1. Oczyszczanie i znakowanie pręcików prionowych
Niniejszy protokół został opracowany na podstawie wcześniej opublikowanego 18
- Zhomogenizować 100 g tkanki mózgowej zakażonej prionami w 900 mL lodowatego buforu do homogenizacji (HB, 1X PBS zawierający 320 mM sacharozy, 150 mM NaCl i 4mM EDTA) przez 1 min z maksymalną prędkością w blenderze laboratoryjnym, a następnie przez 2 min na lodzie. Powtórzyć czynność trzy razy.
- Wirować homogenat przez 10 min przy 3000 x g w temperaturze 4°C. Zebrać i przechowywać nadsącz na lodzie. Ponownie zawiesić osad w 1L HB i powtórzyć kroki 1.1 oraz 1.2.
- Połączyć nadsączniki i wirować przez 60 min przy 100,000 x g w temperaturze 0°C. Odrzucić nadsącz.
- Ponownie zawiesić osad w 100 mL 1X soli buforowanej trisem (10 mM Tris-HCl, 0.1 mM NaCl i 1 mM EDTA) zawierającej 2% Triton X-100 (TBST). Oznaczyć stężenie białka metodą Bradforda lub analogicznym testem i dostosować je do 5 mg/ mL w TBST. Chłodzić na lodzie przez 30 min.
- Wirować przez 30 min przy 100,000 x g w temperaturze 0°C. Odrzucić nadsącz i przemyć osad 50 mL TBST, a następnie 100 mL TBS. Ponownie zawiesić osad w 100 mL 1X PBS zawierającego 1% sarkozylu i koktajl inhibitorów proteaz i mieszać przez 120 min w temperaturze 37°C.
- Nanieść próbkę na 900 mL 320 mM sacharozy i wirować przez 60 min przy 100,000 x g w temperaturze 10°C. Odrzucić nadsącz i ponownie zawiesić osad w 10 mL 2.3M NaCl i 5% sarkozylu.
- Sonicować próbkę 5 x 40 sekund przy 70% maksymalnej mocy w odstępach 1 min na lodzie.
- Przenieść próbki po 1 mL do probówek typu Eppendorf i wirować przez piętnaście minut przy 13,000 x g w temperaturze 4°C. Przemyć osady dwukrotnie TBS i przechowywać w -70°C lub sprzęgać z fluorochromem w kroku 1.9.
- Sprzęgnąć jedną probówkę oczyszczonych prętów prionowych z jedną fiolką fluorochromu DyLight 649 zgodnie z protokołem producenta.
- Wymienić bufor do znakowania DyLight na PBS poprzez dializę lub wirowanie przez kolumny filtracyjne. Przechowywać w alikwotach 20 μL w -70°C, w ciemności, do momentu użycia.
2. Inokulacja prionami i odzyskiwanie komórek
Niniejsza sekcja obejmuje dostrytonalną inokulację prionami oraz izolację komórek z otrzewnej, węzłów chłonnych śródpiersia i krezkowych oraz śledziony.
- Rozcieńczyć fluorescencyjne pręciki prionów w stosunku 1:50 w PBS bezpośrednio przed użyciem. Chwycić mysz za futro na karku kciukiem i palcem wskazującym, delikatnie obrócić mysz przodem do siebie i unieruchomić ogon małym palcem. Położyć mysz na plecach, unosząc tylną część tułowia powyżej głowy i trzymając ją lekko do góry nogami.
- Za pomocą strzykawki insulinowej 30G wstrzyknąć 100 μL fluorescencyjnych pręcików prionów 1 cm bocznie od linii środkowej i 1-2 cm przed stawem krzyżowo-biodrowym. Wbić igłę na 1 cm przez skórę, kierując ją pod kątem 45° przyśrodkowo. Jako kontrolę zastosować rozcieńczenie 1:50 kulek fluorescencyjnych lub sam PBS. Inkubować myszy przez wyznaczony czas przed analizą.
- Uśmiercić myszy zgodnie z zatwierdzonymi protokołami komisji ds. opieki i wykorzystania zwierząt. Wstrzyknąć 10 mL PBS do jamy otrzewnej za pomocą strzykawki 12 mL i igły 25G. Delikatnie kołysać truchłem wzdłużnie przez jedną minutę. Odzyskać zawiesinę komórkową z otrzewnej za pomocą tej samej strzykawki i igły 16G do probówki stożkowej 15 mL i przechowywać w lodzie podczas dalszej sekcji truchła.
- Dokładnie zwilżyć stronę brzuszną truchła 70% etanolem. Unieść skórę w linii środkowej tuż poniżej klatki piersiowej pęsetą i wykonać niewielkie nacięcie skóry nożyczkami. Rozpocząwszy od tego miejsca, wykonać nacięcie skóry o długości 3-5 cm w obu kierunkach, w stronę głowy i ogona, a następnie dwa nacięcia o długości 2 cm od linii środkowej bocznie z każdego końca. Odchylić i przypiąć skórę, aby odsłonić jamy otrzewną i klatki piersiowej. Ostrożnie przeciąć cienkie, półprzezroczyste błony otaczające otrzewną i odchylić klatkę piersiową, aby odsłonić śródpiersie.
- Zlokalizować i usunąć 2-4 węzły chłonne śródpiersia, położone nieco grzbietowo i bocznie obok grasicy, przyśrodkowo obok tętnicy szyjno-głowowej, w pobliżu brzusznej strony tchawicy. Zlokalizować i usunąć do sześciu węzłów chłonnych krezkowych, osadzonych w miękkiej, białej tkance krezkowej, która mocuje jelita do tylnej ściany brzucha. Zlokalizować i usunąć śledzionę, długi, ciemnoczerwony organ znajdujący się tuż bocznie od linii środkowej i grzbietowo względem jelit po lewej stronie brzucha. Węzły chłonne przechowywać w 1 mL pożywki RPMI 1640 w lodzie do czasu zakończenia sekcji.
- Rozetrzeć i przecisnąć węzły chłonne przez sito o oczkach 40 μm do 3 mL RPMI w plastikowej szalce Petriego, używając tłoka strzykawki 1 mL. Przepłukać sito dodatkowymi 2 mL RPMI i przenieść 5 mL zawiesiny komórkowej do probówki stożkowej 15 mL. Przepłukać szalkę Petriego dodatkowymi 5 mL RPMI i przenieść do tej samej probówki. Wirować przez 5 min przy 250 x g, odrzucić nadsącz, zawiesić osad komórkowy w 1 mL buforu FACS (1X PBS, 1% albuminy surowicy bydlęcej i 10 mM EDTA) i przenieść do probówki Eppendorf 1,5 mL.
3. Barwienie komórek i cytometria przepływowa
Poniżej przedstawiono typowy protokół barwienia służący do identyfikacji subpopulacji komórek odpornościowych z wykorzystaniem przeciwciał fluorescencyjnych przeciwko dobrze scharakteryzowanym markerom powierzchniowym komórek odpornościowych. Wszystkie przeciwciała rozcieńczono w buforze FACS bezpośrednio przed użyciem.
- Należy policzyć komórki i przenieść 106 komórek do probówek Eppendorf. Następnie komórki należy odwirować (patrz 2.7) i dwukrotnie przemyć osad 1 mL buforu FACS.
- Komórki należy inkubować przez 20 min na lodzie w 100 μL przeciwciał rat anti-mouse CD16/32 w stężeniu 2 ng/mL, aby zablokować endogenne receptory Fc. Następnie należy odwirować i przemyć komórki buforem FACS.
- Do każdej próbki należy dodać 100 μL odpowiednich przeciwciał fluorescencyjnych w stężeniu 1 ng/mL i inkubować na lodzie przez jedną godzinę. Do komórek kontrolnych należy dodać 100 μL samego buforu FACS. Następnie należy odwirować i dwukrotnie przemyć komórki buforem FACS.
- Komórki należy zawiesić w 1 mL buforu ACK (150 mM NH4Cl, 1 mM KHCO3 i 0.1 mM EDTA). Inkubować na lodzie przez 1 min w celu lizy erytrocytów. Następnie należy odwirować i przemyć komórki buforem FACS, a potem ponownie zawiesić je w 1 mL buforu FACS.
- Dane z komórek należy zebrać przy użyciu cytometru przepływowego z możliwością detekcji i analizy wielokolorowej, zazwyczaj wyposażonego w lasery wzbudzające o długościach fal 405, 488 i 633 nm oraz od pięciu do dziesięciu detektorów emisji fluorescencji.
4. Reprezentatywne wyniki:
Oczyszczono priony w formie prętów z surowego homogenatu mózgu zakażonego prionami (Rysunek 1). Solubilizacja detergentem oraz ultrawirówka homogenatu mózgu jelenia E2 (ścieżki 1 i 2) doprowadziły do znacznego wzbogacenia w pręty prionowe (porównaj ścieżki 1 i 3), które były również odporne na proteazę K (ścieżka 4). Co ciekawe, nieprzetrawione oczyszczone pręty prionowe wykazały profil glikoform uderzająco podobny do przetrawionego homogenatu mózgu E2, co wskazuje na gwałtowne wzbogacenie w priony. Homogenat mózgu prawidłowego, poddany identycznej obróbce, nie wyprodukował odpornego na PK PrPC (ścieżki 5 i 6).
Analiza cytometryczna przepływowa specyficznych populacji komórek wykazała, że komórki prezentujące antygen migrują do otrzewnej w ciągu dwóch godzin i zatrzymują fluorescencyjne koraliki oraz priony w formie prętów, o czym świadczy gwałtowny wzrost fluorescencji w porównaniu z kontrolami wstrzykniętymi PBS (Rysunek 2). Żadne komórki pobrane z otrzewnej kontroli traktowanych PBS nie wykazały fluorescencji powyżej tła (Rys. 2A-G), podczas gdy komórki z myszy inokulowanych koralikami (Rys. 2H-N) i prionami (Rys. 2O-U) wykazywały znaczącą fluorescencję, szczególnie w monocytach (Rys. 2I i P), komórkach dendrytycznych (Rys. 2K i R) i makrofagach (Rys. 2L i S), a także w niektórych neutrofilach (Rysunek 2J i Q) i niewielkiej liczbie limfocytów B (Rysunek 2T). Monocyty, komórki dendrytyczne i makrofagi zawierające koraliki oraz priony znaleziono również w węzłach chłonnych śródpiersia dwie godziny po inokulacji (Rys. 2AD i AK, AF i AM oraz AG i AN, odpowiednio), podczas gdy znaleziono tam niewielką liczbę lub żadnych neutrofili, limfocytów B lub T zawierających PrPCWD (Rys. 2AE i AL, AH i AG oraz AI i AP, odpowiednio). W śledzionie lub węzłach chłonnych krezkowych nie wykryto koralików ani prętów prionowych (dane nie przedstawiono). Podsumowując, dane te dowodzą, że komórki odpornościowe transportują priony w sposób bardzo zbliżony do innych antygenów cząsteczkowych.
| ODCZNIK | FLUOROCHROM | LASER WZBUDZENIA (nm) | MAKSIMUM EMISJI (nm) |
| Pręciki prionowe | DyLight 649 | 633 | 674 |
| Kuleczki 1 μm | AlexaFluor 660 | 633 | 685 |
| Przeciwciała | | | |
| CD11b | eFluor 450 | 405 | 450 |
| | Phycoerythrin-Cy7 | 488 | 760 |
| CD11c | R-Phycoerythrin | 488 | 575 |
| | Phycoerythrin-Cy7 | 488 | 760 |
| Ly6C | Fluoroisothiocyante | 488 | 518 |
| Ly6G | R-Phycoerythrin | 488 | 575 |
| CD21 | DyLight 488 | 488 | 518 |
| B220 | Allophycocyanin-Cy7 | 633 | 785 |
| CD3 | R-Phycoerythrin | 488 | 575 |
Tabela 1. Właściwości spektralne odczynników fluorescencyjnych

Rysunek 1. Oczyszczanie prętów prionowych z zakażonego homogenatu mózgu. Jako materiał wyjściowy wykorzystano 10% surowy homogenat mózgu jelenia zakażonego CWD (E2, ścieżki 1 i 2), z którego oczyszczono zagregowane pręty prionowe (ścieżki 3 i 4). Zarówno materiał surowy, jak i oczyszczony wykazały charakterystyczną oporność na traktowanie proteazą K (ścieżki 1–4), podczas gdy normalny homogenat mózgu nie przejawiał takiej cechy (ścieżki 5 i 6). Markery masy cząsteczkowej przedstawiono w Kd po lewej stronie blotu. BH, homogenat mózgu.

Rycina 2. Analiza cytometryczna przepływowa komórek odpornościowych transportujących priony z otrzewnej do węzłów chłonnych śródpiersia dwie godziny po inokulacji. PBS (panele A-G i V-AB), kuleczki fluorescencyjne (H-N i AC-AI) lub pręciki prionowe (O-U i AJ-AP) zostały wstrzyknięte do otrzewnej myszy, a komórki pobrano z płynu z płukania otrzewnej (A-U) lub węzłów chłonnych śródpiersia (V-AP) dwie godziny później. Wykresy w pierwszej kolumnie przedstawiają komórki z myszy traktowanych PBS (panele A i V), kuleczkami fluorescencyjnymi (panel H i AC) oraz pręcikami prionowymi (panele O i AJ). Komórki fluorescencyjne (czerwone lub zielone kropki) oraz wszystkie komórki (szare kropki) naniesiono na wykres, aby pokazać względną wielkość (forward scatter), ziarnistość (side scatter) i proporcję wszystkich żywych komórek wykazujących fluorescencję. Znacząca liczba komórek charakterystycznych dla granulocytów zatrzymała kuleczki fluorescencyjne i pręciki. Komórki barwiono również przeciwciałami przeciwko markerom powierzchniowym komórek odpornościowych i stosowano bramkowanie dla monocytów LyG- Ly6C+ (panele B, I, P, W, AD i AK), neutrofili Ly6c- CD11c- CD11b+ Ly6G+ (C, J, Q, X, AE i AL), komórek dendrytycznych Ly6G- Ly6C- CD11b+ CD11c+ (D, K, R, Y, AF i AM), makrofagów Ly6G- Ly6C- CD11c- CD11b+ (E, L, S, Z, AG i AN), limfocytów B CD3-B220+CD21+ (F, M, T, AA, AH i AO) oraz limfocytów T CD21-B220- CD3+ (G, N, U, AB, AI i AP). Monocyty, komórki dendrytyczne i makrofagi zatrzymały kuleczki fluorescencyjne i pręciki prionowe w jamie otrzewnej (odpowiednio panele I i P, K i R oraz L i S) i przetransportowały je do węzłów chłonnych śródpiersia (odpowiednio panele AD i AK, AF i AM oraz AG i AN), co wykazuje podobne pochłanianie i transport tych dwóch rodzajów cząsteczek. Neutrofile zatrzymały znaczną ilość kuleczek (J) i mniej pręcików (Q), ale nie dostarczyły ich do węzłów chłonnych (AE i AL). Limfocyty B zatrzymały i przetransportowały niektóre pręciki (T i AO), ale praktycznie żadnych kuleczek (M i AH). Limfocyty T nie transportowały ani kuleczek, ani pręcików (N, U, AI i AP).