Zodra de geschikte reagentia, microscoop instellingen en kalibratie experimenten worden opgezet, deze methode is relatief eenvoudig uit te voeren. De kritische stappen omvat: het labelen van de Candida S-1 zodat er geen overbelasting van de kleurstof, kalibreren en analyseren van het beeld.
S-1 is een reagens geschikt voor meer basische pH omstandigheden, hetgeen vooral van belang voor neutrofielen 21 maar beperkt het gebruik ervan in bepaalde celtypen. Meer zure omgevingen zoals macrofaag fagosomen, SNARF-4 of S-4, geschikter vanwege de lagere pKa 22. Bovendien, voor nauwkeurigere metingen cytoplasma, is het beter om S-4 gebruikt, aangezien de standaardcurve voor S-1 blijkt dat de fluorescentie verhoudingen gaan plateau onder pH 6 (figuur 3). Andere kleurstoffen, zoals 2' , 7'-bis- (2-carboxyethyl) -5- (en-6) -carboxyfluoresceïne (BCECF) of pHrodo Red kan ook geschikt zijn een context dat naar verwachting zuur te zijn. Maar het cytoplasma kleuring steeds nodig zijn om correcte identificatie van de phagosomes met Candida.
Een belangrijk kenmerk van een phagosomal pH-indicator is dat het niet onomkeerbaar is veranderd door de reactieve phagosomal milieu. S-1 lijkt bestand tegen de neutrofielen milieu zijn. Dit wordt aangetoond door Levine et al. 5 (zie aanvullende Video 4 van referentie 5), die de fagocytose en daarop volgende afgifte van een S-1 gemerkte Candida deeltjes door een Hvcn1 tonen - / - neutrofielen. Wanneer gefagocyteerd, het deeltje verandert van geel / oranje naar rood (neutrale tot alkalische pH), maar wanneer het deeltje wordt vrijgegeven door de neutrofielen, keert hij terug naar zijn oorspronkelijke kleur.
Het is belangrijk om een aantal beperkingen van het gebruik van S-1 vermeld. Dat deze kleurstof twee emissiespectra waardoor ratiometrische measurement is een voordeel, maar specialistische apparatuur nodig is om beelden te verwerven; de microscoop gebruikt voor de experimenten moeten kunnen twee beelden gelijktijdig of met een onbeduidend vertraging opneemt. De auteurs gaan ervan uit dat de onderzoeker een poging dit protocol heeft ervaring met behulp van confocale microscopie, of toegang heeft tot een getrainde professional. We kunnen niet een lijst van alle specifieke microscoop parameters zoals ze verschilt per microscoop en moeten worden geoptimaliseerd door de onderzoeker. De acetoxymethylester geconjugeerd aan S-1 waarmee de kleurstof diffundeert in het cytoplasma afgebroken door niet-specifieke esterasen in het cytoplasma naar het fluorescerende molecuul. Esterasen, zoals alkalische fosfatase, aanwezig in humaan serum en foetaal runderserum, die worden gebruikt ter aanvulling celkweekmedia. Bijgevolg moet het medium waarin de cellen worden geladen met S-1-AM (4.5) geen serum. Dit kan moeilijk blijken als het gebruik van cellen die een meer voedselrijke ric vereisenh medium te houden dan de gebalanceerde zoutoplossing gebruikt in dit protocol. Evenzo kunnen andere fluorescerende mediumcomponenten, zoals fenol rood, kunnen interfereren met S-1 gemeten.
De foutbalken in figuur 3 geven aan dat er enige variatie in de verhouding metingen bij elke pH. Een geschikt aantal herhalingen van elk experiment (ten minste n = 3) en evenveel afzonderlijke metingen in elk afzonderlijk experiment nodig zijn tussen vacuolaire variatie overwinnen. Derhalve is het raadzaam om de pH van ten minste 100 phagosomes voor elke omstandigheid en evenveel phagosomal gebieden die lijken enige Candida bevatten meten. De phagosomes te meten voor kwantificering moeten zijn die volledig zijn overspoeld een Candida deeltje (dwz die volledig omringd door cytoplasma). Af te zwakken tegen onbedoelde vertekening bij de selectie van cellen / phagosomes voor kwantificering, moeten alle analyses worden uitgevoerd alsblind voor de experimentele omstandigheden.
Hier beschrijven we de isolatie van neutrofielen door dextran sedimentatie van volbloed gevolgd door centrifugatie van de plasmalaag door een dichtheidsgradiënt. Wij gebruiken deze techniek het snel en efficiënt produceert een zuiver (> 95%) populatie neutrofielen, hoewel er andere methoden, zoals volbloed centrifugatie door andere dichtheidsgradiënt formules of negatieve selectie van neutrofielen via gespecialiseerde kits met antilichamen of magnetische kralen. Echter, de laatste onbetaalbaar voor de meeste groepen die neutrofielen routinematig isoleren. Daarnaast gebruiken we het antistollingsmiddel heparine in de bloedafnamebuis, terwijl andere onderzoekers meer gewend aan het gebruik van ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA) of zuur citraat natrium (ACD) kan zijn. Omdat er veel verschillende methoden om uit te kiezen, is het aan de persoonlijke voorkeur van de onderzoeker.
Voortswanneer het isoleren en manipuleren van neutrofielen ze moeten worden behandeld met enige zorg aan bovenmatige activering te voorkomen. Voorzorgsmaatregelen zijn onder meer: alleen met behulp van plastic waren, geen glas; filter-steriliseren alle buffers één verontreinigend endotoxine te verwijderen; bij het draaien van neutrofielen zorg ervoor dat de centrifuge is goed uitgebalanceerd om overmatige trillingen te vermijden; zo beperkt mogelijke tijd neutrofielen blijven in een pellet na centrifugatie; niet neutrofielen in de oplossing van meer dan 5 x 10 6 / mL te handhaven; en het uitvoeren van de proef zo spoedig mogelijk na isolatie.
Deze werkwijze kan worden aangepast aan veranderingen in de pH en phagosomal gedurende een bepaalde tijdsperiode te meten met behulp van een verwarmde decor tot 37 ° C op de microscoop en het nemen van momentopnamen eens 30-60 s vanuit dezelfde positie, zoals beschreven voor de ijkingsstappen. Het kan theoretisch ook worden aangepast voor hogere doorvoer experimenten, zoals in 96-putjesplaten en voor flowcytometrie-experimenten, waarbij S-1 kanworden gebruikt als pH-indicator 23. Echter, in deze instellingen, de nadruk op individuele celactiviteit wordt vervangen door een meer globale effect op de cel bevolking.
Deze methode is gericht op een relatief eenvoudige experimentele opstelling waarop individuele onderzoekers kunnen aanpassen aan hun gebied van belang aan te passen te bieden. Onderzoekers willen neutrofielen phagosomal pH en omgeving verkennen en tegelijkertijd meten van verplaatsing van andere ionen, bijvoorbeeld intracellulaire calciumconcentratie. Er zijn verschillende fluorescente Ca2 + indicatoren beschikbaar voor confocale microscopie, zoals Indo-1, die ook dual emissiespectra bij 400 tot 475 nm 24. Deze emissiegolflengten niet overlappen met S-1 emissiespectra, maar de excitatiegolflengte is bovenaan ultraviolet (UV) uiteinde van het spectrum, die schadelijk voor cellen en een UV laser niet gebruikelijk bij alle microscopen. Een uitgebreid overzicht van de verschillende indicatorenmeten intracellulair calcium flux onder Takahashi et al. 25 en Hillson et al. 26.
Tot slot zijn er andere methoden beschikbaar om phagosomal pH meten met verschillende fluorescente kleurstoffen Nunes et al. hebben aangetoond 13 en andere groepen 27, 28. Andere onderzoekers hebben ook S-1 te meten cytosol pH 29 of pH phagosomal 14. Echter, dit protocol is uniek gelijktijdig de pH van zowel cytosol en phagosome, die de mogelijkheid om veranderingen in phagosomal dwarsdoorsnedeoppervlak observeren en om onderscheid te maken tussen wildtype en Hvcn1 levert - / - muis neutrofielen en humane neutrofielen met en zonder werken NADPH oxidase.