Retinoïden (vitamine A en zijn metabolieten) zijn een essentiële lipidecomponent van de alveolaire micro-omgeving, en celtypespecifiek retinoïdemetabolisme en signalering zijn nodig om de functionele gezondheid van de zich ontwikkelende en volwassen longte behouden 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 ,12,13,14. Longcellen maken gebruik van specifieke routes, waardoor circulerende retinoïden uit het bloed efficiënt kunnen worden opgenomen als retinol (ROH)15,16,17,18,19, gevolgd door intracellulaire stapsgewijze omzetting van ROH in de transcriptioneel actieve retinoïde soort, all-trans-retinoïnezuur (ATRA)20. ATRA-gemedieerde (of retinoïde-gemedieerde) signalering wordt bereikt door ATRA-interactie met zijn drie verschillende verwante nucleaire hormoonreceptoren, retinoïnezuurreceptoren (RARα, RARβ en RARγ21,22), en is cruciaal voor het reguleren van longalveolarisatie 23,24,25,26,27,28,29, productie van oppervlakteactieve stoffen30,31,32,33,34,35, angiogenese36, permeabiliteit37 en immuniteit 38,39,40. Belangrijk is dat specifieke longcellen, vooral longfibroblasten, retinoïden kunnen accumuleren in de vorm van retinylesters (RE), die kunnen worden opgeslagen of verder kunnen worden gemobiliseerd als ROH voor overdracht naar de naburige cellen wanneer dat nodig is1.
De complexiteit van het retinoïde metabolisme en de signalering, evenals de cellulaire complexiteit van de long, maken studies gericht op het onderzoeken van het retinoïde metabolisme in de long in vivo uitdagend. We hebben een eenvoudig en robuust protocol geschetst voor het isoleren van retinoïde-bevattende cellen (Figuur 1) uit zeer heterogene longcelpopulaties door gebruik te maken van specifieke retinoïde autofluorescentie (de emissie bij 455 nm bij excitatie bij 350 nm) en door gebruik te maken van fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS). Het protocol vereist geen aanvullende cellabeling, behalve voor levensvatbaarheidskleuring als het doel van het onderzoek is om primaire levende longcellen te isoleren en te karakteriseren op basis van hun vermogen om retinoïden op te slaan. Dit verkort de voorbereidingstijd voor het sorteren van cellen aanzienlijk, elimineert de noodzaak van extra kleuring en maakt het mogelijk om hoge opbrengsten van levensvatbare primaire cellen te isoleren. Als het doel van het onderzoek echter is om specifieke longcelpopulaties (fibroblasten, endotheel-, epitheel- of immuuncellen) te isoleren en te karakteriseren, kan aanvullende celsortering worden uitgevoerd na het labelen van de gesorteerde retinoïde-bevattende cellen met celspecifieke antilichamen.
Retinoïde autofluorescentie is in gepubliceerde onderzoeken gebruikt om de identiteit van retinoïde-bevattende cellen vast te stellen en/of om de overvloed van deze cellen in de lever 41,42,43,44, pancreas 45,46, nieren41,47 en long41 te kwantificeren. Bovendien rapporteerden verschillende onderzoeksgroepen het gebruik van retinoïdefluorescentie om te isoleren door FACS en primaire retinoïde-bevattende cellen te bestuderen uit levende weefsels, waaronder lever 44,48,49,50,51,52,53 en long 1. In het huidige protocol laten we zien hoe specifieke celpopulaties in vivo kunnen worden gelabeld voordat retinoïde-bevattende cellen worden geïsoleerd met behulp van tdTomato (rood fluorescerend eiwit). De spectrale kenmerken van tdTomato (de emissie bij 581 nm bij excitatie bij 554 nm54) en helderheid interfereren niet met de autofluorescentie van retinoïden en maken het daarom gemakkelijk om celspecificiteit te bereiken tijdens het sorteren. Gezien de cruciale rol van compromisloos retinoïdemetabolisme en signalering binnen de normale alveolaire micro-omgeving1, is de beschreven techniek van longcelisolatie een nuttig hulpmiddel in diermodelstudies van longgezondheid en ziekte om een dieper inzicht te krijgen in cellulaire aspecten van retinoïdemetabolisme in de longen en lipide-gemedieerde cellulaire communicatie in vivo.