Het huidige protocol biedt een uitgebreide reeks procedures die nodig zijn om procoagulerende bloedplaatjes te analyseren, die overlappende kenmerken van necrose, apoptose en activering van bloedplaatjes vertonen.
Methodenartikel
Het huidige protocol biedt een uitgebreide reeks procedures die nodig zijn om procoagulerende bloedplaatjes te analyseren, die overlappende kenmerken van necrose, apoptose en activering van bloedplaatjes vertonen.
Bloedplaatjes die in de bloedbaan circuleren zijn relatief rustig, maar worden "geactiveerd" bij het tegenkomen van stimulerende middelen of "agonisten" op de plaats van bloedvatbeschadiging. Proaggregatoire en procoagulerende bloedplaatjes vertegenwoordigen twee verschillende populaties van geactiveerde bloedplaatjes. Terwijl proaggregerende bloedplaatjes het stoppen van bloedingen, of 'hemostase', vergemakkelijken door een prop van bloedplaatjes te vormen die samenklonteren via fibrinogeenbruggen, versnellen procoagulerende bloedplaatjes de stollingscascade dramatisch, met als hoogtepunt de vorming van fibrinestolsels. Een interessant aspect van procoagulante bloedplaatjes is dat hun morfologie bepaalde kenmerken van "necrose" en "apoptose" vertoont. Ze kunnen dus een vorm van celdood in bloedplaatjes vertegenwoordigen, zij het met een belangrijke rol bij trombose en hemostase. In dit artikel wordt het concept van procoagulerende bloedplaatjes geïntroduceerd, hun relevantie voor gezondheid en ziekte, en een vergelijking van bestaande methoden voor hun analyse. Vervolgens biedt het uitgebreide protocollen voor het analyseren van procoagulante bloedplaatjes, het onderzoeken van de mechanismen van hun vorming en het beoordelen van hun protrombotische rol bij het vergemakkelijken van coagulatie. Het artikel wordt afgesloten met een bespreking van de belangrijkste stappen, beperkingen en principes voor probleemoplossing voor de beschreven methoden.
Er zijn ten minste twee verschillende populaties van geactiveerde bloedplaatjes 1,2. Pro-aggregatoire bloedplaatjes worden gekenmerkt door een hoge activering van integrine en een lage of geen blootstelling aan PS. Aan de andere kant worden procoagulante bloedplaatjes gekenmerkt door een lage integrine-activiteit en een hoge blootstelling aan PS 1,2, wat een oppervlak biedt voor de assemblage van tenase- en protrombinasecomplexen3, dat respectievelijk 105-10 6-voudig en 300000 keer actiever is dan individuele oplosbare fasefactor IXa en Xa4. Procoagulerende bloedplaatjes versnellen dus de stolling drastisch. Een interessant aspect van procoagulante bloedplaatjes is dat hun morfologie lijkt op bepaalde kenmerken van "necrose", zoals microvesiculatie, ballonvorming van de cel met verstoring van het cytoskelet en verlies van membraanintegriteit, evenals die van "apoptose" zoals verlies van membraanfosfolipide-asymmetrie met blootstelling van fosfatidylserine in de buitenste bijsluiter 5,6. Met andere woorden, de vorming van procoagulerende bloedplaatjes kan een vorm van celdood in bloedplaatjes vertegenwoordigen, zij het met een belangrijke fysiologische functie bij hemostase.
Procoagulerende bloedplaatjes zijn significant geassocieerd met trombotische aandoeningen. Hoewel de meeste gezonde personen geen circulerende procoagulerende bloedplaatjes hebben, neemt ~30% van de normale donorbloedplaatjes ex vivo een procoagulerend fenotype aan na blootstelling aan sterke agonisten zoals trombine en collageen7. Circulerende procoagulante bloedplaatjes zijn gemeld bij trauma, waarbij hun vorming activering door histon H4 8,9 kan weerspiegelen. Bij de meeste protrombotische aandoeningen worden verhoogde niveaus van procoagulerende bloedplaatjes echter pas gedetecteerd na ex vivo stimulatie10. Patiënten met een acute beroerte bij wie >51,1% van hun bloedplaatjes werd omgezet in procoagulerende bloedplaatjes (ook bekend als COATed bloedplaatjes) door collageen en trombine, hadden bijvoorbeeld een hazard ratio van 10,72 voor recidiverende beroerte binnen 30 dagen in vergelijking met patiënten met minder procoagulerende bloedplaatjesvorming11. Vergelijkbare resultaten zijn gemeld bij patiënten met voorbijgaande ischemische aanvallen en atherosclerose van de halsslagader12. Daarentegen is de bloedingsstoornis Scott-syndroom het gevolg van een mutatie van ANO6, die codeert voor de fosfolipide scramblase TMEM-16F, wat leidt tot deficiënte blootstelling aan PS met bloedplaatjes13. Idiopathische bloedingsstoornissen en intracraniële bloedingen kunnen in verband worden gebracht met een verminderd vermogen om procoagulerende bloedplaatjes te genereren14.
Daarom maakt de beoordeling van procoagulerende bloedplaatjes deel uit van elke analyse van de bloedplaatjesfunctie, niet alleen tijdens basisonderzoeken naar mechanismen van bloedplaatjesactivering en daaruit voortvloeiende trombose en hemostase, maar ook tijdens klinische analyse op risico op trombose of bloeding bij patiënten tijdens verschillende pathologische toestanden. Een panel van de International Society on Thrombosis and Haemostasis (ISTH) adviseerde het gebruik van Annexine V-binding en P-selectine-expressie door middel van flowcytometrie om procoagulantia te onderscheiden van andere subpopulaties van bloedplaatjes15. Het artikel bespreekt ook de verschillende methoden die kunnen worden gebruikt om procoagulerende en apoptotische bloedplaatjes te analyseren, maar schiet tekort in het in detail beschrijven van de processen. Deze methoden omvatten detectie van (1) activering van bloedplaatjes door PAC1/JonA of fibrinogeenbinding (flowcytometrie); (2) secretie van alfa-granule door P-selectine-expressie (flowcytometrie); (3) PS-blootstelling door Annexin V/lactadherinebinding (flowcytometrie); (4) verlies van membraanintegriteit door GSAO-labeling (flowcytometrie); (5) morfologische veranderingen zoals ballonvaren (microscopie); (6) detectie van caspase-activering door middel van caspase-assay (immunoblotting/luminometrie/flowcytometrie) of afbraak van cytoskeletsubstraat gelsoline (immunoblotting); (7) verlies van mitochondriaal membraanpotentiaal door mitochondriale potentiaalgevoelige kleurstoffen zoals JC-1/Mitotracker (flowcytometrie); (8) mitochondriale intrinsieke apoptotische markers Bax, Bak en cytochroom c afgifte (immunoblotting); (9) procoagulerende functie door trombinegeneratietest en stollingsfactor Xa/Va-binding (flowcytometrie, microscopie); (10) Cytosolische en mitochondriale calciumstijging door fluorescerende calciumgevoelige kleurstoffen (flowcytometrie, fluorometrie, microscopie).
De huidige studie gaat dieper in op uitgebreide protocollen voor de analyse van procoagulante bloedplaatjes en onderscheidt ze van proaggregatoire en apoptotische bloedplaatjes. De meeste beschreven procedures zijn gebaseerd op flowcytometrie die de voordelen heeft dat (1) ze direct beschikbaar en gebruiksvriendelijk zijn, (2) een laag monstervolume vereisen en (3) gelijktijdige detectie van meerdere subpopulaties van bloedplaatjes (proaggregatie, procoagulans en apoptotisch) mogelijk maken15. Deze op flowcytometrie gebaseerde protocollen worden aangevuld met functionele assays van procoagulerende activiteit op basis van coagulatiefactorbinding en op stolsels gebaseerde trombinegeneratietesten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Menselijke deelnemers werden gerekruteerd in de studie voor perifere veneuze bloedafname na het verkrijgen van schriftelijke geïnformeerde toestemming, strikt volgens de aanbevelingen en goedkeuring van de Institutional Review Board van het Cleveland Clinic Lerner Research Institute, waarbij alle onderzoeksmethodologieën voldoen aan de normen die zijn vastgelegd in de Verklaring van Helsinki. Gezonde volwassen deelnemers ouder dan 18 jaar werden opgenomen, terwijl personen jonger dan 18 jaar, personen met een recente voorgeschiedenis van trombotische voorvallen in de afgelopen zes maanden, personen met een voorgeschiedenis van alcoholisme of drugsmisbruik en deelnemers die in de afgelopen vier weken bloedplaatjesaggregatieremmers of antistollingsmiddelen hadden gebruikt, werden uitgesloten. Een gedetailleerde beschrijving van de materialen en reagentia die in de protocollen worden gebruikt, is te vinden in de Materiaaltabel.
1. Bereiding van bloedplaatjes
2. Analyse van procoagulerende bloedplaatjes door middel van flowcytometrie
3. Analyse van mitochondriaal calcium door middel van flowcytometrie
4. Analyse van het mitochondriaal membraanpotentiaal door middel van flowcytometrie
5. Analyse van de activiteit van caspase 3 en caspase 8 door middel van flowcytometrie
6. Analyse van protrombinebinding door flowcytometrie
7. Analyse van protrombinebinding door confocale microscopie
8. Test voor het genereren van trombine-afhankelijke trombinevorming op basis van bloedplaatjes
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Een deel van de geactiveerde bloedplaatjes wordt "procoagulant" met een karakteristieke toename van de oppervlakte-expressie van zowel fosfatidylserine (PS) als P-selectine, waardoor ze zich onderscheiden van "apoptotische" bloedplaatjes die alleen positief zijn voor blootstelling aan PS, evenals "proaggregerende" bloedplaatjes die positief zijn voor P-selectine-expressie. We ontdekten dat trombine een dosisafhankelijke toename induceert van het aandeel procoagulante bloedplaatjes dat po...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Procoagulerende bloedplaatjes vertonen duidelijke en aanhoudende verhogingen van intracellulair calcium bij stimulatie26, maar kunnen via verschillende mechanismen worden verkregen. Ze worden gegenereerd bij sterke agoniststimulatie met collageen en trombine via verschillende mediatoren, waaronder de meest prominente mitochondriale calciuminstroom18,19 langs de elektrochemische gradiënt over het binnenste ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Auteurs hebben geen concurrerende belangen om openbaar te maken.
Paresh P. Kulkarni en Keith R. McCrae erkennen respectievelijk Fellow- en Pilot-beurzen die worden gefinancierd door VeloSano, Cleveland Clinic Foundation.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Acid Citrate Dextrose (ACD) solution (Voor 1000 mL) | Tri- Sodium Citrate- 22 g Citric Acid- 8 g Dextrose- 24.5 g Water- Maak het volume aan tot 1000 mL | ||
| Alexa Fluor 488 protein labelling kit | Invitrogen | A10235 | |
| APC Mouse Anti-Human CD62P | BD Pharmingen | 550888 | |
| Bovine Prothrombin | Prolytix | BCP-1010 | |
| Buffer A (Plaatje voorbereiding) | M.W Conc. in 1X For 100 mL 10X solution HEPES 238.30 20 mM 4.766 g NaCl 58.44 134 mM 7.83 g KCl 74.55 2.9 mM 216.19 mg MgCl2 203.30 1 mM 203.30 mg NaH2PO4 156.01 0.34 mM 53.04 mg NaHCO3 84 01 12 mM 1.01 g Water to 100 mL na het aanpassen van de pH tot 6.2 Verdun 10X oplossing 1:10 (v/v) met Milli Q water net voor de plaatjes voorbereiding om de 1X oplossing te verkrijgen die moet worden aangevuld met het volgende Conc. in 1X For 1 ml 1X oplossing EGTA 1 mM Voeg 10 μL (1:100 v/v) 100 mM EGTA toe Glucose 5 mM Voeg 5 μL (1:200 v/v) 1 M glucose toe PGE1 3 μM Voeg 3 μL (1:333 v/v) 1 mM PGE1 oplossing toe | ||
| Buffer B (Plaatje voorbereiding) | M.W Conc. in 1X For 100 mL 10X solution HEPES |
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