Dit document beschrijft de methodologie om de chemotactische respons van leukocyten aan specifieke liganden bepalen en interacties tussen de receptoren op het celoppervlak en cytosolische eiwitten met behulp van live-cell imaging technieken.
Methodenartikel
Dit document beschrijft de methodologie om de chemotactische respons van leukocyten aan specifieke liganden bepalen en interacties tussen de receptoren op het celoppervlak en cytosolische eiwitten met behulp van live-cell imaging technieken.
G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR's) behoren tot de zeven transmembraan eiwit familie en bemiddelen van de transductie van extracellulaire signalen naar intracellulaire reacties. GPCRs controle diverse biologische functies, zoals chemotaxis, intracellulaire calcium release, genregulatie in een ligand afhankelijke manier via heterotrimere G-eiwitten 1-2. Ligand binding leidt tot een reeks van conformationele veranderingen die leiden tot de activering van heterotrimere G-eiwitten die het niveau van de second messengers zoals cyclische adenosine monofosfaat (cAMP), inositol trifosfaat (IP3) en diacyl glycerol (DG) moduleren. Gelijktijdig met de activering van de receptor ligand binding brengt ook een reeks van gebeurtenissen aan de receptor signalering via desensitisatie, beslaglegging en / of internalisatie verminderen. De desensibilisatie proces van GPCR's gebeurt via receptor fosforylatie door G-eiwit receptor kinases (GRKs) en de daaropvolgende binding van β-arrestins 3. β-arrestins zijn cytosolische eiwitten en verplaatsen naar membraan op GPCR activering, te binden aan gefosforyleerd receptoren (de meeste gevallen) is er door het faciliteren van receptor internalisatie 4-6.
Leukotrieen B 4 (LTB 4) is een pro-inflammatoire lipide molecuul afgeleid van arachidonzuur route en bemiddelt haar acties via GPCR's, LTB 4-receptor 1 (BLT1, een hoge affiniteit receptor) en LTB 4-receptor 2 (BLT2, een lage affiniteit receptor ) 7-9. De LTB 4-BLT1 traject is gebleken om kritisch te zijn in verschillende inflammatoire ziekten, waaronder, astma, artritis en atherosclerose 10-17. De huidige paper beschrijft de methoden ontwikkeld om LTB 4-geïnduceerde migratie van leukocyten en de interacties van BLT1 met β-arrestine en receptor translocatie in levende cellen met behulp van microscopische beeldvorming 18-19 te controleren.
Beenmerg afgeleide dendritische cellen uit C57BL / 6 muizen werden geïsoleerd en gekweekt zoals eerder beschreven 20-21. Deze cellen werden getest in live cell imaging methoden om de LTB 4 geïnduceerde cel migratie aan te tonen. De menselijke BLT1 werd getagd met rood fluorescerend eiwit (BLT1-RFP) op C-terminus en β-arrestin1 getagd met groen fluorescerend eiwit (β-arr-GFP) en de beide plasmiden getransfecteerd in Rat basofiele Leukomia (RBL-2H3) cellijnen 18-19. De kinetiek van interactie tussen deze eiwitten en lokalisatie werden gemonitord met behulp van live-cell microscopie video. De methoden in de huidige papieren beschrijven het gebruik van microscopische technieken om de functionele reacties van G-eiwit gekoppelde receptoren in levende cellen te onderzoeken. De huidige paper beschrijft ook het gebruik van Metamorph software om de fluorescentie-intensiteiten te kwantificeren de kinetiek van de receptor en cytosolisch eiwit interacties te bepalen.
Methodologie
Beschrijving van de microscoop
Live-cell imaging experimenten uitgevoerd met behulp van TE-FM Epi-fluorescentie systeem aan Nikon omkeermicroscoop Eclipse TE300. De microscoop uitgerust met verwarming podium. Een koele snap HQ digitale Z / W CCD (Roper Scientific) camera en Lamda 10-2 optische filter-wisselaar (Sutter instrument bedrijf) is aangesloten microscoop. Excitatie en emissie golflengtes worden gecontroleerd met filter wielen en gecontroleerd door Lamba 10-2 filterwiel controller, moet Sutter Instruments Co Sluitertijd 500 ms is voldoende om RFP of GFP te bekijken in levende cellen. Hardware controle en acquisitie van beelden worden gecontroleerd door Metamorph software. De keuze van de filters voor de onderhavige studie zijn, filter sets S480/20x, S525/40m en S565/25x, S620/60m voor GFP en RFP, respectievelijk; EGFP / DsRed dual dichroïde, Chroma Technology. Dit filter wiel is geschikt voor maximaal zes filter sets. Microscoop is bevestigd met Voorafgaand ProScan podium controller met Joy stick. Al deze hardware bijlagen kunnen worden gecontroleerd door Metamorph software. De microscoop wordt ook verbonden met Micromanipulators aan de micropipetten te houden.
A. Meten leukotrieen B 4 Directed dendritische cel-migratie
Met behulp van de hierboven beschreven microscoop instelling, hebben we methoden ontwikkeld voor het volgen van ligand gericht dendritische cel migratie in real time. Twee micromanipulators (Narishige) zijn aan de microscoop. De chemotaxis van muis beenmerg afgeleide dendritische cellen (BMDCs) in de richting LTB 4 gradiënt werd opgenomen. Hier beschrijven we de methoden om de micro-pipetten voor te bereiden met behulp van micro-pipet trekker, het laden van de ligand in de micro-pipet en het opzetten van de chemotaxis experiment op het verwarmde stadium van de microscoop om directionele migratie van cellen te controleren. Deze methode kan worden toegepast om de effectiviteit van verschillende chemoattractants test in het induceren van migratie als gevolg van remmers van chemotaxis in levende cellen. De isolatie van BMDCs 21 van de muis is beschreven in diverse publicaties, waaronder Jupiter 22.
1. Voorbereiding van de BMDCs
Voorbereiding van de ligand geladen micro-pipet:
B. Het meten van GPCR (BLT1) en cytosolisch eiwit (β-arrestine) interacties, Translocatie in levende cellen
1. De voorbereiding van plasmide DNA-constructen
De details van DNA-plasmide constructen werden beschreven in Jala et al.. (2005) 18.
2. Transfectie van de Mens BLT1-RFP en β-arrestine-GFP in de RBL-2H3 cellen
3. Live cell imaging
Overname van afbeeldingen
Proces van beelden en kwantificering van de fluorescentie van eiwitten en lokalisatie
Representatieve resultaten
A. Meten leukotrieen B 4 Directed dendritische cel-migratie
De methode beschreven in dit protocol werd gebruikt om de dendritische cel migratie naar leukotrieen B 4 (figuur 1 en de bijgevoegde video 1) 21 vast te stellen. We kunnen toepassen vergelijkbare methode als de chemotactische vermogen van cellen te bepalen om een bepaalde ligand in levende cellen.

Figuur 1. Mouse beenmerg afgeleide dendritische cel migratie naar 100 nM LTB 4.
Video 1. Live cel migratie van BMDCs naar LTB 4. Klik hier om de video te zien .
B. Het meten van GPCR (BLT1) en cytosolisch eiwit (β-arrestine) interacties, Translocatie in levende cellen
Na voltooiing van deze procedure, kan men de volgende informatie op in GPCR signalering evenementen.

Figuur 2. Expressie van BLT1-RFP (A), β-arrestin-GFP (B), pNuc-CFP (C) in RBL-2H3 cellen. Kleur gecombineerd afbeelding getoond in paneel D.

Figuur 3. Ligand geïnduceerde translocatie van receptor en de β-arrestine. Lijn scan van tl-intensiteiten in de cellen worden weergegeven.

Figuur 4. Kinetiek van receptor internalisatie en β-arrestine translocatie na toevoeging van 1 uM LTB 4. De fluorescentie-intensiteiten werden gemeten als functie van de tijd op membraan en cytosolische locaties van de cel.
Video 2 Live beeldvorming van cellen die BLT1-RFP en β-arrestine-GFP op de toevoeging van een uM LTB 4. Klik hier om video te bekijken
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Live-cell imaging is een krachtig hulpmiddel om de functie en de interacties van specifieke eiwitten zoals die in real-time aan te tonen. De methoden die in dit handschrift tonen duidelijk aan dat LTB 4 kan een snelle migratie van dendritische cellen te induceren. Deze methoden niet alleen de aspecten van de LTB 4 functie om diverse soorten cellen uit te breiden, ze laten soortgelijke methoden worden toegepast op een verscheidenheid van andere chemokinen en het testen van hun werkzaamheid als chemo...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het onderzoek wordt ondersteund door National Institutes of Health beurzen AI-52381, CA138623 en Kentucky Lung Cancer Research Board en institutionele steun van James Graham Brown Cancer Center.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Rat basofiele leukemiecellijn (RBL-2H3) of HEK293-cellen. | ATCC | CRL-2256 | |
| Delbecco’s modified Eagle’s Medium (DMEM) | Invitrogen | 11995 | |
| Fenolroodvrij RPMI of DMEM | Invitrogen | 11835-030 | |
| Foetaal runderserum | Invitrogen | 16000-044 | |
| L-Glutamine (200 mM) | Invitrogen | 25030 | |
| Penicilline-streptomycine (10000 U/mL) | Invitrogen | 15140 | |
| Trypsine, 0,05% (1X) met EDTA 4Na, vloeibaar | Invitrogen | 25300 | |
| HEPES (1M) | Invitrogen | 15630 | |
| 35 mm steriele glazen dekglasbodem Fluoro-schalen (0,17 mm dik) (WillCo-dish) | World Precision Instruments, Inc. | FD35-100 | |
| Steriele Gene Pulser cuvet (0,4 cm elektrodeafstand) (Bio-Rad) | Bio-Rad | 16552088 | |
| Gene Pulser II electroporator | Bio-Rad | ||
| TE-FM Epi-Fluorescentiesysteem gekoppeld aan Nikon Inverted Microscope Eclipse TE300 | Nikon Instruments | ||
| Metamorph software | Universal Imaging | ||
| Verticale micropipet-puller | Narishige International | ||
| Micro-Forge M-900 | Narishige International | ||
| Hydraulische micromanipulator MO-188NE | Narishige International | ||
| Grove handmatige manipulator, MN-188NE | Narishige International | ||
| cDNA-constructen: | |||
| cDNA van G-proteïnegekoppelde receptor getagd met rood fluorescent eiwit aan de C-terminus (hBLT1-RFP) | Jala et al 2005 | ||
| cDNA van cytosolisch eiwit getagd met GFP (β-arrestine1-GFP in de huidige studie). | Jala et al 2005 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen