Artykuł metodologiczny

Analiza częstotliwości adhezji w celu badania kinetyki in situ międzykomórkowych oddziaływań molekularnych w obrębie złączy komórkowych

DOI:

10.3791/3519

2 listopada 2011

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisano test częstotliwości adhezji służący do pomiaru kinetyki oddziaływań receptor-ligand w sytuacjach, gdy obie cząsteczki są zakotwiczone na powierzchniach oddziałujących komórek. Ten oparty na mechanice test został zilustrowany z wykorzystaniem ludzkiego erytrocyta poddanego ciśnieniu za pomocą mikropipety jako sensora adhezji oraz integryny αLβ2 i cząsteczki adhezyjnej międzykomórkowej 1 jako oddziałujących receptorów i ligandów.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Test adhezji z użyciem mikropipety został opracowany w 1998 roku w celu pomiaru kinetyki dwuwymiarowego (2D) wiązania receptor-ligand1. W teście tym ludzki erytrocyt (RBC) służy jako sensor adhezji oraz komórka prezentująca jedną z oddziałujących cząsteczek. Metoda wykorzystuje mikromanipulację, aby doprowadzić erytrocyt do kontaktu z inną komórką wykazującą obecność drugiej oddziałującej cząsteczki, przy precyzyjnie kontrolowanej powierzchni i czasie kontaktu w celu umożliwienia powstania wiązań. Zdarzenie adhezyjne jest wykrywane jako elongacja erytrocyta podczas rozdzielania obu komórek. Poprzez kontrolę gęstości ligandów unieruchomionych na powierzchni erytrocyta, prawdopodobieństwo adhezji utrzymuje się w zakresie średnim między 0 a 1. Prawdopodobieństwo adhezji szacuje się na podstawie częstotliwości zdarzeń adhezyjnych w serii powtarzalnych cykli kontaktu między dwiema komórkami dla danego czasu kontaktu. Zmieniając czas kontaktu, otrzymuje się krzywą wiązania. Dopasowanie probabilistycznego modelu kinetyki reakcji receptor-ligand1 do krzywej wiązania pozwala wyznaczyć powinowactwo 2D oraz stałą dysocjacji (off-rate).

Metodę analizy zwalidowano, badając oddziaływania receptorów Fcγ z Fc1-6 IgG, selektyn z ligandami glikokonjugatami6-9, integryn z ligandami10-13, wiązania homotypowe kadheryn14 oraz receptora i koreceptora limfocytów T z kompleksami peptyd-główny układ zgodności tkankowej15-19.

Metodę tę wykorzystano do ilościowego określenia regulacji kinetyki 2D przez czynniki biofizyczne, takie jak mikrotopografia błony5, kotwiczenie w błonie2, orientacja i długość cząsteczek6, sztywność nośnika9, krzywizna20 oraz siła uderzenia20, a także czynniki biochemiczne, takie jak modulatory cytoszkieletu i mikrośrodowiska błony, w którym znajdują się oddziałujące cząsteczki, oraz organizacja powierzchniowa tych cząsteczek15,17,19.

Metodę tę wykorzystano również do badania jednoczesnego wiązania podwójnych gatunków receptor-ligand3,4 oraz oddziaływań trimolekularnych19 z zastosowaniem zmodyfikowanego modelu21.

Główną zaletą tej metody jest to, że pozwala ona na badanie receptorów w ich naturalnym środowisku błonowym. Wyniki mogą znacznie różnić się od tych uzyskanych z wykorzystaniem oczyszczonych receptorów17. Metoda ta umożliwia również badanie oddziaływań receptor-ligand w skali subsekundowej, z rozdzielczością czasową znacznie wyższą niż w przypadku typowych metod biochemicznych.

Aby zilustrować metodę pomiaru częstotliwości adhezji za pomocą mikropipety, przedstawiamy pomiar kinetyki wiązania cząsteczki adhezyjnej międzykomórkowej 1 (ICAM-1) unieruchomionej na erytrocytach (RBCs) z integryną αLβ2 na neutrofilach, przy obecności dimerycznej E-selektyny w roztworze w celu aktywacji αLβ2.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Izolacja RBC z krwi pełnej

  1. Przygotuj roztwory EAS-45. Odważ wszystkie składniki wymienione w Tabeli I i rozpuść je w 100-200ml wody DI. Dolej wodę do uzyskania 1000ml roztworu i dostosuj pH do wartości 8.0. Przefiltruj i rozdziel na alikwoty po 50ml. Przechowuj w zamrażarce w temperaturze -20°C.

Uwaga: Krok 1.2 powinien być wykonany przez przeszkolonego specjalistę medycznego, na przykład pielęgniarkę, zgodnie z protokołem zatwierdzonym przez Komisję Bioetyczną (Institutional Review Board).

  1. Pobrać 3-5ml krwi z żyły łokciowej do probówki 10ml zawierającej EDTA, a następnie natychmiast i dokładnie wymieszać krew z EDTA, aby zapobiec krzepnięciu.
  2. Przetworzyć próbkę krwi tak szybko, jak to możliwe. Wszystkie poniższe kroki, z wyjątkiem wirowania, powinny być wykonywane w komorze z laminarnym przepływem powietrza w celu zachowania sterylności preparatu. Przenieść krew do probówki wirówkowej 50ml, dodać 10ml zimnego i sterylnego Histopaque 1077 i wirować przez 5min przy 1000rpm w temperaturze 4°C. Powtórzyć dwukrotnie.
  3. Dodać 10ml zimnego i sterylnego PBS, wirować przez 5min przy 1000rpm w temperaturze 4°C. Usunąć nadsącz. Powtórzyć 4 razy (łącznie 5 razy).
  4. Przepłukać sterylnym EAS-45 (5min przy 1000rpm, 4°C) dwukrotnie. Podczas ostatniego płukania przenieść RBC do nowej sterylnej probówki 15ml.
  5. Resuspendować RBC w 10ml EAS-45.

2. Biotynylacja RBC

  1. Wziąć probówkę z RBC z kroku 1. Usunąć cały supernatant po wirowaniu przez 5min @ 1000rpm, 4°C. Przenieść 10μl osadu RBC do każdej z kilku fiolek i dodać odpowiednią ilość PBS do każdej fiolki (patrz Table II w celu uzyskania przykładu przygotowania sześciu różnych stężeń biotynylacji RBC).
  2. Przygotować świeże rozcieńczenia Biotin-X-NHS/DMF 1:10 oraz 1:100 zgodnie z Table II.
  3. Dodać 10μl 0,1M buforu boranowego do każdej fiolki.
  4. Dodać obliczoną ilość roztworu biotyny do każdej fiolki (patrz Table II jako przykład) i natychmiast wymieszać w wortexie.
  5. Umieścić każdą fiolkę z RBC w 50ml probówce stożkowej i inkubować na rotatorze przez 30min w temperaturze pokojowej.
  6. Przemyć każdą fiolkę 3 razy 800μl EAS-45, wirując przez 2min @ 2000rpm.
  7. Dodać 100μl EAS-45 do każdej fiolki i przechowywać w 4°C. W każdym 1μl końcowego roztworu powinno znajdować się obecnie ˜1mln RBC.

3. Funkcjonalizacja ligandów sprzężonych z biotyną* na RBC

  1. Przygotować roztwór streptavidyny o stężeniu 2mg/ml zgodnie z instrukcjami producenta. Alikwoty roztworu można przechowywać w temperaturze -20°C.
  2. Zmieszać taką samą ilość RBC z etapu 2.7 (10μl) z roztworem streptavidyny, natychmiast wymieszać w wortexie i inkubować na rotatorze przez 30min w temperaturze 4°C.
  3. Przemyć 3 razy 500μl EAS-45 przez 2min przy 2000rpm. Dodać 15μl EAS-45/ 1% BSA do przechowywania.
  4. Zmieszać taką samą ilość RBC z etapu 3.3 (10μl) z roztworem ligandu o stężeniu 20μg/ml, natychmiast wymieszać w wortexie i inkubować na rotatorze przez 30min w temperaturze pokojowej.
  5. Przemyć dwa razy 500μl EAS-45/ 1% BSA przez 2min przy 2000rpm. Dodać 15μl EAS-45/1% BSA do przechowywania.

*Jeśli Twoje białko nie posiada wiązania z biotyną, możesz użyć jednego z dostępnych komercyjnie zestawów do biotinylacji białek (na przykład Thermo Scientific # 21955 EZ-Link Micro NHS-PEG4-Biotinylation Kit) lub wykorzystać biotynilowane przeciwciała wychwytujące jako etap pośredni, tak jak pokazano w filmie.

4. Ilościowe oznaczenie gęstości receptorów i ligandów

  1. Inkubować RBC pokryte ligandem z kroku 3 oraz, w oddzielnej probówce, komórki posiadające receptory z nasycającymi stężeniami odpowiednich mAbs przez 30 min w temperaturze pokojowej. W osobnych probówkach inkubować komórki z nieistotnymi przeciwciałami zgodnymi pod względem izotypu w celu kontroli. Jeśli przeciwciała pierwotne nie są znakowane fluorescencyjnie, inkubować z fluorescencyjnie sprzężonymi przeciwciałami wtórnymi zgodnie z instrukcją producenta.
  2. Analizować próbki przygotowane w kroku 4.1 metodą cytometrii przepływowej z zastosowaniem odpowiednich fluorescencyjnych kulek kalibracyjnych. Obliczyć gęstości zgodnie z rys. 1.

5. Przygotowanie mikropipety i komory komórkowej

  1. Wyciągnij mikropipety z rurek kapilarnych, używając poziomego wyciągacza szklanych mikroelektrod PN-30 firmy Narishige lub wyciągacza mikropipet firmy Sutter Instruments.
  2. Użyj mikromanipulatora z mikrokuźnią, aby dopasować końcówkę wyciągniętej mikropipety do pożądanej wielkości (zazwyczaj wymagana średnica wynosi od 1-5μm, w zależności od wielkości komórek wykorzystywanych w badaniu).
  3. Przygotuj komorę komórkową, wycinając szkło cover glass do mikroskopu o pożądanym rozmiarze. Uszczelnij komorę z obu stron za pomocą oleju mineralnego, aby zapobiec odparowywaniu medium i zmianie osmolarności podczas eksperymentu.
  4. Wprowadź do komory komórki z receptorami oraz ligandami.

6. Test częstotliwości adhezji za pomocą mikropipety

  1. Odessać oddziałujące komórki za pomocą odpowiednich pipet i użyć zaprogramowanego komputerowo przetwornika piezoelektrycznego, aby doprowadzić do kontaktu i rozdzielenia RBC z drugą komórką przy kontrolowanej powierzchni i czasie kontaktu. Wykryć zdarzenia adhezji, obserwując wydłużenie RBC podczas rozdzielania komórek.
  2. Powtórzyć cykl kontaktu i retrakcji 50-100 razy dla danego czasu kontaktu. Odnotować zaobserwowane zdarzenia adhezji, wpisując „1” w przypadku adhezji lub „0” w przypadku braku adhezji w kolumnie arkusza kalkulacyjnego Excel. Do zapisu obrazów mikroskopowych można użyć urządzenia rejestrującego, np. nośnika cyfrowego lub taśmy wideo.
  3. Zarejestrować krzywą częstotliwości adhezji w funkcji czasu kontaktu, wykorzystując co najmniej trzy różne pary komórek dla każdego czasu kontaktu, aby uzyskać średnią i SEM.
  4. Zarejestrować krzywą wiązania niespecyficznego dla grupy kontrolnej, używając RBC pokrytych nieistotnymi ligandami (np. BSA) i/lub blokując ligandy lub receptory za pomocą specyficznych funkcjonalnych przeciwciał blokujących (mAbs). Specyficzną częstotliwość adhezji dla każdego punktu czasowego kontaktu można obliczyć poprzez odjęcie częstotliwości adhezji niespecyficznej1.

7. Analiza danych

  1. Dopasuj dane dotyczące swoistej częstotliwości adhezji Pa w funkcji czasu kontaktu t do modelu probabilistycznego (Równanie 1), który opisuje jednokrokową interakcję między jednym gatunkiem receptorów a jednym gatunkiem ligandów, z reakcją bezpośrednią drugiego rzędu i reakcją odwrotną pierwszego rzędu1:
    figure-protocol-1
    gdzie Ka jest dwuwymiarowym (2D) efektywnym powinowactwem wiązania, koff jest stałą szybkości dysocjacji, mr oraz ml to odpowiednio gęstości receptorów i ligandów zmierzone w kroku 4, a Ac to powierzchnia kontaktu. Dopasowanie krzywej posiada dwa parametry, AcKa oraz koff, ponieważ Ac i Ka są łączone w jeden parametr określany wspólnie jako efektywne powinowactwo 2D. Iloczyn tego parametru i stałej szybkości dysocjacji stanowi efektywną stałą szybkości asocjacji 2D: Ackon = AcKa x koff.
    Swoistą częstotliwość adhezji Pa oblicza się poprzez odjęcie frakcji adhezji nieswoistej (Pnonspecific) od całkowitej zmierzonej adhezji (Pmeasured)1,21:
    figure-protocol-2

8. Reprezentatywne wyniki:

figure-protocol-3
Rysunek 1 Wyznaczanie gęstości rozmieszczenia integryny αLβ2 na neutrofilach. Neutrofile inkubowano najpierw z 1μg/ml E-selectin-Ig przez 10min, aby dopasować do warunków eksperymentalnych stosowanych na Rysunkach 3 i 4, lub bez E-selectin-Ig, a następnie z saturującymi stężeniami (10μg/ml) przeciwciała mAb anty-CD11a przeciwko ludzkim antygenom sprzężonego z PE (Klon HI111, patrz Tabela specyficznych odczynników i sprzętu) lub nieistotnego IgG1 mysiego w celu kontroli, po czym komórki przemyto i natychmiast poddano analizie. Próbki odczytano na cytometrze przepływowym BD LSR z zastosowaniem standardowych kulek kalibracyjnych QuantiBRITE PE. Panel A przedstawia histogramy fluorescencji kulek kalibracyjnych (kolor różowy) wraz z histogramami komórek traktowanych E-selectin-Ig (kolor niebieski) lub nietraktowanych (kolor zielony). Specyficzne barwienie mAb CD11a pokazano liniami ciągłymi, a barwienie przeciwciałem kontrolnym o dopasowanym izotypie liniami przerywanymi. Traktowanie komórek E-selectin-Ig (obecność we wszystkich etapach płukania oraz w buforze FACS) nie wpłynęło na gęstość CD11a, co wynika z porównania z komórkami nietraktowanymi. Panel B przedstawia proces ilościowego wyznaczania gęstości. Obliczono Log10 dla średniej intensywności fluorescencji (FI) dla każdej wartości szczytowej czterech histogramów kulek kalibracyjnych z Panelu A (różowe kółka) oraz dla specyficznej dla partii liczby cząsteczek PE na kulkę (według producenta). Wykreślono regresję liniową Log10 cząsteczek PE na kulkę względem Log10 fluorescencji. Dla komórek traktowanych E-selectin wartości Log10 FI (y) wyniosły odpowiednio 3,99 (niebieskie pełne kółko) dla specyficznego mAb oraz 2,23 (niebieskie puste kółko) dla przeciwciała kontrolnego. Rozwiązano równanie liniowe dla x (wartości naniesiono jako zielone i niebieskie kółka na Panelu B). x = Log10 PE/komórka i, ponieważ stosunek PE:mAb wynosił 1:1, całkowitą liczbę αLβ2 na neutrofilach obliczono jako 9587. Gęstość powierzchniową obliczono na 43 cząsteczki/μm2, przyjmując średnicę neutrofila równą 8,4μm22. Gęstość ICAM-1 zmierzono analogicznie metodą cytometrii przepływowej z użyciem PE-anty-ludzkiego mAb CD54, co dało wynik 65 mol/μm2.

figure-protocol-4
Rycina 2 Schematy systemu mikropipetowego. Nasz system mikropipetowy został zbudowany wewnętrznie i składa się z trzech podsystemów: podsystemu obrazowania, który umożliwia obserwację, rejestrację i analizę ruchów komórki wciągniętej do mikropipety; podsystemu mikromanipulacyjnego, pozwalającego na wybór komórek z komory komórkowej, oraz podsystemu ciśnienia, służącego do aspiracji komórek do mikropipet. Centralnym elementem podsystemu obrazowania jest mikroskop odwrócony (Olympus IMT-2 IMT2) z obiektywem imersyjnym 100x o aperturze numerycznej 1.25 N.A. Obraz jest przesyłany do magnetowidza za pomocą kamery CCD (charge couple device). Do systemu dołączono timer wideo w celu śledzenia czasu. Każda mikropipeta może być sterowana za pomocą napędu mechanicznego zamontowanego na mikroskopie i precyzyjnie pozycjonowana trójośowym hydraulicznym mikromanipulatorem. Można również zastosować manipulatory mechaniczne firmy Newport. Jeden z uchwytów mikropipety zamontowano na translatorze piezoelektrycznym, którego sterownik jest kontrolowany przez kod LabView w komputerze (dostępny na żądanie), a sygnał przesyłany jest przez kartę DAQ za pomocą wzmacniacza napięcia (własnej konstrukcji) do siłownika piezoelektrycznego. Pozwala to na precyzyjne i powtarzalne przemieszczanie pipety w cyklu testu adhezji. Podsystem regulacji ciśnienia służy do kontrolowania ssania podczas eksperymentu. Linia hydrauliczna łączy uchwyt mikropipety z rezerwuarem cieczy. Precyzyjny pozycjoner mechaniczny pozwala na dokładną manipulację wysokością rezerwuaru.

Mikropipety wytwarza się przy użyciu kapilar z borokrzemianowego szkła o niskiej temperaturze topnienia KIMAX (o średnicy zewnętrznej 1,0±0,07 mm i średnicy wewnętrznej 0,7±0,07 mm). W pierwszej kolejności mikropipety z rurek kapilarnych są wyciągane za pomocą poziomego wyciągacza szklanych mikroelektrod PN-30 Narishige (inną opcją jest wyciągacz mikropipet Sutter Instruments). Następnie do przycięcia mikropipet do pożądanej średnicy otworu wykorzystuje się system Microforge (budowany wewnętrznie). Dostępne są również komercyjne modele systemów Microforge.

Aby uniknąć drgań mikropipet podczas eksperymentu, mikroskop wraz z mikromanipulatorami umieszczono na stole pneumatycznym.

figure-protocol-5
Rycina 3 Bieżąca częstotliwość adhezji Fi dla wiązania specyficznego (A) i niespecyficznego (B) przy czasie kontaktu 1s (czerwony) i 10s (niebieski), zmierzona w powtórzonych cyklach testów adhezji między RBC powlekanymi ICAM-1 (A) lub hIgG (B) a ludzkimi neutrofilami wykazującymi ekspresję integryny αLβ2. Fi = (X1 + X2 +…+ Xi)/i (1 ≤in), gdzie i jest indeksem cyklu testowego, a Xi przyjmuje wartość „1” (adhezja) lub „0” (brak adhezji). Fn (n=50) posłużyło jako najlepsza ocena prawdopodobieństwa adhezji.

figure-protocol-6
Rycina 4 Kinetyka wiązania ICAM-1 z integryną αLβ2 neutrofili (figure-protocol-7). Prawdopodobieństwo adhezji, zmierzone zgodnie z procedurą przedstawioną na Rycini 3 dla trzech par komórek w każdym czasie kontaktu, zostało uśrednione i naniesione na wykres w funkcji czasu kontaktu. Medium w komorze stanowiło HBSS z dodatkiem 1mM Ca2+ i 1mM Mg2+ oraz 1μg/ml dimerycznej E-selectin-Ig w celu zwiększenia wiązania αLβ2. Aby uchwycić ICAM-1-Ig na erytrocytach (RBCs), po etapie inkubacji ze streptawidyną dodano krok pośredni polegający na inkubacji RBCs z 10μg/ml przeciwciałem wychwytującym (biotynilowane przeciwciało kozie anty-ludzkie Fc, eBioscience). W celu kontroli wiązania nieswoistego zastosowano dwa różne warunki: 1) RBCs powleczone przeciwciałem wychwytującym anty-human-Fc i inkubowane z ludzkim IgG zamiast ICAM-1-Ig (O) oraz 2) neutrofile wiążące się z RBCs niepowleczonymi przeciwciałem wychwytującym (Δ). Do medium dodano 10μg/ml ludzkiego IgG, aby zminimalizować wiązanie E-selectin-Ig z roztworu z przeciwciałem wychwytującym na powierzchni RBCs. Wiązanie nieswoiste, zapisane jako krzywa kontrolna dla ludzkiego IgG, posłużyło do wyznaczenia krzywej specyficznego prawdopodobieństwa adhezji (figure-protocol-8) przy użyciu równania 2. Dopasowanie krzywej specyficznego prawdopodobieństwa adhezji za pomocą równania 1 (linia ciągła) pozwoliło wyznaczyć efektywną powinowactwo wiązania AcKa = 1.4•10-4 μm4 oraz koff = 0.3 s-1.

Odczynnik MW (g/mol) Stężenie (mM) Ilość (g)
Adenina135.1320.27
D-glukoza (dekstroza)180.1611019.82
D-mannitol182.175510.02
Chlorek sodu (NaCl)58.44502.92
Fosforan sodu, zasadowy (Na HPO )141.95202.84
L-glutamina146.15101.46

Tabela 1. Przygotowanie buforu EAS-45 (1L).

25 mg biotyny-XHS w 550 μl DMF0,1M roztwór biotyny
roztwór 0,1 biotyny w DMF rozcieńczony 1:100,01M roztwór biotyny
roztwór 0,1 biotyny w DMF rozcieńczony 1:1000,001M roztwór biotyny

Tabela 2. Przygotowanie roztworu biotyny.

końcowe stężenie biotyny (μM) 4 10 20 50 100 160
roztwór zapasu osadu RBC (μl)101010101010
1x PBS (μl)179.2178176179178176.8
bufor boranowy 0.1M (μl)101010101010
roztwór biotyny 0.01M (μl)   123.2
roztwór biotyny 0.001M (μl)0.824   

Tabela 3. Biotynilacja RBC.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aby skutecznie przeprowadzić test częstotliwości adhezji z użyciem mikropipety, należy uwzględnić kilka krytycznych kroków. Po pierwsze, należy upewnić się, że zarejestrowano specyficzną interakcję dla badanego układu receptor-ligand. Pomiary kontrolne niespecyficzne (por. Ryc. 3, 4) zapewniają specyficzność badania. W idealnym przypadku prawdopodobieństwa niespecyficznej adhezji powinny być niższe niż 0,05 dla wszystkich przedziałów czasu kontaktu, a różnica między prawdopodobieństwami adhezji specyficznej i niespecyfic...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nie zadeklarowano konfliktów interesów.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Niniejsze badanie zostało sfinansowane z grantów NIH o numerach R01HL091020, R01HL093723, R01AI077343 oraz R01GM096187.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
10x PBSBioWhittaker

17-517Q

Rozcieńczyć do 1x wodą dejonizowaną przed użyciem
Vacutainer EDTABD Biosciences366643izolacja RBC
10ML PK100
Histopaque 1077Sigma-Aldrich10771izolacja RBC
AdeninaSigma-AldrichA2786przygotowanie EAS-45
D-glukoza (dekstroza)Sigma-AldrichG7528przygotowanie EAS-45
D-mannitolSigma-Aldrich6360przygotowanie EAS-45
Chlorek sodu (NaCl)Sigma-AldrichS7653przygotowanie EAS-45
Fosforan sodu, dwuzasadowy (NaHPO)Fisher ScientificS374przygotowanie EAS-45
L-glutaminaSigma-AldrichG5763przygotowanie EAS-45
Biotyna-X-NHSCalbiochem203188biotynylacja RBC
Dimetyloformamid (DMF)Thermo Fisher Scientific, Inc.20673biotynylacja RBC
Bufor boratowy (0,1M)Electron Microscopy Sciences11455-90biotynylacja RBC
StreptawidynaThermo Fisher Scientific, Inc.21125funkcjonalizacja ligandu
BSASigma-AldrichA0336funkcjonalizacja ligandu
Kuleczki Quantibrite PEBD Biosciences340495ilościowe oznaczenie gęstości
Cytometr przepływowyBD Biosciences

BD LSR II

ilościowe oznaczenie gęstości

Kapilara

0,7-1,0mm x 30"
Kimble Chase46485-1wyciąganie mikropipety
Olej mineralnyFisher ScientificBP2629-1montaż komory
Szkiełko cover glass do mikroskopuFisher Scientific12-544-Gmontaż komory

PE α-ludzki CD11a

Klon HI 111
eBioscience12-0119-71Odczynnik do Rys. 1
PE anty-ludzki CD54eBioscience12-0549Odczynnik do Rys. 1
Kontrola izotypowa mysia IgG1 PEeBioscience12-4714Odczynnik do Rys. 1
hydrauliczny mikromanipulatorNarishige InternationalMO-303system mikropipety
Manipulator mechanicznyNewport Corp.461-xyz-m, SM-13, DM-13system mikropipety
translatory piez–elektrycznyPhysik InstrumentsP-840system mikropipety
LabVIEWNational InstrumentsWersja 8.6system mikropipety
Karta DAQNational InstrumentsUSB-6008system mikropipety
Stół optycznyKinetic SystemsSeria 5200system mikropipety

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Chesla, S. E., Selvaraj, P., Zhu, C. Measuring two-dimensional receptor-ligand binding kinetics by micropipette. Biophys. J. 75, 1553-1572 (1998).
  2. Chesla, S. E., Li, P., Nagarajan, S., Selvaraj, P., Zhu, C. The membrane anchor influences ligand binding two-dimensional kinetic rates and three-dimensional affinity of FcgammaRIII (CD16). J. Biol. Chem. 275, 10235-10246 (2000).
  3. Williams, T. E., Nagarajan, S., Selvaraj, P., Zhu, C. Concurrent and independent binding of Fcgamma receptors IIa and IIIb to surface-bound IgG. Biophys. J. 79, 1867-1875 (2000).
  4. Williams, T. E., Selvaraj, P., Zhu, C. Concurrent binding to multiple ligands: kinetic rates of CD16b for membrane-bound IgG1 and IgG2. Biophys. J. 79, 1858-1866 (2000).
  5. Williams, T. E., Nagarajan, S., Selvaraj, P., Zhu, C. Quantifying the impact of membrane microtopology on effective two-dimensional affinity. J. Biol. Chem. 276, 13283-13288 (2001).
  6. Huang, J. Quantifying the effects of molecular orientation and length on two-dimensional receptor-ligand binding kinetics. J. Biol. Chem. 279, 44915-44923 (2004).
  7. Long, M., Zhao, H., Huang, K. S., Zhu, C. Kinetic measurements of cell surface E-selectin/carbohydrate ligand interactions. Ann. Biomed. Eng. 29, 935-946 (2001).
  8. Chen, W., Evans, E. A., McEver, R. P., Zhu, C. Monitoring receptor-ligand interactions between surfaces by thermal fluctuations. Biophys. J. 94, 694-701 (2008).
  9. Wu, L. Impact of carrier stiffness and microtopology on two-dimensional kinetics of P-selectin and P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1) interactions. J. Biol. Chem. 282, 9846-9854 (2007).
  10. Waugh, R. E., Lomakina, E. B. Active site formation, not bond kinetics, limits adhesion rate between human neutrophils and immobilized vascular cell adhesion molecule 1. Biophys. J. 96, 268-275 (2009).
  11. Zhang, F. Two-dimensional kinetics regulation of alphaLbeta2-ICAM-1 interaction by conformational changes of the alphaL-inserted domain. J. Biol. Chem. 280, 42207-42218 (2005).
  12. Lomakina, E. B., Waugh, R. E. Adhesion between human neutrophils and immobilized endothelial ligand vascular cell adhesion molecule 1: divalent ion effects. Biophys. J. 96, 276-284 (2009).
  13. Chen, W., Lou, J., Zhu, C. Forcing switch from short- to intermediate- and long-lived states of the alphaA domain generates LFA-1/ICAM-1 catch bonds. J. Biol. Chem. 285, 35967-35978 (2010).
  14. Chien, Y. H. Two stage cadherin kinetics require multiple extracellular domains but not the cytoplasmic region. J. Biol. Chem. 283, 1848-1856 (2008).
  15. Huang, J., Edwards, L. J., Evavold, B. D., Zhu, C. Kinetics of MHC-CD8 interaction at the T cell membrane. J. Immunol. 179, 7653-7662 (2007).
  16. Wasserman, H. A. MHC variant peptide-mediated anergy of encephalitogenic T cells requires SHP-1. J. Immunol. 181, 6843-6849 (2008).
  17. Huang, J. The kinetics of two-dimensional TCR and pMHC interactions determine T-cell responsiveness. Nature. 464, 932-936 Forthcoming.
  18. Sabatino, J. J., Huang, J., Zhu, C., Evavold, B. D. High prevalence of low affinity peptide-MHC II tetramer-negative effectors during polyclonal CD4+ T cell responses. J. Exp. Med. 208, 81-90 (2011).
  19. Jiang, N. Two-stage cooperative T cell receptor-peptide major histocompatibility complex-CD8 trimolecular interactions amplify antigen discrimination. Immunity. 34, 13-23 (2011).
  20. Spillmann, C. M., Lomakina, E., Waugh, R. E. Neutrophil adhesive contact dependence on impingement force. Biophys. J. 87, 4237-4245 (2004).
  21. Zhu, C., Williams, T. E. Modeling concurrent binding of multiple molecular species in cell adhesion. Biophys. J. 79, 1850-1857 (2000).
  22. Downey, G. P. Retention of leukocytes in capillaries: role of cell size and deformability. J. Appl. Physiol. 69, 1767-1778 (1990).
  23. Li, P. Affinity and kinetic analysis of Fcgamma receptor IIIa (CD16a) binding to IgG ligands. J. Biol. Chem. 282, 6210-6221 (2007).
  24. Chen, W., Zarnitsyna, V. I., Sarangapani, K. K., Huang, J., Zhu, C. Measuring Receptor-Ligand Binding Kinetics on Cell Surfaces: From Adhesion Frequency to Thermal Fluctuation Methods. Cell. Mol. Bioeng. 1, 276-288 (2008).
  25. Thoumine, O., Kocian, P., Kottelat, A., Meister, J. J. Short-term binding of fibroblasts to fibronectin: optical tweezers experiments and probabilistic analysis. Eur. Biophys. J. 29, 398-408 (2000).
  26. Ounkomol, C., Xie, H., Dayton, P. A., Heinrich, V. Versatile horizontal force probe for mechanical tests on pipette-held cells, particles, and membrane capsules. Biophys. J. 96, 1218-1231 (2009).
  27. Piper, J. W., Swerlick, R. A., Zhu, C. Determining force dependence of two-dimensional receptor-ligand binding affinity by centrifugation. Biophys. J. 74, 492-513 (1998).
  28. Li, P., Selvaraj, P., Zhu, C. Analysis of competition binding between soluble and membrane-bound ligands for cell surface receptors. Biophys. J. 77, 3394-3406 (1999).
  29. Long, M. Probabilistic modeling of rosette formation. Biophys. J. 91, 352-363 (2006).
  30. Lou, J. Flow-enhanced adhesion regulated by a selectin interdomain hinge. J. Cell. Biol. 174, 1107-1117 (2006).
  31. Yago, T., Zarnitsyna, V. I., Klopocki, A. G., McEver, R. P., Zhu, C. Transport governs flow-enhanced cell tethering through L-selectin at threshold shear. Biophys. J. 92, 330-342 (2007).
  32. Evans, E., Berk, D., Leung, A. Detachment of agglutinin-bonded red blood cells. I. Forces to rupture molecular-point attachments. Biophys. J. 59, 838-848 (1991).
  33. Zarnitsyna, V. I. Memory in receptor-ligand-mediated cell adhesion. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 18037-18042 (2007).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Kinetyka ligand w receptorowychmanipulacja mikropipetfunkcjonalizacja erytrocyt wwi zanie integryn neutrofiliinterakcja z ICAM 1analiza cytometrii przep ywowejdopasowanie modelu probabilistycznegozmienno czasu kontaktukorekta wi zania nieswoistego

Powiązane artykuły