1. Disekcja i dysocjacja komórek nabłonka jelitowego
Przygotowanie odczynników i sprzętu:
- Podgrzej PBS pozbawiony Ca2+/Mg2+ (CMF PBS) do temperatury pokojowej.
- Podgrzej HBSS pozbawiony Ca2+/Mg2+ z 5% FBS (CMF HBSS/FBS) i 2mM EDTA do temperatury pokojowej.
- Podgrzej wytrząsarkę orbitalną do 37 °C.
Uwaga: Kroki od 1.1 do 1.7 należy wykonać tak szybko, jak to możliwe, aby zminimalizować stopień śmierci komórek i uzyskać maksymalną wydajność komórek.
- Uśmierć myszy w komorze z CO2 i spryskaj brzuch oraz klatkę piersiową 70% etanolem.
- Za pomocą nożyczek wykonaj niewielkie poziome nacięcie na środku brzucha i odchyl skórę, aby odsłonić otrzewną.
- Oddziel żołądek od górnego odcinka jelita cienkiego, przecinając zwieracz odgrodowy. Za pomocą pincety odsuń krezkę i przetnij ponownie w miejscu zastawki krętnowo-kątniczej, aby oddzielić całe jelito cienkie od jelita grubego. Wykonaj cięcie w obrębie brzegu odbytu i ponownie rozdziel krezkę, aż jelito grube zostanie uwolnione.
- Rozetnij okrężnicę wzdłużno nożyczkami i wypłucz zawartość kałową oraz śluz z światła jelita w CMF PBS w temperaturze pokojowej.
- Używając nożyczek i pincety, makroskopowo wypreparuj kępki Peyera wzdłuż powierzchni antykrezkowej jelita cienkiego, a następnie rozetnij jelito cienkie wzdłuż.
- Wypłucz zawartość kałową i śluz ze światła jelita cienkiego w CMF PBS w temperaturze pokojowej.
- Pokrój osobno jelito cienkie i grube na kawałki o długości około 1,5 cm i umieść je w oddzielnych probówkach stożkowych 50 ml zawierających 30 ml podgrzanego CMF HBSS/FBS i 2mM EDTA. Nie umieszczaj więcej niż jednego jelita w probówce stożkowej 50 ml.
- Umieść każdą probówkę stożkową 50 ml poziomo w wytrząsaczce orbitalnej i inkubuj przy 250 rpm przez 20 min w temperaturze 37 °C.
- Umieść pojedyncze sito z drucianej siatki nad naczyniem na odpady i przelej zawartość każdej probówki stożkowej 50 ml, aby odzyskać 1,5 cm kawałki jelita, a następnie umieść je w oddzielnych probówkach stożkowych 50 ml zawierających 30 ml podgrzanego CHBSS/FBS z 2 mM EDTA.
- Powtórz krok 1.8.
2. Trawienie tkanek i izolacja komórek jelitowych
Przygotowanie odczynników i sprzętu:
- Roztwór kolagenazy: 1.5 mg/ml kolagenazy typu VIII rozpuszczonej w uprzednio ogrzanym CMF HBSS/FBS z dodatkiem 40 μg/ml DNazy I.
- Uprzednio ogrzane CMF HBSS/FBS oraz 2mM EDTA.
- Uprzednio ogrzany inkubator z wytrząsarką orbitalną w temperaturze 37 °C.
- Lodowate CMF HBSS/FBS.
- Po drugim cyklu wstrząsania przelać zawartość każdej probówki stożkowej 50 ml przez sitko i przenieść 1,5 cm fragmenty jelita do małej plastikowej łódki wagowej, po uprzednim osuszeniu nadmiaru pożywki ręcznikiem papierowym.
- Szybko posiekać 1,5 cm fragmenty jelita nożyczkami bezpośrednio w łódce wagowej i dodać posiekane jelito do 20 ml roztworu kolagenazy. Umieścić każdą probówkę stożkową 50 ml w pozycji poziomej w wytrząsarce orbitalnej i inkubować w celu trawienia przy 200 rpm przez 10-20 min w temperaturze 37 °C. Prosimy zapoznać się z poniższą dyskusją dotyczącą optymalizacji.
- Krótko wymieszać na wirówce typu vortex, aby zapewnić całkowitą dysocjację pozostałej tkanki jelitowej, a następnie przefiltrować przez sitko komórkowe 100 μm bezpośrednio do probówki stożkowej 50 ml.
- Uzupełnić każdą probówkę stożkową 50 ml do pełna CMF HBSS/FBS i odwirować przy 1500 rpm przez 5 min w temperaturze 4 °C. Jeśli po odwirowaniu próbek okrężnicy nie zaobserwowano stałego osadu, próbki należy odwirować ponownie przez 3,5 min. Powtórzyć ten etap płukania jeszcze raz.
- Odlać supernatant, resuspender osad komórkowy w lodowatym CMF HBSS/FBS i umieścić próbki na lodzie.
- Przejść do sekcji 3 w celu akwizycji/analizy FACS lub do sekcji 4 w celu wzbogacania za pomocą kulek magnetycznych do szybkich sortowań komórek.
3. Barwienie przeciwciałami do wielokolorowej analizy cytometrycznej komórek dendrytycznych i makrofagów
Przygotowanie odczynników i sprzętu:
- Schłodzony w lodzie bufor CMF PBS.
- Schłodzony w lodzie bufor do barwienia (CMF PBS + 5% FBS).
- Przygotować barwnik do martwych komórek w schłodzonym w lodzie buforze CMF PBS w rozcieńczeniu 1:1000, używając zestawu LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit.
- Przygotować koktajl przeciwciał do barwienia, dodając następujące znakowane fluorescencyjnie przeciwciała monoklonalne (mAbs) do schłodzonego w lodzie buforu do barwienia: CD45-PerCP, CD103-PE, CD11c-APC, MHC-II (I-Ab)-Alexa Fluor 700, CD11b-eFluor 450, F4/80-PE-Cy7.
- Przenieś komórki do polistyrenowej probówki o okrągłym dnie (FACS) o pojemności 5 ml.
- Przemyj komórki dwukrotnie w schłodzonym do temperatury lodu CMF PBS.
- Inkubuj próbki z barwnikiem do martwych komórek przez 15 min na lodzie w ciemności.
- Przemyj komórki dwukrotnie w schłodzonym do temperatury lodu CMF PBS.
- Zablokuj komórki przeciwciałem 2.4G2 anti-FcγRIII/II w schłodzonym do temperatury lodu buforze do barwienia przez 10 min na lodzie.
- Przemyj komórki w schłodzonym do temperatury lodu buforze do barwienia.
- Inkubuj próbki z koktajlem przeciwciał barwiących przez 20 min na lodzie w ciemności.
- Przemyj komórki dwukrotnie schłodzonym do temperatury lodu buforem do barwienia, resuspenduj próbki w 400 μl schłodzonego do temperatury lodu buforu do barwienia i przefiltruj przez nakrętkę z filtrem 40 μm na probówkach FACS.
- Przeprowadź pomiar próbek na cytometrze LSR II (BD) zgodnie ze strategią bramkowania opisaną w sekcji 5 oraz na Rysunku 1.
4. Wzbogacanie frakcji komórek dendrytycznych i makrofagów z jelita
Przygotowanie odczynników i sprzętu:
- Lodowaty bufor barwiący (CMF PBS + 5% FBS).
- Inkubować zawiesinę pojedynczych komórek otrzymaną w kroku 2.5 z kuleczkami MACS CD11b i CD11c zgodnie z instrukcją producenta.
- Przemyć komórki lodowatym buforem do barwienia, a następnie odwirować.
- Odlać supernatant i resuspendować osad komórkowy w 1 mL lodowatego buforu do barwienia, a następnie przepuścić przez sitko komórkowe 100 μm, a następnie przez sitko komórkowe 40 μm.
- Wzbogacić frakcję komórek związanych z kuleczkami magnetycznymi poprzez selekcję pozytywną przy użyciu kolumny magnetycznej MACS LS.
- Powtórzyć krok 4.2 i odlać supernatant.
- Inkubować komórki z przeciwciałami monoklonalnymi (mAbs) przeciwko markerom powierzchniowym, zgodnie z opisem w kroku 3.7.
- Dwukrotnie przemyć komórki wzbogacone kuleczkami magnetycznymi lodowatym buforem do barwienia. Resuspendować osady komórkowe w 500 μL lodowatego buforu do barwienia bez azotku sodu i przepuścić przez sitko komórkowe 40 μm do probówki do FACS.
- Przeprowadzić sortowanie FACS za pomocą sortera komórek BD ARIA II w celu wyizolowania interesujących podgrup jelitowych komórek dendrytycznych (DC) i/lub makrofagów.
5. Strategia bramkowania dla APC z płata wątrobowego
Uwaga: Należy pamiętać, że niebarwione komórki jelitowe mogą zostać wykorzystane jako kontrola negatywna, aby pomóc w prawidłowym ustawieniu bram rozdzielających populacje pozytywne i negatywne.
- Zgodnie z Rysunkiem 1, należy utworzyć wykres kropkowy i wykluczyć komórki wykazujące pozytywny wynik barwienia na martwe komórki (Rys. 1A), a następnie wykluczyć zdarzenia będące dubletami (Rys. 1B i C). Następnie należy wyznaczyć bramkę dla interesujących nas komórek na podstawie rozpraszania światła w przód (FSC) i pod kątem (SSC), upewniając się, że wykluczono debris (Rys. 1D).
- Należy utworzyć kolejny wykres kropkowy i dodatkowo wyznaczyć bramkę dla komórek CD45+ oraz I-Ab+, co pozwala na fenotypową charakterystykę APC (Rys. 1E).
- Na osobnym wykresie kropkowym należy przeanalizować ekspresję CD11b i CD11c w celu odróżnienia specyficznych podzbiorów DC i makrofagów (R1, R2 i R3; Rys. 1F). Komórki w obszarze R1 to komórki CD11c+ CD11bdull/-. Obszar R2 został wyznaczony tak, aby komórki te posiadały poziom ekspresji powierzchniowej CD11c podobny do komórek w R1, ale komórki z R2 wykazują również ekspresję CD11b. Następnie obszar R3 został wyznaczony dla komórek, które są CD11b+ oraz CD11cdull/-.
- Obszary R1, R2 i R3 należy poddać dalszej analizie pod kątem ekspresji F4/80 i CD103, aby odpowiednio zróżnicować populacje makrofagów i DC. Komórki CD11c+ CD11bdull/- z R1 wykazują wysoką ekspresję integryny αE (CD103) oraz niską ekspresję F4/80 (Rys. 1G). Komórki CD11b+CD11c+ z R2 składają się zarówno z DC, jak i makrofagów, co wynika z ich dychotomicznej ekspresji CD103 i F4/80 (Rys. 1H). Na koniec, komórki CD11b+CD11cdull/- z R3 stanowią makrofagi, bazując na profilu fenotypowym F4/80+ i CD103- (Rys. 1I)16.
6. Reprezentatywne wyniki

Rycina 1. Strategia bramkowania dla komórek dendrytycznych i makrofagów jelitowych. W pierwszej kolejności z analizy wykluczono komórki martwe (A) oraz dublety (B i C), a następnie komórki jelita cienkiego bramkowano odpowiednio według rozproszenia światła przedniego i bocznego (D); komórki APC zdefiniowano jako CD45+I-Ab+(E). Makrofagi i komórki dendrytyczne zidentyfikowano na podstawie ekspresji CD11b i CD11c (F). Przeanalizowano ekspresję CD103 i F4/80 dla komórek uprzednio bramkowanych na populacje R1 (G), R2 (H) i R3 (I).

Rycina 2. Wydajność uzyskiwania komórek i jakość barwienia przeciwciał zależą od czasu trawienia. Wzór barwienia CD11b i CD11c oraz całkowita wydajność komórek w przypadku tkanki jelitowej niedostatecznie (A, D), optymalnie (B, E) lub nadmiernie strawionej (C, F).
Komórki jelitowe wyizolowano z jelita cienkiego myszy C57BL/6, a komórki DC i makrofagi analizowano metodą FACS przy użyciu BD LSR II. Napięcie i kompensację ustawiono z wykorzystaniem niebarwionych oraz barwionych pojedynczym fluorochromem splenocytów. Z analizy w pierwszej kolejności wykluczono martwe komórki (Ryc. 1A) oraz dublety (Ryc. 1B i C). Następnie analizowano komórki zainteresowania pod kątem rozpraszania światła w przód i pod kątem (Ryc. 1D), a następnie wyznaczono bramkę dla komórek CD45+ i I-Ab+ (Ryc. 1E). Następnie oceniono ekspresję CD11b i CD11c wśród komórek CD45+I-Ab+, aby wyznaczyć trzy regiony (R1, R2 i R3; Ryc. 1F). W trzech regionach oceniono ekspresję CD103 i F4/80, aby odpowiednio odróżnić komórki DC od makrofagów. Komórki CD11c+ CD11bdull/- z regionu R1 wykazywały wysoką ekspresję integryny αE, CD103 oraz niską ekspresję F4/80 (Ryc. 1G). Komórki CD11b+CD11c+ z regionu R2 składały się zarówno z komórek DC, jak i makrofagów, co oparto na dychotomicznej ekspresji CD103 i F4/80 (Ryc. 1H), podczas gdy komórki CD11b+CD11cdull/- z regionu R3 stanowią makrofagi na podstawie profilu fenotypowego F4/80+ i CD103- (Ryc. 1I)16. Makrofagi w bramce R2 oraz makrofagi w bramce R3 mają podobne właściwości rozpraszania światła w przód i pod kątem i są rozróżnialne na podstawie ekspresji CD11c. Funkcjonalna dychotomia tych subpopulacji pozostaje nie do końca poznana.
Zależność między czasem trawienia tkanki a całkowitą liczbą uzyskanych komórek oraz ekspresją CD11b i CD11c przedstawiono na Rysunku 2. Tkanka jelitowa trawiona przez 3 min (niedostateczne trawienie) dała niską całkowitą liczbę komórek (Rys. 2D), a w konsekwencji niewielką liczbę komórek dendrytycznych (DCs) i makrofagów dostępnych do charakterystyki (Rys. 2A). Trawienie tkanki przez 11 min pozwoliło uzyskać wysoką wydajność żywych komórek (Rys. 2E), przy czym populacje DCs i makrofagów wykazywały wysoką ekspresję CD11b i CD11c oraz były od siebie wyraźnie odróżnialne fenotypowo (Rys. 2C). W przeciwieństwie do tego, trawienie przez 50 min (nadmierne trawienie) doprowadziło do uzyskania podobnej liczby komórek w porównaniu z trawieniem zoptymalizowanym (Rys. 2E i F), jednak rozróżnienie poszczególnych populacji komórek przy użyciu CD11b i CD11c stało się mniej wyraźne, ponieważ ekspresja CD11c zmalała (Rys. 2C), a liczba martwych komórek wzrosła (dane nie zostały przedstawione).