Name: 말라와 자극된 방출 소모 (호텔 위치) 현미경을 사용 하 여 B 세포 면역 냅에 Microtubule Cytoskeletons 시각화 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-04-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min
Description: 배우세요 STED 현미경을 활용하여 B세포 면역 시냅스에서 액틴과 미세소관 세포골격을 시각화하는 방법을. 나노미터 해상도로 면역 세포 활성화 과정을 연구할 수 있습니다.

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우리는 UBC 생명과학 연구소 (LSI) 이미징 시설 지원 및 호텔 위치 현미경을 유지에 대 한 감사 합니다. 이 작품에서에서 권한을 부여 #68865 건강 연구의 캐나다 학회 (M.R.G.)에 의해 투자 되었다. 클립-170-GFP 플라스 미드에 감사 박사 고조 Kaibuchi (나고야 대학, 나고야, 일본) 하 고.

모든 동물 절차는 브리티시 컬럼비아 동물 관리 위원회의 대학에 의해 승인 되었다.
1. A20 B-림프 종 세포에서 GFP 융해 단백질을 표현
<ol><li>문화 A20 셀 5 조직 문화 인큐베이터에서 37 ° C에서 RPMI 매체 (RPMI-1640와 10% 열 비활성화 태아 둔감 한 혈 청 (FBS), 50 µ M 2-mercaptoethanol, 글루타민 2 mM, 1 mM pyruvate, 50 U/mL 페니실린, 50 µ g/mL 스 보충) 완료 % CO2.</li>
	<li>Transfection 시 약 준비 ( 재료의 표참조) 제조업체의 지침에 따라. 참고:이 프로토콜 특정 시 약에 대 한 최적화 된 및 transfection 프로토콜에서 설명 자료 테이블. 우리는 시도 하는 다른 transfection 시 약 충분 한 transfection 효율 굴복 하지는.</li>
	<li>hemocytometer를 사용 하 여 셀을 계산 합니다. 분리기 2.5 x 106 A20 셀 (각 transfection) 525 x g.에서 5 분 동안 Resuspend transfection 시 약 포함 하는 플라스 미드 DNA의 1-2.5 µ g의 100 µ L에 셀. DNA 클립-170-GFP23인코딩, transfection 당 2.5 µ g 사용 하 여. 부드럽게 혼합.</li>
	<li>6 잘 플레이트의 셀 전송 고 미리 예 열 완료 RPMI 매체 2 mL를 볼륨을 조정 합니다. 단백질 표정 있도록 37 ° C에 18 h에 대 한 셀을 문화.</li>
</ol>2. 기본 마우스 B 세포를 분리 하 고 LPS로 활성화
<ol><li>멸 균된 수술 도구를 사용 하 여 프로토콜 기관의 동물 관리 위원회에 의해 승인에 따라, 마우스에서 비장을 제거.</li>
	<li>조직 문화 후드에서 실내 온도 살 균 PBS의 3 mL를 포함 하는 35 m m 조직 문화 접시에 멸 균 70 µ m 셀 여과기를 놓습니다. 5 ml 주사기에서 플런저의 고무 부분을 사용 하 여 셀 스 트레이너를 통해 비장 호감.</li>
	<li>피펫으로 멸 균 15 mL 튜브와 5 분 525 x g에서 원심 분리기로 splenoctyes의 단일 세포 현 탁 액.</li>
	<li>마그네틱 비드 기반 B 세포 격리 키트 ( 재료의 표참조) B 세포의 매우 풍부한 인구를 사용 합니다.</li>
	<li>B 세포 2.5 µ g/mL LPS 플러스 5 ng/mL B 세포 활성화 요인 (BAFF, 생존 cytokine) 보완 하는 완전 한 RPMI 매체에 3 x 106/mL resuspend</li>
	<li>37 ° c.에 6 시간에 대 한 셀 문화</li>
</ol>3. 코팅 유리 Coverslips 안티 Ig 항 체와
<ol><li>코팅은 coverslips 항 체 솔루션을 준비 합니다. 12.5 µ g/mL 솔루션; 실 온 살 균 PBS에 염소 반대로 마우스 Ig 항 체의 재고 솔루션을 희석 항 체 해결책의 400 µ L가 각 coverslip 필요 합니다. 참고: 사용 하 여 염소 반대로 마우스 IgG A20 셀; 염소 반대로 마우스 IgM를 사용 하 여 기본 B 세포에 대 한. 염소 IgG 항 체 할 하지 바인딩할 잘 마우스 Fc 수용 체. 그러나, 어떤 잠재적인 Fc 수용 체 바인딩을 피하기 위해, 하나 반대로 마우스 IgG의 F(ab) 또는 F(ab')2 조각 또는 반대로 마우스 IgM 항 체를 사용할 수 있습니다.</li>
	<li>100% 메탄올에서 #1.5 18 m m 둥근 유리 coverslip 찍어 하 고 완전히 말리 (~ 10 분).</li>
	<li>집게를 사용 하 여 넣으십시오 말린된 coverslip는 12 음 조직 문화 접시와 피펫으로 400 µ L는 coverslip에 12.5 µ g/mL 항 체 솔루션 (5 µ g 총, 2 µ g/c m2)의 coverslip의 중심에 거품을 형성 하 고 가장자리에 확산 되도록.</li>
	<li>커버 전체 coverslip 조심 하지만 항 체 솔루션 조직 문화 플라스틱에 유리 coverslip 가장자리 확장을 허용 하지 마십시오. 30 분 동안 실 온에서 품 어.</li>
	<li>솔루션에 밖으로 잘 그리고 연속적으로 발음으로 coverslips pipetting 1 mL의 멸 균 PBS에 의해 세척. 언바운드 항 체를 제거를 두 번 더 반복 합니다.</li>
	<li>잘 포함 된 항 체-코팅 coverslip 셀 추가 될 준비가 될 때까지 무 균 PBS의 1 mL를 추가 합니다. 참고: 있는 coverslips 덮여 PBS, 같은 날에 사용 하기 위해 상 온에서 보관할 수 있습니다.</li>
</ol>4. B 셀 안티 Ig 코팅 Coverslips에 확산
<ol><li>준비 HEPES 버퍼링 수정 염 분 (mHBS): 25mm HEPES, pH 7.2, 125 mM NaCl, KCl, 1mm CaCl25mm, 1mm 나2HPO4, 0.5 m m MgSO4, 1 mg/mL 포도 당, 2 mM 글루타민, 1mm 나트륨 pyruvate 그리고 50 µ M 2-mercaptoethanol). 필터가이 솔루션 소독 및 4 ° c.에 저장</li>
	<li>실험 당일 확인 2% mHBS 50 mL 50 mL mHBS에 열 비활성화 FBS의 1 mL을 추가 하 여 FBS (mHBS FBS). 사용 하기 전에 37 ° C에 mHBS FBS 따뜻한.</li>
	<li>원심 transfected A20 셀 또는 5 분 525 x g에 BAFF 플러스 LPS 경작 했다 기본 B 세포.</li>
	<li>Resuspend mHBS FBS의 1 mL에 셀, hemocytometer를 사용 하 여 셀 그리고 2 x 105 셀/ml mHBS FBS에 셀을 희석.</li>
	<li>집게를 사용 하 여 조직 배양 접시에서 파라핀 영화의 조각에는 coverslip 전송.</li>
	<li>각 coverslip에 B 세포 (5 x 104 의 세포)의 250 µ L를 추가 합니다.</li>
	<li>안티 IgG-입히는 표면에 걸쳐 B 세포 수 있도록 어둠 속에서 15 분 동안 37 ° C에서 coverslips를 품 어.</li>
</ol>5. 고정 및 Immunostaining 셀
<ol><li>16 %paraformaldehyde 재고 솔루션을 diluting 하 여 고정 솔루션 및 3 %paraformaldehyde 및 0.1% 글의 최종 농도를 실 온 소 주 물에 50%도 재고 솔루션을 준비 합니다. 사용 하 고 초과 삭제 하는 날에 고정 솔루션을 준비 합니다. 주의: paraformaldehyde도 재고 솔루션 화학 증기 두건만 사용 해야 합니다. 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)에 지시를 따릅니다.</li>
	<li>Permeabilization/차단 버퍼를 준비 (3 %BSA 0.1% 트라이 톤 X-100 희석 PBS에). 필터가이 솔루션 소독 및 4 ° c.에 저장 실험의 날, 따뜻한 실내 온도에 필요한 금액.</li>
	<li>(1% 및 0.1 %BSA 사포닌 PBS에) 얼룩 버퍼를 준비 합니다. 0.2 µ m 필터를 사용 하 여이 솔루션을 소독 및 4 ° c.에 저장 실험의 날, 따뜻한 실내 온도에 필요한 금액.</li>
	<li>피펫으로 350 µ L 표면 완전히 덮여 보장 각 coverslip에 고정 솔루션의. 어둠 속에서 10 분 동안 실내 온도에 품 어.</li>
	<li>신중 하 게는 micropipet를 사용 하 여 하는 coverslip의 가장자리에서 발음으로 coverslip에서 고정 솔루션을 제거 합니다. 주의: 고정 솔루션 유해 화학 폐기물로 폐기 해야한다.</li>
	<li>Coverslips permeabilization/차단 버퍼의 500 µ L로 한 번 씻는 다. 피펫으로 액체에서.</li>
	<li>Permeabilize 고 각 coverslip를 permeabilization/차단 버퍼의 250 µ L을 추가 하 고 어둠 속에서 실 온에서 10 분 동안 배양 하 여 세포를 차단 합니다.</li>
	<li>버퍼를 얼룩이 지기에서 토끼 방지 tubulin 항 체 1: 100 희석.</li>
	<li>Aspirate는 coverslips에서 permeabilization/차단 버퍼에서 고 각 coverslip 50 µ L 희석된 방지 tubulin 항 체 솔루션의 추가. 어둠 속에서 30 분 동안 실 온에서 품 어.</li>
	<li>알 렉 사 Fluor 532 활용 된 염소-토끼 IgG 이차 항 체와 버퍼를 얼룩이 지기에서 phalloidin 알 렉 사 Fluor 568 활용 1: 100 희석 하 여 2 차 항 체/말라 얼룩이 솔루션을 준비 합니다.</li>
	<li>버퍼를 얼룩이 지 고 다음 그것을 발음의 500 µ L을 추가 하 여 초과 1 차적인 항 체를 제거 하는 coverslips 3 번을 씻어.</li>
	<li>각 coverslip을 이차 항 체/말라 얼룩 솔루션의 50 µ L을 추가 하 고 어둠 속에서 실 온에서 30 분 동안 품 어.</li>
	<li>버퍼를 얼룩이 지 고 다음 그것을 발음의 500 µ L을 추가 하 여 초과 이차 항 체를 제거 하는 coverslips 3 번을 씻어.</li>
	<li>현미경 슬라이드를 장착 시 약의 10 µ L를 추가 합니다. 아래 셀 쪽으로 현미경 슬라이드에 coverslip를 탑재 합니다. 참고: "반대로 페이드" 장착 매체 ( 재료의 표참조)이 좋습니다 GFP 융해 단백질의 형광 강도 유지 하기 위해. DAPI는 fluorophores의 이미징 호텔 위치 레이저를 사용 하 여 때을 방해할 수 있는 포함 된 시 약을 장착 하는 사용을 하지 않습니다.</li>
	<li>어둠 속에서 하룻밤 건조를 슬라이드 수 있습니다. 이미지 슬라이드 다음 날. 참고:는 coverslip 건조 자 마자 슬라이드 이미징이 좋습니다로 GFP 형광 시간이 지남에 저하 됩니다.</li>
</ol>6. 호텔 위치 현미경을 사용 하 여 이미징
참고: 아래 설명 하는 모든 소프트웨어 단계는 현미경 및 소프트웨어 사용에 유의 하시기 바랍니다 ( 재료의 표참조). 단계 및 설정이 이미징 다른 현미경/소프트웨어를 사용 하 여 수행 되는 경우 조정 해야 합니다.
<ol><li>호텔 위치 현미경, 레이저 및 epifluorescence 조명 램프, 활성화 켜고 현미경 소프트웨어를 시작.</li>
	<li>호텔 위치 고갈 레이저에 대 한 매개 변수를 설정 합니다. 참고:이 사용 되 고 특정 현미경에 장착 된 레이저 따라 달라 집니다. 권장 되는 일부 설정은 흰색 빛 (WLL) 70%; 592 nm 레이저 80%; 660 nm 레이저 80 %입니다.</li>
	<li>호텔 위치 설정을 활성화 하 고 호텔 위치 레이저 빔 100 X 목표를 사용 하 여 정렬.</li>
	<li>접 안 렌즈를 사용 하 여 샘플을 집중 하 고 온건한 GFP 식 셀을 선택 합니다. 참고: 낮은 GFP 표현 하지 표시 됩니다 호텔 위치 방출 강도 줄일 수 있기 때문에. 반대로, 클립-170-GFP의 높은 식 일반 microtubule 플러스-엔드 단백질 복잡 한 형태와 분포 반영 하지 않는 큰 클러스터의 자연 형성을 유도 합니다. 온건한 GFP 식이 있는 셀을 선택 하면 정확 하 게 항 원 연락처 사이트에서 cytoskeletal 구조 이미징을 위한 필수적 이다.</li>
	<li>선택한 셀에 zoom 하 고 이미지 수를 관심 영역을 선택 합니다. B 세포는 coverslip 가장 가까운의 x y 평면 초점에는 초점을 조정 한다.<ol>
<li>이렇게 하려면 이동 목표를 점차적으로 더 가까이 coverslip에 B 세포 cytoskeletal 구조와 초점으로 서 다음 초점 이동 합니다. 그런 다음 점차적으로 이동 목표 반대 방향으로 B 세포 cytoskeletal 구조 처음 초점으로 다시 올 때까지.</li>
	</ol>
</li>
	<li>레이저 파워, 여기 빔 및 검출기 범위 설정을 최적화. 제조업체의 지침에서 권장 하는 설정으로 시작 합니다. 다음에 샘플에 대 한 신호를 최적화 하는 데 필요한 조정 확인 합니다. 동일한 설정으로 서로 비교 하기 모든 샘플 이미지.</li>
	<li>소프트웨어의 "취득" 탭에서 "프레임" 사이의 옵션을 선택 하 여 사용 하단 왼쪽된 "순차 스캔" 패널에서 순차적 프레임 수집 이미지 수집을 설정 합니다.</li>
	<li>수집 시퀀스를 설정 합니다. 참고: 인수 GFP 형광 먼저 GFP 신호 저하를 방지 하기 위해 합니다. GFP 이외에 사용 되는 fluorophores의 조합에 따라 더 긴 파장 형광 신호를 이미징 먼저 얻을 수 있습니다 더 나은 결과. 그러나, 순서는 fluorophores 또는 형광 단백질 자극된 방출 소모를 받게 되며 몇 군데 강한 형광 신호 및 최고의 해상도를 최적화 합니다.</li>
	<li>및 호텔 위치 레이저 전원을 각 fluorophore는 소프트웨어의 "인식" 탭에 대 한 설정 선택한 592-nm 또는 660 nm 호텔 위치 레이저의 슬라이더 막대를 사용 하 여 레이저 파워를 조정 합니다. GFP와 알 렉 사 Fluor 532 592-nm 고갈 레이저에 대 한 파워를 조정 합니다. 알 렉 사 Fluor 568 660 nm 고갈 레이저에 대 한 파워를 조정 합니다.</li>
	<li>해상도 증가 하 고 배경 신호 감소를 하는 소프트웨어의 "취득" 탭에서 "인수" 설정으로 이동, 선 또는 각 옵션에 대 한 드롭 다운 메뉴를 사용 하 여 1 보다 큰 값을 선택 하 여 평균 프레임 증가.</li>
	<li>또한, fluorophore "취득" 탭 아래에 대 한 제어 옵션을 선택 하 고 시간 게이팅에 대 한 값을 지정 하 여 시간 문이 호텔 위치를 사용 하 여 형광 신호를 취득 (아래 참고 참조). 이 fluorophores의 photobleaching 증가 하지만 해상도 향상 시키기 위해 호텔 위치 레이저 파워를 증가. 참고: 제어 시간 현미경, 샘플 및 fluorophores 사용 되 고 최적화가 필요 합니다. 한 시간 게이팅의 0.3 ~ 6 ns는 것이 좋습니다. 고정, 후 GFP는 높은 레이저 전원에 특히 민감합니다. 적용 되어야 시간 게이팅 GFP의 photobleaching를 줄이기 위해, 그리고 호텔 위치 레이저 파워를 감소 한다.</li>
	<li>3D 호텔 위치 이미지를 캡처, 포인트를 변경 하려면 슬라이더를 사용 하 여 "3D 호텔 위치" 기능 (PSF) 확산.</li>
	<li>수동으로 재현성을 보장 하기 위해 여러 개의 이미지를 취득 합니다. ( 그림 1참조) 이미지를 deconvolve deconvolution 소프트웨어를 사용 하 여 패키지41( 재료의 표참조).</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

이론적으로 50의 해상도 달성할 수 있는 호텔 위치 슈퍼 해상도 현미경을 사용 하 여 cytoskeletal 구조의 상세한 이미지를 얻을 수 있는 회절 제한 된 해상도 200 ~ 기존의 confocal 현미경 검사 법에 비해 nm nm 24. 미세한 구조를 해결 하는 능력 관찰된 "흐리게" 형광 신호에서 원래 광원의 가능성이 가장 높은 위치를 계산할 deconvolution 소프트웨어를 사용 하 여 더 강화 된다. 이 프로토콜에는 호텔 위치는 말라와 microtubule cytoskeletons로 골격 관련 단백질의 이미지를 사용 하 여 방법을 설명 합니다.
B 세포 활성화 면역 시 냅 스 형성17,42에 대 한 중요 한 두 개의 cytoskeletons의 조정 레 걸 골격 및 microtubule 네트워크의 리 모델링을 유도 합니다...

B 세포 바인딩할 때 편광 항의 배열 (예, 항 원 제시의 표면에 표시 세포 (Apc)), 결과 B 세포 수용 체 (BCR) 신호 드라이브에 설명 된 처음 고전 면역 시 냅 스 구조 형성 T 세포1,2,3,,45,6,7,8,9,10, 11,,1213. 처음에, B 세포: APC의 주변에서 항 원 바인딩 BCRs 폼의 microclusters 사이트 문의. 이 microclusters는 다음 항 원 연락처 사이트, 그들은 면역 시 냅 스의 핵심을 형성 하는 중앙 supramolecular 활성화 클러스터 (cSMAC)으로 합체의 중심을 향해 이동 합니다. 면역 시 냅 스 형성 BCR 신호 최적화 하 고 APC 막14BCR 중재 항 원 추출 용이 하 게 한다. BCR 중재 항 원 국제화 및 후속 항 원 처리 뒤,이 항 원 인수, 펩 티 드: MHC II 단지 T 세포 및 T 세포 도움14유도 B 세포 수 있습니다. 면역 시 냅 스 형성이 기능 패턴 수용 체 조직의 새로운 제공할 수 있는 설정 하는 메커니즘을 elucidating B 세포 활성화를 촉진 하기 때문에 어떻게 체액 면역 반응에 시작 하 고 통제.
말라와 microtubule cytoskeletons의 개편은 면역 시 냅 스 형성에 필수적입니다. 지역화 된 BCR 공간 편광 항 배열에 의해 자극 신호 급속 하 고 극적인 걸 골격1,15의 리 모델링을 유도 합니다. B 세포의 주변에서 수지상 말라 구조의 형성 원형질 막에 추진 세력을 미치는 및 B 세포 확산을 촉진. 이 B 세포 항 원-베어링 표면의 큰 영역을 스캔을 허용 하 고는 항 원 바인딩 및 활성화 경로 신호 BCR BCRs의 수를 증가. 같은 시간에는 MTOC 및 microtubule 네트워크 항 원 접촉의 사이트 쪽으로 방향도 있습니다. MTOC 항 원 연락처 사이트 접근, B 세포 및 항 원-베어링 표면16,17사이의 인터페이스에서 원형질 막의 내부 얼굴 따라는 MTOC에서 유출 하는 microtubules 확장. 이러한 juxtamembrane microtubules 다음 항 원 바인딩 BCR microclusters18, 선도 cSMAC의 대형에 다 중재 구심 운동에 대 한 트랙으로 작동할 수 있습니다.
재교육 및 면역 시 냅 스를 향해 MTOC의 분극 그대로 말라와 microtubule cytoskeletons를 요구 하 고 종종 피 질 말라 네트워크 및 microtubules16,17, 사이 상호 작용에 따라 달라 집니다. 19,20. IQGAP1, 같은 대뇌 피 질의 말라-바인딩 단백질21microtubule 플러스 끝 장식 하는 단백질 복합물 상호 작용에 의해 microtubules를 캡처할 수 있습니다. 플러스-엔드 바인딩 단백질의이 동적 단지 등이 EB1 클립-170, microtubule로 플러스-엔드 단백질 (+ 팁) 추적21,22이라고 통칭 되는 있습니다. + 팁 microtubules의 끝에는 원형질 막 또는 피 질 말라 골격에 연관 된 단백질에 바인딩할 수 있습니다. 힘 생성 메커니즘 수 있습니다 (예를 들어, 빼기-엔드 감독 microtubules 따라 cortically 고정 다의 움직임) microtubules에 당기 힘을 발휘 하는 MTOC 함으로써 위치. 클립-170 말라 관련 비 계 단백질 IQGAP123, 바인딩할 수 있는 그리고 우리가 이러한 단백질의 모두 면역 시 냅 스17향해 MTOC BCR 유도 분극에 필요한 것으로 나타났습니다. 이 IQGAP1-클립-170 상호 작용 B 세포 면역 시 냅 스에 microtubule 네트워크의 재배치로 말라 골격의 개장 조정에 중요 한 역할을 재생할 수 있습니다.
기존의 형광 현미경 검사 법 B 세포 면역 시 냅 스 형성2동안 말라와 microtubule cytoskeletons의 극적인 개편을 발표 했다. 그러나,이 방법은 자세히는, Abbe의 법, 샘플 및 객관적인24의 조리개를 밝게 하는 데 사용 하는 빛의 파장에 따라 빛의 회절 한계 때문에 작은 세포 구조를 해결할 수 없습니다. 이 회절 제한 200-300 nm 측면 방향에서 및 축 방향25에서 500-700 nm에 기존의 가벼운 현미경의 해상도 제한합니다. 따라서, 말라와 microtubule cytoskeletons의 정밀한 세부 사항 뿐 아니라 작은 subcellular 구조만 관찰 될 수 있었다 전자 현미경을 사용 하 여. 골격의 전자 현미경 영상 시간이 소요, 가혹한 샘플 고정 및 준비 프로토콜 생물학 구조를 변경할 수 있습니다 하 고 중재 하는 항 체 탐지에 제한 됩니다 필요 합니다. Immunostain 하 고 동시에 이미지 여러 단백질 또는 세포질 구조는 형광 현미경 검사 법의 상당한 장점. 또한, 실시간 이미징 수 있도록 셀에 형광 성 융해 단백질을 표현 그리고 immunostaining 관심사의 단백질에 대 한 효과적인 항 체 사용할 수 없을 때 유용.
슈퍼 해상도 현미경에 최근의 기술 진보 빛의 회절 한계를 극복 하 고 나노 세포 구조24의 시각화를 허용. 같은 1 개의 슈퍼 해상도 현미경 검사 법 기술은 자극된 방출 소모 (호텔 위치) 현미경을 이라고 합니다. 호텔 위치는 두 레이저, 어디 한 레이저 fluorophore는 흥분 하 고 도넛 모양의 패턴으로 두 번째 레이저는 선택적으로 주위에 fluorophore 형광 방출 억제를 사용 합니다. 이 단 하나 형광 입자의 포인트 확산 기능 (명백한 지역)을 감소 하 고 하위 회절 제한 형광 이미지25,26를 제공 한다. 바닥 상태 고갈 현미경 또한 슈퍼 해상도 이미지 형광 기반 기술을 사용 합니다. 그러나, 이미지 수집 및 재구성 시간 긴, 거기만 제한 된 수의 사용할 수 있는 fluorophores 고 여러 cytoskeletal 컴포넌트의 동시 고해상도 이미징은 유지 하기 때문에 기술적으로 도전 말라와 microtubule 구조는 다른 고정 절차를 요구 한다. 따라서, 호텔 위치는 전자 현미경에 비해 여러 장점 및 다른 슈퍼 해상도 현미경에 그로 제공 하는 빠른 이미지 수집, 최소한의 후 처리 요구 사항, 같은 fluorophores 및 얼룩 기법을 사용 하 여 접근 그 고정된 샘플26의 전통적인 형광 현미경 검사 법 사용 됩니다.
슈퍼 해상도 현미경 지금 자연적인 살인자 (NK) 세포 및 T 세포26,,2728,29,30, 면역 시 냅 스에서 말라 구조를 시각화 하는 데 사용 되었습니다. 그러나 31., microtubule 골격의 슈퍼 해상도 영상 뿐만 아니라 면역 시 냅 스 형성, 동안 말라와 microtubule cytoskeletons의 조정된 개편 최근 되었습니다 보고17. 우리는 coverslips (안티-Ig) 반대로 면역 글로불린 항 체, BCR 신호 자극 하 고 골격 개편을 시작으로 허용 했다 이미지 B 셀에 호텔 위치 현미경을 사용 합니다. 고정된 안티-Ig 항 체에 도금 할 때 B 세포 받을 극적인 걸 종속 확산, 어떤 면역 시 냅 스 형성 동안 초기 이벤트를이. 중요 한 것은, 호텔 위치 현미경 검사 법 공개 하는 면역의 주변에 양식 냅 뿐만 아니라 그것에 연결 하는 microtubules MTOC, 항 원 연락처 사이트17가까이 이동 했다 보여주었다 F 걸의 수지상 링의 세밀. 이러한 microtubules F 걸의 주변 링 쪽으로 밖으로 확장. 또한, F 걸, tubulin, IQGAP1, 그리고 GFP 태그 클립-170 + 팁의 다양 한 조합의 멀티 컬러 호텔 위치 이미징 나타났다는 microtubule 플러스-끝 클립-170-GFP에 의해 표시 주변 말라 채널와 IQGAP1, 밀접 하 게 관련 된 대뇌 피 질의 캡처 단백질17.
여기, 우리는 호텔 위치 현미경을 사용 하 여 면역 시 냅 스에서 말라와 microtubule cytoskeletons 이미징에 대 한 상세한 프로토콜을 제시. 이러한 방법은 널리 BCR 신호 및 면역 시 냅 스 형성17,,3233,,3435 공부에 대 한 고용 된 A20 murine B 세포 라인을 사용 하 여 최적화 된 , 36 , 37 , 38 , 39. 클립-170에 상업 항 체 이전 실험에서 immunostaining를 위해 잘 작동 하지 않았다, 왜냐하면 우리가 자세하게에서 설명 GFP 태그 클립-170까지 동시에 시각화에 대 한 프로토콜을 얼룩이 지 함께 A20 셀에서의 표현 3 cytoskeletal 구성 요소 또는 골격 관련 단백질입니다. NK 세포 면역 시 냅 스에서 이미지 걸을 호텔 위치 현미경을 사용 하는 방법 되었습니다40위에서 설명한. 여기, 우리는 B 세포에서 말라와 microtubule cytoskeletons의 멀티 컬러 슈퍼 해상도 이미지 획득을이 확장.
슈퍼 해상도 현미경에 대 한 중요 한 고려 세포 구조를 유지 하 고 형광 단백질에 손상을 방지에 대 한 적절 한 고정 절차를 사용 하는. 고정 하 고 여기에 소개 하는 방법 얼룩 GFP 형광을 유지 하 고 말라와 microtubule 네트워크의 고해상도 이미지 제공에 최적화 되었습니다. 형광 단백질을 표현 하는 때 B 세포는 보통 transfect 어렵다 주목 해야한다. 이 프로토콜, 20-50%를 사용 하 여 A20의 세포는 일반적으로 transfected GFP 융해 단백질 표현 되며이 인구 중 단백질 표정 수준 변수. 그럼에도 불구 하 고, 말라와 우리 설명 하는 절차를 사용 하 여 microtubules의 슈퍼 해상도 이미징 매우 강력한 이며 높은 품질 이미지 쉽게 얻을 수 있습니다. A20 셀 기준으로 그들의 작은 크기에도 불구 하 고 우리는 이러한 절차 또한 microtubule 네트워크 짧게 lipopolysaccharide (LPS)와 활성화 된 기본 B 셀에 이미지를 사용할 수 있습니다 보여줍니다. 우리가 (즉, 같은 단백질 소모 immunoblotting에 의해 검출 될 수 있다), 상대적으로 높은 효율에서 siRNAs와 LPS 활성화 기본 B 세포를 페 수 것으로 나타났습니다 일부 연구에 대 한 B 세포의 사용에 대 한 좋은 대안 들을 만들고 17.

<table><tbody><tr><td>Cell culture</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>A20 마우스 B-림프종 세포</td><td>ATCC</td><td>TIB-208</td><td>표면에 IgG-함유 BCR을 발현하는 Balb/c 기원의 쥐 B-세포 림프종</td></tr><tr><td>RPMI-1640</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>&nbsp; R0883</td><td></td></tr><tr><td>소 태아 혈청</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>12483020</td><td>56 oC에서 30분 동안 열 비활성화</td></tr><tr><td>2-메르캅토에탄올</td><td>밀리포어 시그마</td><td>M3148</td><td></td></tr><tr><td>글루타민</td><td>밀리포어 시그마</td><td>G5763</td><td></td></tr><tr><td>피루브산 나트륨</td><td>밀리포어 시그마</td><td>P5280</td><td></td></tr><tr><td>페니실린-스트렙토마이신</td><td>써모 피셔 Scientific</td><td>15140122</td><td>Liquid, 10,000 단위</td></tr><tr><td>primary B cells를 위한 추가 재료</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>70-&micro; m cell strainer</td><td>Corning</td><td>352350</td><td></td></tr><tr><td>마그네틱 비드 기반 B 세포 분리 키트</td><td>Stemcell Technologies</td><td>19854</td><td>EasySep 마우스 B 세포 분리 키트</td></tr><tr><td>Lipopolysaccharide (LPS)</td><td>Millipore Sigma</td><td>L4391</td><td>LPS from E. coli 0111:B4</td></tr><tr><td>B cell-activating factor (BAFF)</td><td>R& D Systems</td><td>2106-BF-010</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Transfection</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plasmid 인코딩 CLIP-170-GFP</td><td></td><td></td><td>Kozo Kaibuchi 박사의 선물(일본 나고야 대학, 나고야 대학); Fukata et al. Cell 109:873-885, 2002</td></tr><tr><td>Recommended transfection reagents and equipment </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Amaxa Nucleofection kit V</td><td>Lonza</td><td>VCA-1003</td>에 설명되어 있습니다. 트랜스펙션 시약을 DNA Amaxa Nucleofector 모델 2b Lonza AAB-1001<td>과 혼합하기 위한 제조업체의 지침을 따르십시오.</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>프로그램 L-013 사용</td></tr><tr><td>Falcon 6웰 플레이트, TC 처리, 멸균</td><td>Corning</td><td>353046</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Coating coverslips</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>18-mm diameter round #1.5 cover glasses</td><td>Thomas Scientific</td><td>1217N81</td><td>유사 제품: Marienfield-Superior 카탈로그 #117580</td></tr><tr><td>집게</td><td>Fisher Scientific</td><td>1381242</td><td>Dissecting extra fine splinter forceps</td></tr><tr><td>Falcon 12-well sterile tissue 폴리스티렌 조직 배양 플레이트</td><td>Corning</td><td>353043</td><td></td></tr><tr><td>100% 메탄올</td><td>Fisher Scientific</td><td>A412-4</td><td></td></tr><tr><td>칼슘 또는 마그네슘이 없는 멸균 인산염 완충 식염수(PBS)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10010049</td><td></td></tr><tr><td>Goat-anti-mouse IgG 항체</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>115-005-008</td><td>A20 세포용</td></tr><tr><td>Goat-anti-mouse IgM 항체</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>115-005-020</td><td>primary mouse B cells</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>코멘트</td></tr><tr><td>Staining</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldehyde (16% stock solution)</td><td>Electron Microscopy Sciences</td><td>15710</td><td>PBS로 작업 농도로 희석</td></tr><tr><td>글루타르알데히드(50% 원액)</td><td>Millipore Sigma</td><td>340855</td><td>PBS로 작업 농도로 희석</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP151-500</td><td></td></tr><tr><td>사포닌</td><td>밀리포어 시그마</td><td>S2149</td><td></td></tr><tr><td>소 혈청 알부민(BSA), 분획 V</td><td>밀리포어 시그마</td><td>10735094001</td><td></td></tr><tr><td>토끼 항튜불린 항체</td><td>Abcam</td><td>ab52866</td><td>1:250 희석을 권장하지만 최적화해야 함</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 532-conjugated goat anti-rabbit IgG</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A11009</td><td>1:100 희석이 권장되지만 최적화해야 함</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 568-conjugated phalloidin</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>A12380</td><td>1:100 희석이 권장되지만 최적화해야 함</td></tr><tr><td>Prolong Diamond Antifade Mountant</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>P36970</td><td>DAPI 없음</td></tr><tr><td>Fisherbrand Superfrost Plus 현미경 슬라이드</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-550-15</td><td></td></tr><tr><td>이름</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Materials</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>VWR</td><td>P1150-2</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Millipore Sigma</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP358</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>밀리포어 시그마</td><td>P9333</td><td></td></tr><tr><td>CaCl2</td><td>Millipore 시그마</td><td>C1016</td><td></td></tr><tr><td>Na2HPO4</td><td>Fisher Scientific</td><td>S374-500</td><td></td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Fisher Scientific</td><td>M63</td><td></td></tr><tr><td>포도당</td><td>Fisher Scientific</td><td>D16-500</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Microcopy</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Leica SP8 TCS STED microscope</td><td>Leica</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Huygens deconvolution software</td><td>Scientific Voume Imaging</td><td></td><td>See https://svi.nl/HuygensProducts</td></tr></tbody></table>

말라와 자극된 방출 소모 (호텔 위치) 현미경을 사용 하 여 b 세포 면역 냅에 microtubule cytoskeletons 시각화

Visualizing the Actin and Microtubule Cytoskeletons at the B-cell Immune Synapse Using Stimulated Emission Depletion (STED) Microscopy

막 도약 항 원 (예, 항 원 제시 세포의 표면에)에 바인딩되는 B 세포 면역 시 냅 스, B 세포 수용 체 (BCR) 신호 최적화 전문된 세포 구조 및 BCR 중재 항 원 수집을 형성 한다. 모두 말라 골격 및 항 원 연락처 사이트 향해 microtubule 네트워크의 재교육의 개장 면역 시 냅 스 형성에 필수적입니다. F-말라의 조밀한 주변 반지로 걸 골격의 개장 면역 시 냅 스는 microtubule 조직 센터의 양극 화 현상이 동반 된다. 대뇌 피 질의 플러스-엔드 캡처 단백질 뿐만 아니라 microtubule 플러스-엔드 바인딩 단백질, 조정 방식으로 재구성 하는 말라와 microtubule cytoskeletons 간의 실제 상호 작용을 중재. 이러한 cytoskeletal 구조 이해 뿐만 아니라이 cytoskeletal 개편 모양 면역 시 냅 스 대형과 BCR 신호, 제어 B 세포 활성화에 새로운 통찰력을 제공할 수 있습니다 메커니즘 elucidating 이것은 cytoskeletal 네트워크의 새로운 세부 공개 슈퍼 해상도 현미경 방식의 개발에 의해 주 었 되었습니다. 여기 B 셀에 동시에 이미지 걸 구조, microtubules, transfected GFP 태그 microtubule 플러스-엔드 바인딩 단백질을 자극된 방출 소모 (호텔 위치) 현미경을 사용 하는 방법을 설명 합니다. 면역 시 냅 스 형성에서 초기 이벤트를, 우리는 반대로 면역 글로불린 (안티-Ig) 항 체, BCR 신호 및 골격 개장을 시작으로 coverslips에 B 세포 허용. 우리 A20 B-림프 종 세포에서 GFP 융해 단백질을 표현 하기 위한, 안티 Ig 유도 세포 확산 및 후속 셀 고정, Immunostaining, 이미지 수집 및 이미지 deconvolution 단계 단계별 프로토콜을 제공 합니다. 이 절차를 사용 하 여 얻은 고해상도 이미지 하나 동시에 말라 구조, microtubules, 및 이러한 두 개의 cytoskeletal 네트워크를 연결할 수 있습니다 microtubule 플러스-엔드 바인딩 단백질을 시각화 수 있습니다.

B 셀 고정된 안티-Ig에 확산, deconvolution 소프트웨어와 함께 사용 하는 호텔 위치 현미경 confocal 현미경 검사 법 보다 cytoskeletal 구조의 높은 해상도 이미지를 제공 합니다. 이것은 그림 1에서 분명 하다 어디 F 말라 네트워크 위에서 설명한 프로토콜을 사용 하 여 가시화 했다. 공초점 레이저의 비교 및 호텔 위치 슈퍼 해상도 같은 호텔 위치 이미지의 높은 해상도 보여주는 샘플 영상과 자세한 걸 골격 (그림 1)의 구조를 공개. 이 그림은 또한 그 deconvolution 고품질 호텔 위치 이미지는 걸 필 라 멘 트 더 명확 하 게 정의 얻기 위해 필수적입니다 보여줍니다. Deconvolution 공초점 이미지의 이미지의 해상도에 상당한 뛰어납니다, deconvolved 호텔 위치 이미지 deconvolved confocal 이미지...

Coverslips B 세포 수용 체에 항 체, 초기 단계에 대 한 모델 코팅에 확산 하는 B 세포에서 동시에 이미지 걸 구조, microtubules, 및 microtubule 플러스-엔드 바인딩 단백질에 호텔 위치 현미경 검사 법을 사용 하기 위한 프로토콜 소개 면역 시 냅 스 형성.

말라와 자극된 방출 소모 (호텔 위치) 현미경을 사용 하 여 B 세포 면역 냅에 Microtubule Cytoskeletons 시각화

B cells that bind to membrane-bound antigens (e.g., on the surface of an antigen-presenting cell) form an immune synapse, a specialized cellular structure ...

이 프로토콜의 전반적인 목표는 유도 방출 고갈을 위해 B 세포 면역 시냅스에서 액틴 및 미세소관 세포골격을 염색하거나 STED 현미경을 검사하고 공간적 관계에서 구조, 조직을 이미징하는 것입니다. 이 방법은 면역 시냅스 형성 중 액틴 및 미세소관 세포골격의 재조직을 포함하여 B 세포 활성화 중 세포골격 조직에 대한 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다중 컬러 STED 현미경의 주요 장점은 나노미터 규모의 해상도로 액틴 세포골격, 미세소관 네트워크 및 주요 세포골격 관련 단백질을 동시에 이미징할 수 있다는 것입니다.이 방법은 B 세포 활성화에 대한 통찰력을 제공할 수 있지만 자연 살해 및 T 세포와 같은 다른 면역 세포 유형의 면역 시냅스 형성에도 적용할 수 있습니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 개인은 STED를 사용하여 동시 이미징 및 다중 형광단을 위한 현미경 설정을 최적화하려면 약간의 연습이 필요하다는 것을 알게 될 것입니다. Jia 및 Madison과 함께 이 절차를 시연하는 사람은 Kate Choi와 Caitlin Pritchard입니다.먼저 각 transfection당 2.5배 10에서 6번째까지 A20 B-lymphoma cell을 원심분리하고, 1 - 2.5 microgram의 관심 혈장 DNA가 보충된 100 microlit의 transfection 시약에 세포를 다시 현탁시킵니다. 용액을 부드럽게 혼합하고 세포의 각 분취액을 6웰 플레이트의 개별 웰로 옮깁니다. 각 웰의 부피를 섭씨 37도의 완전한 배지로 2밀리리터로 조정하고 셀을 섭씨 37도의 인큐베이터에 18시간 동안 넣습니다.다음날 아침, 1.5 18mm 원형 유리 커버 슬립을 100 % 메탄올에 담그고 커버 슬립을 약 10 분 동안 완전히 건조시킵니다. 건조된 커버슬립을 12웰 조직 배양 플레이트의 개별 웰에 넣고 각 커버슬립 중앙에 400마이크로리터의 염소 항 마우스 면역글로불린 G 항체를 추가하여 중앙에 기포가 형성되고 웰로 떨어지지 않고 가장자리로 퍼지도록 합니다. 커버슬립을 실온에서 30분 동안 배양합니다.그런 다음 웰당 1ml의 멸균 PBS로 커버슬립을 3회 헹구어 결합되지 않은 항체를 제거합니다. 마지막 세척 후 세포 파종까지 각 커버슬립을 1밀리리터의 신선하고 멸균된 PBS에 보관하십시오. 형질주입된 세포가 준비되면 원심분리를 통해 15ml 원뿔형 튜브에 수집하고 FBS가 보충된 1ml의 변형된 HEPE

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Research

연구

JoVE Journal

Immunology and Infection

면역학 및 감염학

이 비디오는 T 림프구와 형광 항원을 운반하는 상피 세포 간의 상호 작용을 조사하여 면역학적 시냅스 토폴로지의 라이브 셀 이미징을 보여줍니다. 형광 현미경 검사는 내피 세포에서 적색 세포질 변위와 노란색 막 고리를 보여주어 면역학적 시냅스의 형성을 나타냅니다.

Live-Cell Imaging을 통한 면역학적 Synapse 토폴로지 평가

여기에서 우리는 두 가지 색상 STED의 nanoscopy에 의해 유리에 효과적으로 요약 NK 세포의 세포 독성 면역 시냅스 이미징을위한 프로토콜을 보여줍니다. 이 방법을 사용하여 우리는 시냅스 단백질과 세포 골격의 하위 100 nm의 분해능을 얻을 수 있습니다.

이중 색깔 시간 게이트 자극 방출 고갈 (STED) Nanoscopy에 의한 면역 시냅스의 시각화

성체 마우스의 림프절에서 120 ㎛의 깊이까지의 향상된 콘트라스트와 높은 해상도의 intravital 촬상 공간적 다중 초점 이광자 현미경의 여기 패턴을 변조함으로써 달성된다. 100 μm의 깊이에서 우리는 따라서 산란 및 회절 한계를 우회, 487 ㎚의 해상도 (측면) 및 551 nm의 (축 방향)을 측정 하였다.

어린 싹 센터의 높은 해결의 intravital 스트라이프 - 조명 현미경

여기에서는 면역학적 시냅스를 형성하는 유리 지지 지질 이중층 기술과 STED(Stimulated Emission Depletion) 현미경의 초고해상도 이미징 기술의 조합을 설명합니다. 이 프로토콜의 목표는 이러한 두 가지 기술을 성공적으로 수행하는 데 필요한 지침을 사용자에게 제공하는 것입니다.

유리 - 지원 평면 지질 이중층에 자연 살해 세포 면역 시냅스의 슈퍼 해상도 이미징

적응 면역은 T 세포와 항원 제시 세포 사이에 형성된 역동적인 '면역학적 시냅스'에 의해 제어됩니다. 이 프로토콜은 연구가 부족한 생리학적 APC이자 새로운 유형의 '평면 세포 APC 모델'로서 내피 세포를 조사하는 방법을 설명합니다.

이미징 면역 시냅스 역학에 대한 내피 평면 셀 모델

T 세포 면역학적 시냅스에서 필라멘트 액틴의 유속과 방향성을 조사하기 위해 라이브 셀 초해상도 이미징을 내부 전반사 형광과 결합하고 시공간 이미지 상관 분광법으로 정량화합니다.

구조화 조명 현미경 데이터의 시공간적 이미지 상관 분광학에 의해 정량화 T 세포에서 대뇌 피질 굴지 흐름

여기, 우리는 기본 인간 T 세포와 항 원 제시 세포 면역 시 냅 스의 정성 및 정량 분석을 위한 완벽 한 워크플로우를 설명합니다. 메서드 인수 및 시간의 상대적으로 짧은 기간 내에 몇 천 셀 이미지의 평가 허용 하는 이미징 cytometry를 기반으로 합니다.

Cytometry 이미징 사용 하 여 인간의 시스템에 면역 시 냅 스의 질적 및 양적 분석

여기서 우리는 IS의 형성 동안 B 림프구에서 세포 편광 사건을 특성화하는 두 가지 접근법을 기술한다. 첫 번째, 세포 기관 모집 및 시 냅 스 막에서 세포 골격 재배열의 정량화 포함. 두 번째는 면역 시냅스에 대한 편광을 겪는 중심도의 조성의 변화를 특성화하는 생화학적 접근법입니다.

면역 시 냅 스 형성 하는 동안 B 세포에서 세포 역학 공부

이러한 프로토콜은 면역학적 시냅스 형성및 면역학적 시냅스를 향한 후속 편광 분비 트래픽을 모두 이미지화한다. 세포 접합체는 초항원 펄스 라지 세포 (항원 제시 세포역할을 함)와 Jurkat 클론 (이펙터 도우미 T 림프구로 작용)사이에 형성되었습니다.

인간 면역학적 시냅스 이미징

여기서 우리는 B 세포에 견인력 현미경 실험을 수행하는 데 사용되는 프로토콜을 제시한다. 우리는 연약한 폴리 아크릴아미드 젤의 준비와 그 기능성, 현미경에서의 데이터 수집 및 데이터 분석의 요약을 설명합니다.

B 림프구 활성화를 연구하는 견인력 현미경 검사법

여기에서 우리는 비드 지원 지질 Bilayers를 사용하여 합성 항원 제시 세포의 단계별 재구성을 위한 프로토콜을 제시하고 활성화된 T 세포에서 시냅스 출력을 심문하는 그들의 사용.

T 세포 면역 시냅스의 미립자 출력을 연구하기 위해 비드 지원 지질 이중층의 준비

배우세요 STED 현미경을 활용하여 B세포 면역 시냅스에서 액틴과 미세소관 세포골격을 시각화하는 방법을. 나노미터 해상도로 면역 세포 활성화 과정을 연구할 수 있습니다.

말라와 자극된 방출 소모 (호텔 위치) 현미경을 사용 하 여 B 세포 면역 냅에 Microtubule Cytoskeletons 시각화

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