$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Alle uitgevoerde protocollen en procedures zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de West Virginia University. De muizen werden gehuisvest onder specifiek-pathogeenvrije omstandigheden in het vivarium aan de West Virginia University.
1. Bereiding van oplossingen
- Bereid perfusiebuffer (fosfaat gebufferde zoutoplossing, PBS). Gebruik ongeveer twee 10 ml aliquots ijskoude PBS per muis.
- Bereid longcelmedium/FACS-buffer voor. FACS-buffer bevat PBS aangevuld met 1% foetaal runderserum (FBS). Houd het medium koud gedurende het hele proces van longexcisie en -overdracht. Bereid ongeveer 8 ml per longmonster. Bereid verse medium/FACS-buffer voorafgaand aan de experimenten.
- Bereid dissociatiebuffer voor voor eencellige isolatie. Buffer bevat 1 mg/ml collagenase D en 200 μg/ml DNase I in hanks gebufferde zoutoplossing (HBSS). Bereid vers uit de stamoplossing (100 mg/ml collagenase D en 10 mg/ml DNase I) voorafgaand aan de experimenten. Ongeveer 6 ml per longmonster is nodig. Zorg ervoor dat de buffer voorafgaand aan het gebruik op kamertemperatuur komt.
- Bereid homogenisatiebuffer voor longweefselhomogenisatie voor. Buffer bevat PBS en 1x proteïnase en fosfataseremmer cocktail (voorraad = 100x). Bereid je fris voor op de experimenten. Houd de buffer koud tijdens het gehele homogenisatieproces. Ongeveer 200 μL van de buffer is voldoende voor het homogeniseren van een enkele rechterkwab van de longen.
2. Voorbijgaande occlusie van de middelste hersenslagader (tMCAO)
OPMERKING: Procedures voor tMCAO via monofilamentinbrenging in de middelste hersenslagader werden eerder in detail gedocumenteerd10. In deze experimenten werden 8- tot 12 weken oude mannelijke C57BL / 6J-muizen, met een gewicht van 25-30 g, gebruikt.
- Kortom, subcutaan 2 mg/kg meloxicam toedienen aan de muizen vóór de operatie. Verdoof de muizen diep in een inductiekamer met behulp van 5% isofluraan. Bevestig diepe verdoving met behulp van de teenknijpmethode. Onderhoud anesthesie met 1-2% isofluraan tijdens de operatie met behulp van een neuskegel. Houd de lichaamstemperatuur gedurende de hele procedure op 36,5 - 38 °C door een warme deken onder de muizen te leggen. Alle chirurgische hulpmiddelen moeten een dag voorafgaand aan de operatie worden gesteriliseerd.
- Scheer en bereid de huid in de ventrale nek voor met 70% ethanol gevolgd door chloorhexidine scrub. Dien subcutaan 2 mg/kg bupivacaïne toe over het incisiegebied voordat de eerste incisie wordt gemaakt. Gebruik oogzalf om de ogen te bedekken om uitdroging te voorkomen. Maak een middenlijn nek incisie. Trek zachte weefsels voorzichtig opzij rond de luchtpijp.
- Identificeer de linker gemeenschappelijke halsslagader en de externe halsslagader.
- Breng een tijdelijke hechting (maat 6/0) aan op de gemeenschappelijke halsslagader om de bloedstroom te stoppen. Maak een incisie in de uitwendige halsslagader.
- Steek een met siliconenrubber gecoat monofilament (maat 6-0) in de externe halsslagader en breng het monofilament naar de middelste hersenslagader. Laat het monofilament gedurende 60 minuten in de middelste hersenslagader (occlusie).
- Controleer de snelheid van de bloedstroom met behulp van Laser Doppler Flowmetry. Een vermindering van de stroomsnelheid naar de middelste hersenslagader die > 80% is, duidt op een succesvolle occlusie.
- Verwijder na de 60 minuten occlusie het monofilament om de reperfusie te laten plaatsvinden. Sluit de incisie.
- Voer bij schijnmuizen stap 2.1-2.6 uit zonder het monofilament in te brengen. Bij deze muizen moet de bloedstroom tijdens de hele procedure stabiel blijven.
- Controleer de muizen dagelijks en meet de neurologische tekorten met behulp van standaard scoringscriteria11. 0 – geen neurologisch tekort; 1 – trekt contralaterale voorepaw in wanneer deze door de staart wordt opgetild; 2- cirkels naar de contralaterale wanneer opgetild door de staart; 3- vallen naar de contralaterale tijdens het lopen; 4 – loopt niet spontaan of is comateus; 5 – dood.
- Geef subcutane injecties van normale zoutoplossing en pijnstillend (meloxicam, 2 mg/kg) om de 24 uur gedurende 3 dagen na de operatie.
- Isoleer de longen 24 en 72 uur na tMCAO voor de stroomafwaartse analyse.
3. Het oogsten van de longweefsels
- Verdoof de muis diep door intraperitoneale (i.p.) injectie van 100 mg/kg ketamine en 10 mg/kg xylazine. Bevestig diepe verdoving met behulp van de teenknijpmethode.
- Om de transcardiale perfusie van het hele lichaam uit te voeren12, pint u de muis vast aan het chirurgische platform en natte vacht met 70% ethanol om de bontverdeling in de lichaamsholte te verminderen. Gebruik een fijne dissectieschaar om een transversale incisie in de caudale buik te maken en vervolgens een middellijnincisie van het peritoneum, stoppend bij de thoracale holte voordat het diafragma wordt doorboord.
- Snijd niet door de spier/verberg je in de peritoneale holte en ga niet verder met incisiëren voorbij de buik.
- Stop de incisie zodra de thoracale holte is bereikt voordat het diafragma wordt doorboord. Zorg ervoor dat u het hart en de longen niet beschadigt, wat de perfusiekwaliteit of het celherstel in gevaar kan brengen
- Maak met behulp van een fijne dissectieschaar een middellijnincisie van het peritoneum die stopt bij de thoracale holte voordat het diafragma wordt doorboord.
- Grijp de muis bij het distale uiteinde van het borstbeen met behulp van een tang en til omhoog terwijl je door het middenrif snijdt, zeker dat het hart, de longen of de vasculatuur niet worden beschadigd. Zodra organen zichtbaar zijn, maakt u een incisie door de ribbenkast en scheidt u de ribcase en pint u deze terug, zodat het hart en de longen volledig worden blootgesteld.
- Maak voorzichtig een kleine incisie in het rechter atrium bij de aortaboog. Dit zal dienen als de uitstroom voor de perfusie.
- Plaats onmiddellijk daarna voorzichtig een naald van 25 G x 5/8 die is bevestigd aan een spuit gevuld met 10 ml koude PBS in het distale superieure oppervlak van de linker ventrikel. Zorg ervoor dat u niet via het ventrikelseptum in de rechterkamer inbrengt. Naald moet nauwelijks in de linker ventrikel worden ingebracht.
OPMERKING: Als ventrikelseptum wordt doorboord, zal vloeistof uit de neus van de muis stromen. Dit zal de perfusiekwaliteit verminderen en resulteren in celverlies.
- Indien gewenst kan een klem worden gebruikt om de naald tijdens de perfusie stevig op zijn plaats te houden in de linker ventrikel.
- Duw gestaag maar voorzichtig 10 ml koude PBS in het hart. Muizenweefsel moet beginnen te doordringen en het bloed verwijderen als vloeistof uit het rechteratrium komt.
- Duw een tweede aliquot van 10 ml PBS totdat voldoende bloedklaring is opgetreden. Lever zal een lichtbruin uiterlijk hebben en longen zullen overgaan van een roodachtig roze naar meestal wit van kleur.
- Verwijder met behulp van een tang en een fijne dissectieschaar zorgvuldig alle omliggende weefsels, waaronder het hart, de luchtpijp, de slokdarm, de thymus, het bindweefsel, de lymfeklieren en de grote bronchialen.
- Scheid individuele longlobben en plaats de lobben in een petrischaal op ijs met een aliquot van 1-2 ml koud longcelmedium.
4. Homogenisatie van longweefsel voor multiplex kralenarrays met behulp van kraalhomogenisator
- Koel een conische schroefdopbuis van 2 ml met 3 steriele 2,3 mm zirkonia/silica kralen voor. Voeg 200 μL koude homogenisatiebuffer toe aan de buis.
- Weeg de lob, breng de lob over naar de voorgekoelde conische buis met de kralen en homogenisatiebuffer.
OPMERKING: Ongeveer 50-100 mg weefsel gehomogeniseerd in 200 μL buffer is voldoende voor het detecteren van cytokine- en chemokine-expressie in het monster.- Homogeniseer de lob met behulp van een op kralen gebaseerde homogenisator (zie Materiaaltabel) bij 4.000 tpm gedurende 2 minuten.
- Zorg ervoor dat het weefsel volledig gehomogeniseerd is. Verhoog de tijd indien nodig.
- Na homogenisatie centrifugeert u de buis in een voorgekoelde (4 °C) microcentrifuge bij 15.870 x g gedurende 3 minuten.
- Breng de supernatanten over in een voorgekoelde microbuis van 1,5 ml.
- Plaats het monster direct op ijs voor onmiddellijk gebruik of bewaar het monster bij -80 °C voor toekomstig gebruik. Vermijd meerdere vries-dooicycli.
5. Dissociatie van longweefsel en eencellige isolatie
- Giet het longcelmedium af van de resterende longlobben om verdunning van de dissociatiebuffer te voorkomen. Steek vervolgens voorzichtig een spuit van 1 ml met 25 G en 5/8 naald met 1 ml van de dissociatiebuffer in het longweefsel.
- Injecteer kleine fracties (ongeveer 1/4th tot 1/5th) van de dissociatiebuffer in elke longkwab en blaas voorzichtig op.
OPMERKING: Het grootste deel van de buffer zal snel na het opblazen naar buiten stromen omdat de lob is weggesneden.
- Herhaal de injectie van dissociatiebuffer 1-2x.
- Incubeer de longlobben met dissociatiebuffer gedurende 2 minuten bij kamertemperatuur.
- Hak de longlobben fijn in kleine stukjes met een fijne dissectieschaar.
- Breng de gehakte longstukken met de dissociatiebuffer over in een centrifugebuis van 15 ml. Vul aan met extra dissociatiebuffer tot een totaal van 6 ml. Vortex krachtig gedurende 1 min.
- Incubeer het monster gedurende 45 minuten bij 37 °C. Vortex krachtig elke 7-8 min.
- Na 45 minuten incubatie, vortex het monster krachtig gedurende 1 min voor optimale resultaten.
- Dissocieer het monster verder door een celzeef van 100 μm te passeren om resterend, ongewenst bindweefsel en interstitieel weefsel te verwijderen.
- Centrifugeer het monster gedurende 10 minuten bij 380 x g en gooi het supernatant weg.
- Voeg 5 ml koud longcelmedium toe aan het monster. Resuspendeer de celpellet door zachte vortexing.
- Centrifugeer het monster gedurende 10 minuten bij 380 x g en gooi het supernatant weg.
- Voeg 1 ml koud longcelmedium toe. Resuspendeer de celpellet door zachte vortexing.
- Ga door een celzeef van 100 μm en tel cellen.
6. Flowcytometrische analyse voor de niche van de longimmuuncel
- Zaad 1-2 x 106 cellen/antilichaam in een 96 goed ronde bodemplaat (3 sets in totaal). Centrifugeer de cellen gedurende 3 minuten bij 830 x g. Gooi supernatanten weg.
- Resuspendeer de celpellet in 50 μL koude PBS met fixeerbare levende/dode vlek. Bereid de vlek voor volgens de instructies van de fabrikant.
- Incubeer de cellen bij 4 °C gedurende 20 minuten beschermd tegen licht. Centrifugeer de cellen gedurende 3 minuten bij 830 x g. Gooi supernatanten weg.
- Resuspendeer de celpellet met 25 μL koude FACS-buffer met 5 μg/ml antimuis CD16/32-antilichaam. Incubeer bij 4 °C gedurende 10-15 min.
- Voeg 25 μL koude FACS-buffer met antilichaamcombinaties vermeld in tabel 1 toe aan de cellen. Meng door zachtjes te pipetteren.
OPMERKING: Het totale volume van de FACS-buffer voor de antilichaamkleuring is 50 μL. Daarom moet bij het bereiden van een hoofdmix van antilichamen in 25 μL de concentratie antilichamen het dubbele zijn van de uiteindelijke concentratie.
- Incubeer de cellen bij 4 °C gedurende 20 minuten beschermd tegen licht. Centrifugeer de cellen gedurende 3 minuten bij 830 x g. Gooi supernatanten weg.
- Resuspendeer de cellen met 100 μL koude FACS-buffer. Centrifugeer de cellen gedurende 3 minuten bij 830 x g. Gooi supernatanten weg.
- Resuspendeer de cellen met 100 μL koude FACS-buffer. Breng over naar een polystyreen facs-buis met ronde bodem van 5 ml met 150 μL extra FACs-buffer. Analyseer het monster onmiddellijk met behulp van een flowcytometer.
OPMERKING: Met celfixatie met behulp van de volgende stappen kunnen monsters later worden geanalyseerd.
- Na stap 6.7 resuspensie het monster met 100 μL 1% paraformaldehyde in PBS.
- Incubeer het monster bij 4 °C gedurende 15 minuten beschermd tegen licht. Centrifugeer de cellen gedurende 3 minuten bij 830 x g. Gooi supernatanten weg.
- Resuspendeer de cellen met 100 μL koude FACS-buffer. Centrifugeer de cellen gedurende 3 minuten bij 830 x g. Gooi supernatanten weg.
- Resuspendeer de cellen met 100 μL koude FACS-buffer. Bewaar de cellen bij 4 °C, beschermd tegen licht. Analyseer het monster binnen 72 uur.
7. Multiplex kralenarrays voor cytokine- en chemokinedetectie
OPMERKING: Commercieel verkrijgbare pro-inflammatoire chemokine- en ontstekingsmultiplexpanelen (zie tabel met materialen) werden gebruikt om de expressie van chemokines en cytokines in de longen te bepalen na tMCAO-inductie volgens het fabrikantprotocol, dat in detail is beschreven13.
- Kortom, ontdooi de analyten op ijs als ze na weefselhomogenisatie bij -80 °C zijn bewaard. Centrifugeer het monster bij 590 x g gedurende 2 minuten bij 4 °C voor gebruik om eventueel achtergebleven weefsel te verwijderen.
- Genereer een standaardcurve door de standaardcocktail (C7) met een bekende concentratie van 10 ng / ml serieel te verdunnen in 7 normen (C1-6), waarbij de laatste standaard alleen de testbuffer (C0) is.
- Zodra alle reagentia tot kamertemperatuur zijn opgewarmd, voegt u 25 μL van elke standaard en 25 μL testbuffer toe aan een V-bodemplaat van 96 put.
- Voeg aan elke monsterput 25 μL longhomogenaat (analyt) en 25 μL testbuffer toe aan een V-bodemplaat van 96 put
- Vortex de voorgecoate kralen krachtig en voeg vervolgens 25 μL voorgecoate kralen toe aan elk van de standaard- en monsterputten.
- Sluit de plaat af en bescherm tegen licht door af te dekken met folie. Schud de plaat op 110 rpm gedurende 2 uur bij kamertemperatuur.
- Centrifugeer bij 230 x g gedurende 5 min. Voeg 200 μL wasbuffer toe bij 1x (stockoplossing is 20x, verdun tot 1x met water). Incubeer gedurende 1 min.
- Centrifugeer bij 230 x g gedurende 5 min. Resuspendeer de standaard en het monster met 25 μL detectieantistoffen.
- Sluit de plaat af en bedek deze om te beschermen tegen licht. Schud de plaat bij 110 tpm gedurende 1 uur bij kamertemperatuur.
- Voeg 25 μL streptavidin-phycoerythrin (SA-PE) toe aan elke standaard en monster goed.
- Sluit de plaat af en bedek deze om te beschermen tegen licht. Schud bij 110 rpm gedurende 30 min bij kamertemperatuur.
- Draai de plaat op 230 x g gedurende 5 min. Resuspendeer de standaard en monsters in 1x wasbuffer.
- Breng over in een goed gelabelde polystyreen ronde bodem FACS-buis met een extra 150 μL 1x wasbuffer.
- Bepaal de fluorescentie-intensiteit van het PE-signaal voor de normen en monsters met behulp van een flowcytometer.
- Construeer een standaardcurve voor elke chemokine en cytokine met behulp van de gemiddelde fluorescentie-intensiteit (MFI) van PE tegen de vooraf bepaalde concentraties.
- Bepaal de concentratie van elke chemokine en cytokine met behulp van de standaardcurve en de MFI van elk monster. Het multiplexpaneel biedt data-analysesoftware die kan worden gebruikt om de concentratie van elke analyt te bepalen. Het gewicht van de apicale/superieure kwab wordt gebruikt om de concentratie cytokines of chemokine per milligram weefsel te bepalen.