20 미디엄 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7.83 g KCl 74.55 2.9 밀리미터 216.19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203.30 mg NaH2PO4 156.01 0.34 제곱미터 53.04 mg NaHCO3 84 01 12 미디미터 pH를 6.2 로 조정한 후 1.01 g 물을 100 mL로 추출하고, 혈소판 준비 직전에 Milli Q 물로 10X 용액을 1:10(v/v)로 희석하여 다음을 보충해야 하는 1X 용액을 얻습니다 Conc. 1X에서 1 ml 1X 용액 EGTA 1 밀리미터; 10 추가 μ L (1:100 v/v) 100 mM EGTA 포도당 5 밀리미터; 5 추가 μ L (1:200 v/v) 1 M 포도당 PGE1 3 &뮤; 미디엄 3 추가 μ L (1:333 v/v) 1 mM PGE1 용액 | ||
| 버퍼 B (혈소판 제제) | M.W Conc. 1X에서 100 mL 10X 용액 Hepes 238.30 20 미디엄 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7.83 g KCl 74.55 2.9 밀리미터 216.19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203.30 mg NaH2PO4 156.01 0.34 제곱미터 53.04 mg NaHCO3 84 01 12 미디미터 pH를 7.4 로 조정한 후 1.01 g 물을 100 mL에 넣고 혈소판 준비 직전에 Milli Q 물로 10X 용액을 1:10 (v/v)로 희석하여 다음을 보충해야 하는 1X 용액을 얻습니다 Conc. 1X에서 1 ml 1X 용액 포도당 5 밀리미터; 5 추가 μ L (1:200 v/v) 1 M 포도당 | ||
| CaCl2 (0.5 M) (50 ml의 경우) | CaCl2.2H2O의 분자량 = 147.02 50 ml Milli Q 물에 CaCl2.2H2O 3.675 g을 용해 CellEvent | ||
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| EDTA (0.5 M; pH 8) (100 mL 용) | EDTA Na2.2H2 O의 분자량 : 372.24g 18.612g의 무게를 측정하고 50ml Milli Q 물에 현탁시키고 pH (pH ~ 4) 를 확인하고 교반하면서 10N NaOH를 천천히 첨가하고 pH. 를 모니터링합니다. EDTA는 pH 7 부근에서 용해를 시작하고 pH 8. 에서 완전히 용해됩니다. Milli Q 물로 100ml로 부피를 구성합니다. | ||
| EGTA (100 mM; pH 7.4) (100 mL의 경우) | 분자량 : 380.4 3.804 ml Milli Q 물에 50 g EGTA를 넣고 pH (pH ~ 3) 확인 교반하면서 10 N NaOH를 적> 첨가 및 pH <7.0에서 < EGTA가 용해되는 pH 7.0 (대략) (약) br / >로 pH를 7.4 로 조정 Milli Q 물로 | ||
| 100ml로 부피를 구성합니다.FITC Mouse Anti-Human PAC-1 | BD | 340507 | |
| FITC-IETD-FMK Caspase 8 (active) staining kit | Abcam | ab65614 | |
| Mitotracker Red CMXRos (mitochindria labeling dye) | Invitrogen | M7512 | Stock= 1 mM (50 µ g는 90 µ에 용해됩니다. l DMSO) 하위 재고= 100 &마이크로; M (10 &마이크로; l 재고 + 90 µ l DMSO) 작업 농도= 500nM (0.5 &마이크로; 100 µ에 있는 l; l) |
| PE Annexin V | BD Pharmingen | 560930 | |
| 프로스타글란딘 E1 | 시그마 | P5515 | 스톡= 20 mM (141 µ에 용해된 1 mg; L DMSO) 하위 재고= 1 mM (10 µ l 재고 + 190 µ L DMSO) 작업 농도= 3 &마이크로; M (3 &마이크로; L in 1 mL) |
| Rhod-2 AM | Invitrogen | R1244 | 스톡= 5 mM (178 µ에 용해된 1 mg; L DMSO) 하위 재고= 100 &마이크로; M (10 &마이크로; L 주식 + 90 µ L DMSO) 작업 농도= 500 nM (0.5 &마이크로; L 100 &마이크로; L) |
| 인간 플라즈마 | Sigma | T7572 |
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