저밀도 호중구(LDN)는 여러 질병에서 크게 증가합니다. LDN은 일반적으로 세포 분류를 통해 분리됩니다. 순수하고 실행 가능한 LDN을 얻는 실용적인 방법을 제시합니다. 말초 혈액의 밀도 구배 원심분리 후 세포를 자성 마이크로비드와 함께 배양한 다음 LDN을 자기 컬럼을 통해 분리합니다.
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저밀도 호중구(LDN)는 여러 질병에서 크게 증가합니다. LDN은 일반적으로 세포 분류를 통해 분리됩니다. 순수하고 실행 가능한 LDN을 얻는 실용적인 방법을 제시합니다. 말초 혈액의 밀도 구배 원심분리 후 세포를 자성 마이크로비드와 함께 배양한 다음 LDN을 자기 컬럼을 통해 분리합니다.
선천성 면역의 중요한 백혈구인 호중구는 전통적으로 균질한 세포 집단으로 간주되어 왔습니다. 그럼에도 불구하고 최근의 증거에 따르면 호중구는 여러 하위 집단에 존재합니다. 그러한 하위 집단 중 하나는 저밀도 호중구(LDN)입니다. LDN은 건강한 사람의 혈액에서 소량으로 발견되지만 전신성 홍반성 루푸스, 자가면역 질환, 암 및 감염과 같은 질병에서는 그 수가 크게 증가합니다. 이러한 경우 LDN은 질병의 발병기에 참여할 수 있습니다. LDN을 분리하는 유일한 방법은 말초 혈액의 밀도-구배 원심분리를 통해서입니다. 그러나 원심분리 후 LDN은 단핵 세포와 공동 정제됩니다. 따라서 이 호중구 하위 집단을 연구하는 것은 어렵습니다. LDN을 단핵 세포에서 분리하는 표준 방법론은 없습니다. 일반적으로 LDN은 유세포 분석기에서 세포 분류에 의해 분리됩니다. 그러나 이 방법은 추가 기능 연구를 위해 충분한 순수 세포를 얻기 위해 긴 분류 시간(시간)이 필요합니다. 이는 세포의 생존력과 기능에 심각한 영향을 미칩니다. 여기에서는 단시간에 많은 수의 순수하고 생존 가능한 LDN을 얻을 수 있는 실용적인 방법을 제안합니다. 밀도 구배 원심분리 후, 단핵 세포 분획을 항-CD66b 자성 마이크로비드와 함께 배양한 다음 LDN을 < 30분 안에 자기 컬럼을 통해 분리합니다. 정제된 LDN(CD66b+ 세포)은 CD10, CD11b, CD14, CD15, CD16b, CD33, CD62L, CD66b 및 CD98에 대한 단클론 항체로 표지되고 확인을 위해 유세포 분석법으로 분석됩니다. 정제된 LDN은 활성 산소종을 생성하고 호중구 세포외 트랩을 형성하는 능력으로 표시되는 바와 같이 완전히 기능합니다. 이 새로운 정제 방법은 단기간에 고순도(90% 이상)와 생존율(96% 이상)을 가진 LDN을 생성합니다. 이 방법은 생화학적 또는 기타 오믹스 분석을 통해 다양한 질병에서 LDN 기능을 평가하기 위해 많은 수의 순수 LDN을 얻기 위해 쉽게 확장할 수 있습니다.
인간혈액에서 우세한 백혈구인 호중구1는 선천성 면역 체계의 주요 참여자입니다. 그들은 염증이나 감염이 있는 조직에 대량으로 도착합니다2. 그곳에서 호중구는 식균작용 3,4, 탈과립 5,6 및 호중구 세포외 트랩(NET)의 형성과 같은 여러 이펙터 기능을 활성화합니다7. 또한 호중구는 적응 면역 반응에도 참여합니다8. 호중구에 대한 고전적인 견해는 호중구를 미리 결정된 반응을 갖는 골수에서 생성되는 균질한 세포로 간주합니다 9,10. 그러나 최근 연구에 따르면 호중구는 건강한 상태와 질병 상태 모두에서 여러 표현형 및 기능 상태를 갖는 이질적인 세포입니다 11,12,13,14,15.
여러 호중구 하위 집단 중에서 저밀도 호중구(LDN)는 고유한 특성과 여러 질병에서 수가 증가하기 때문에 많은 관심을 끌었습니다 16,17,18. LDN은 1986년 전신성 홍반성 루푸스(SLE) 환자의 혈액에서 발견되었습니다19. 그들은 밀도 구배20,21에서 백혈구를 분리하는 과정에 따라 검출되었습니다. 밀도 배지(예: Ficoll-Paque)에서 혈액 또는 백혈구가 풍부한 혈장을 원심분리한 후 단핵구와 림프구(말초 혈액 단핵 세포[PBMC]로 알려짐)는 튜브의 상부(저밀도) 부분에 밴드를 형성합니다. 튜브 바닥에 있는 호중구 침전물. PBMC 중에서도 몇 가지 호중구도 발견되었습니다. LDN입니다(그림 1). 소수의 LDN은 건강한 개인의 혈액에 있습니다22. 그러나 LDN 수치는 SLE23,24, 패혈증25, 건선26, 천식27, 소아 특발성 관절염28, 항호중구 세포질 항체(ANCA) 관련 혈관염29, HIV 감염30, 말라리아31 및 결핵32를 포함한 다중 면역 억제 및 만성 염증 상태에서 크게 증가합니다. LDN 수는 언급된 모든 병리에서 증가하지만 LDN은 대부분 SLE17의 맥락에서 연구되었습니다. SLE 환자의 혈액에서 추출한 LDN은 NET을 형성하고(33), 다량의 전염증성 매개체(34)를 분비하고, T 세포를 활성화하는 능력이 더 큰 것으로 보입니다24. 그러나, 암과 같은 다른 조건에서, LDN은 성숙한 호중구35, T세포 억제 특성 36,37,38을 갖는 것으로 보고된다. 유사하게, COVID-19 환자에서도 LDN은 T 세포 증식을 억제하는 것으로 보고되었지만39, SLE와 달리 LDN은 더 적은 수의 NET을 생성하는 것으로 보인다39. 따라서 LDN의 기원, 구성 및 기능적 특성은 여전히 논란의 여지가 있습니다.
LDN은 PBMC와 함께 발견되기 때문에 연구하는 것은 기술적으로 복잡합니다. 다양한 병리에서 LDN 특성을 완전히 탐색하려면 이를 정제해야 합니다. LDN 분리의 일반적인 절차는 형광 세포 분류 22,40,41,42,43,44,45입니다. 그러나 세포 분류는 세포 분리에 오랜 시간이 필요합니다. 분류 시간이 충분하지 않으면 세포 손실 또는 낮은 회수율로 이어질 수 있습니다. 또한 세포는 과도한 스트레스를 받아 이러한 세포의 기능을 연구하는 동안 다양한 결과를 초래합니다. 분류 시간이 길면 실험 절차 비용도 증가하고 전문 인력이 필요합니다.
여기에서는 매우 짧은 시간에 많은 수의 순수하고 생존 가능한 인간 LDN을 얻을 수 있는 빠르고 효율적인 방법을 제시합니다. 밀도 구배 원심분리 후 LDN은 자기 세포 분류(MACS; 그림 1). 이 정제 방법의 주요 장점은 LDN이 고순도(90% 이상)와 생존율(96% 이상)으로 분리된다는 것입니다. 또한 정제된 LDN은 활성 산소종(ROS)을 생성하고 NET을 방출하는 능력으로 표시되는 바와 같이 완전히 기능합니다. 이 프로토콜은 호중구 생물학에 관심이 있는 모든 실험실에서 쉽게 구현하여 이러한 세포를 추가로 연구하기 위해 여러 질병을 가진 사람들의 혈액에서 LDN을 신속하게 분리할 수 있습니다.
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이 프로토콜의 모든 절차는 Instituto de Investigaciones Biomédicas - Universidad Nacional Autónoma de México(UNAM)의 인간 연구 생명윤리 위원회의 지침을 따릅니다. 모든 참가자는 정보에 입각한 동의를 제공했습니다.
1. 인간 혈액에서 말초 혈액 단핵 세포(PBMC) 및 호중구 분리
2. 저밀도 호중구(LDN)의 정제
3. 다색 유세포 분석
4. 활성산소종(ROS) 검출
5. 호중구 세포외 트랩(NET)의 시각화
6. 호중구 세포외 트랩(NET) 검출
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건강한 개인의 저밀도 호중구(LDN)는 PBMC의 약 5%를 차지합니다(그림 2A). 여기에 설명된 프로토콜은 일반적으로 순수한(> 90%) LDN을 제공합니다. 세포는 또한 높은 생존율(> 95%로 효율적으로 회수됩니다(수율 약 98%); 그림 2B). 비교를 위해, LDN은 또한 앞서 기술한 바와 같이 형광 활성화 세포 분류에 의해 정제되었다22. 간단히 말해서, PBMC는 항-CD16b 항체로 표지되었고 형광 활성화 세포 분류기에서 분류되었습니다. LDN을 3시간 동안 분류하고 열 비활성화 FBS에서 회수했습니다(그림 2). 자기적으로(MACS) 정제된 LDN은 호중구와 유사한 막 분자(마커)를 나타내는 성숙한 세포입니다. 호중구는 막 마커 CD10, C...
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일반적으로 호중구는 균질한 세포로 생각되었습니다. 그러나 최근의 증거에 따르면 호중구는 서로 다른 활성화 상태 및/또는 여러 표현형을 가진 세포로 존재할 수 있습니다. 따라서 다양한 호중구 하위 집단이 존재할 수 있습니다 13,14,15. 호중구 하위 집단 중 하나인 저밀도 호중구(LDN)는 특별한 내재적 특성과 여러 질병에서 증가하기 때문에 큰 관심을 끌었습니다 16,17,18. LDN은 PBMC22와 함께 혈액에서 분리됩니다. 따라서 그것들을 연구하는 것은 기술적으로 복잡합니다. 다양한 병리에...
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저자는 이 연구가 잠재적인 이해 상충으로 인식될 수 있는 상업적 또는 재정적 관계 없이 수행되었다고 말합니다.
저자는 NET을 시각화하기 위한 형광 현미경에 도움을 준 César Díaz-Godínez(Instituto de Investigaciones Biomédicas-UNAM)에게 감사를 표합니다. 이 연구는 멕시코 국립자치대학(UNAM)의 Dirección General de Asuntos del Personal Académico의 PAPIIT IN205523보조금과 멕시코 Humanidades, Tecnología e Inovación(Secihti)의 Secretaría de Ciencias의 보조금 CF-2023-I-610의 지원을 받았습니다.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 그리고 nbsp; 항시트룰린 토끼 다클론 항체 | AbCam | AB100932 | 1/50 희석 |
| 96웰 조직 배양 플레이트 | 코스타; 코닝, Inc. | 3596 | |
| Alexa Fluor 488 항인간 CD11b 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 301317 | 0.25 & mu; g/mL |
| Alexa Fluor 647 항인간 CD66b 마우스 IgM 항체 | 바이오레전드 | 305109 | 0.05 & mu; g/mL |
| 항생쥐 IgG (H+L) 염소 항체, Alexa Fluor 488 | 인비트로젠 - 써모피셔 사이언티브 | A-11001 | 1/50 희석 |
| 항호중구 엘라스타제 마우스 단클론 IgG1 항체 | 산타크루즈 바이오테크놀로지 | SC-55549 | 10 & 마이크로; g/mL |
| 항토끼 IgG (H+L) 당나귀 항체, Alexa Fluor 555 | 인비트로젠 - 써모피셔 사이언티브 | A-31572 | 1/50 희석 |
| APC 항인간 CD62L 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 304809 | 0.03 & mu; g/mL |
| APC/Cyanine7 항인간 CD14 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 367107 | 0.25 & mu; g/mL |
| Attune NxT 유세포계 | 써모 피셔 사이언티픽, Inc. | (파랑/빨강 레이저) | |
| 소 혈청 알부민(BSA) 분획 V | MP 생의학 | 810025 | |
| 브릴리언트 바이올렛 510 항인간 CD33 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 366609 | 0.30 & mu; g/mL |
| 다피 | 칼바이오케미/EMD 밀리포어 | 268298 | |
| 덱턴 T500 | 파마코스모스 에어컨 | 5.51005E+11 | |
| 디하이드로로다민-123 | 아나스펙 주식회사 | AS-85711 | |
| FACS 셀 분류기 | 벡턴 딕킨슨 | 모델 FACSAria | |
| 태아 소 혈청(FBS) | 깁코 | 16000-044 | |
| 피콜-파케 | 머크 KG | GE 17-1440-03 | |
| FITC 항인간 CD98 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 315603 | 0.30 & mu; g/mL |
| 플로우조 소프트웨어 | 벡턴 디킨슨 | 버전 10, 2019년 | |
| 형광 역현미경 | 올림포스 | 모델 IX-70 | |
| 헤파린 | Inhepar - PiSA Farmaceutica | 3660149 | 5000 UI/mL |
| 헤페스 | 시그마 올드리치 | H7006 | |
| MACSprep 키메리즘 CD66b 마이크로비즈 | 밀텐이 바이오텍 | 130-111-552 | |
| 마그넷 | 밀텐이 바이오텍 | 130-042-102 | |
| 자기 분리 컬럼 | 밀텐이 바이오텍 | 130-042-201 | |
| 마이크로 원심분리기 | 에펜도르프 | 모델 5415C | |
| 마이크로플레이트 리더 | 바이오텍 인스트루먼츠 | 모델 시너지 HT | |
| 파라포름알데히드 | 시그마 올드리치 | 158127 | |
| PE 항인간 CD10 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 312203 | 0.05 & mu; g/mL |
| PE 항인간 CD16b 마우스 IgG2a 항체 | BD 파밍겐 | 550868 | 1/40 희석 |
| PE/시아닌5 항인간 CD15 마우스 IgG1 항체 | 바이오레전드 | 323013 | 0.25 & mu; g/mL |
| 포르볼 12-미리스테이트 13-아세테이트 (PMA) | 시그마 올드리치 | P8139 | |
| 폴리-L-라이신 | 시그마 올드리치 | P2658 | |
| 냉장 원심분리기 | 에펜도르프 | 모델 5702R | |
| RPMI-1640 조직 배양 배지 | 깁코 | 23400-021 | |
| 시톡스 그린 | 분자 프로브스 주식회사 | S-7020 | |
| 트윈-20 | 시그마 올드리치 | P2287 | |
| 벡타쉴드 | 벡터 연구소 | H-1000 |
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