1. Posiewanie komórek CHO-ICAM
Uwaga: Celem tego etapu jest umieszczenie komórek CHO-ICAM w komorach przepływowych w celu wzrostu przez noc w celu wytworzenia zlewającej się monowarstwy.
- Komórki CHO-ICAM należy utrzymywać w 10-centymetrowych szalkach hodowlanych poddanych kulturze tkankowej w 10 ml pożywki RPMI uzupełnionej 10% płodową surowicą bydlęcą (FBS) i 1% penicyliną/streptomycyną (kompletne pożywki hodowlane CHO-ICAM) w temperaturze 37 °C przy 5% CO2 .
- Aby zebrać komórki, dodaj 1 ml 0,5% trypsyny-EDTA i inkubuj w temperaturze pokojowej przez 1 minutę z delikatnym wstrząsaniem. Zneutralizuj trypsynę za pomocą 4 ml pożywki.
- Policz komórki CHO-ICAM za pomocą hemacytometru i oblicz 0,75 x 105 komórek na komorę. Uwaga: W tym eksperymencie: 2,25 x 105 komórek będzie potrzebnych do zasiania 3 komór.
- Odwirować 0,75 x 105 komórek CHO-ICAM w komorze przez 5 minut przy 500 x g, temperaturze pokojowej i ponownie zawiesić osad komórkowy w 30 μl na komorę kompletnej pożywki hodowlanej CHO-ICAM.
Uwaga: W tym eksperymencie 90 μl będzie potrzebne do zasiania 3 komór.
- Powoli wsypuj ogniwa do jednego zbiornika komory przepływowej. Pozostawić komórki na 5 minut w inkubatorze o temperaturze 37 °C z 5% CO2 .
- Dodać 200 μl kompletnych pożywek hodowlanych do dwóch zbiorników każdej komory. Naprzemiennie dodawaj między nimi, aby uniknąć ruchu komórek w miarę równowagi systemu.
- Inkubować komórki przez noc w inkubatorze o temperaturze 37 °C z 5% CO2 .
2. Przygotowanie limfocytów T
Uwaga: Ten test można wykonać na pierwotnych ludzkich limfocytach T lub linii komórek T. Protokół izolacji limfocytów T z krwi został opisany wcześniej. 10 Jeśli używasz pierwotnych ludzkich limfocytów T, użyj świeżo wyizolowanych komórek, aby uzyskać najlepsze wyniki. Jeśli używasz linii komórek T, postępuj zgodnie z protokołem hodowli określonym przez źródło komórek. W celu wykrycia komórek pod mikroskopem fluorescencyjnym, limfocyty T znakuje się estrem sukcynimidylu karboksylowo-fluoresceinowym (CFSE).
- Policz limfocyty T za pomocą hemacytometru i oblicz 2 x 106 komórek na komorę. Uwaga: W tym eksperymencie 6 x 106 komórek będzie potrzebnych na 3 komory.
- Odwirować 2 x 106 limfocytów T na komorę przez 5 minut w temperaturze 500 x g i ponownie zawiesić komórki w 1 ml soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS) zawierającej 1% glukozy lub 2% FBS.
- Dodać CFSE w rozcieńczeniu 1:1,000 (zapas do 5 mM). Przykryć przed światłem i inkubować przez 8 minut w temperaturze pokojowej
- Wirować z prędkością 500 x g przez 5 minut, RT.
- Zawiesić osad komórkowy z 240 μl na warunek (patrz sekcja 4 "Uwaga") pożywki RPMI pozbawionej surowicy. W tym eksperymencie ponownie zawieś osad ogniwa w 720 μl zwykłego RPMI. Podziel komórki na puste probówki o pojemności 1,5 ml oznaczone dla każdej komory, po 240 μl na probówkę. Przechowuj komórki w bloku grzewczym o temperaturze 37 °C do czasu użycia.
3. Konfiguracja pompy przewożącej i strzykawkowej wejścia/wyjścia
- Ogrzać komorę obrazowania na żywo mikroskopu do 37 °C.
- Przygotuj wąż wejściowy:
- Napełnij szklaną butelkę o pojemności 500 ml wodą i zrób 2 otwory w pokrywce. Oznacz otwory "do wewnątrz" i "na zewnątrz". Będzie to działać jak łaźnia wodna do podgrzewania dla mediów wejściowych.
- Przeprowadź wąż wejściowy przez otwory w pokrywie i do łaźni wodnej. Upewnij się, że strona węża, która łączy się ze strzykawką, przechodzi przez otwór "wejściowy", a strona, która będzie łączyć się ze zbiornikiem wejściowym, przechodzi przez otwór "wyjściowy".
- Przepłukać wąż wejściowy 60 ml wody, aby usunąć powietrze z systemu.
- Zalać wąż wejściowy pożywką RPMI bez surowicy podgrzanej do 37 °C. Napełnić strzykawkę o pojemności 60 ml i przepchnąć przez nią pożywkę, aż wąż zostanie całkowicie zalany i nie będzie w nim pęcherzyków powietrza.
Uwaga: W zależności od długości użytych przewodów, objętość wymagana do zalania będzie się różnić.
- Oblicz objętość pożywki potrzebną do eksperymentu, mnożąc natężenie przepływu (tutaj 0,3 ml/min) przez liczbę minut (5 min) przez liczbę komór w doświadczeniu (tutaj 3); w tym doświadczeniu użyj pożywki o objętości 4,5 ml. Uwaga: Zalecamy, aby po zalaniu w strzykawce pozostało 5 ml dodatkowej objętości (w tym przypadku łącznie 9,5 ml).
- Umieść cały zestaw wejściowy w obudowie mikroskopu do obrazowania na żywo, aby utrzymać temperaturę 37 °C. Wyprowadzić wąż i strzykawkę z obudowy i załadować strzykawkę do pompy strzykawkowej.
- Przygotuj wąż wyjściowy:
- Zrób otwór w wieczku butelki o pojemności 250 ml, aby wykorzystać go jako odpad wyjściowy.
- Przeprowadź rurkę wyjściową przez otwór i do butelki. Luźno zabezpiecz pokrywę, nie zamykając się do końca.
- Umieść zestaw wyjściowy w obudowie do obrazowania na żywo mikroskopu.
- Obliczyć natężenie przepływu (ml/min) niezbędne do wytworzenia pożądanego naprężenia ścinającego (dyn/cm2). Naprężenie ścinające różni się w różnych przedziałach naczyniowych, dlatego przy podejmowaniu decyzji o poziomie naprężenia ścinającego należy wziąć pod uwagę ogólny model, w tym typy komórek, które mają być badane, oraz metody leczenia.
Uwaga: Eksperymenty te przeprowadza się przy 0,4 dyn/cm2, aby ściśle naśladować ustawienie małej żyły.
- Przy obliczaniu naprężenia ścinającego należy uwzględnić wymiary komory. Dla zastosowanych tutaj komór przepływowych należy zastosować następujący wzór (dostarczony przez producenta11) (patrz tabela materiałów): T = η * 176,1 * ø, gdzie T = naprężenie ścinające, η = lepkość dynamiczna, ø = natężenie przepływu. Uwaga: Lepkość dynamiczna mediów RPMI w temperaturze 37 °C wynosi 0,007.
4. Ładowanie komór przepływowych i stymulacja komórek
Uwaga: Aby zainicjować adhezję, limfocyty T muszą być stymulowane. W poniższym eksperymencie komórki albo pozostaną niestymulowane, albo są stymulowane SDF-1α12 lub octanem mirystynianu forbolu (PMA; kontrola pozytywna)13. W celu prawidłowej prezentacji chemokiny limfocytom T, komórki CHO-ICAM są wstępnie inkubowane z SDF-1α (po czym następuje seryjne płukanie), co pozwala na prezentację na powierzchni komórki. PMA jest estrem forbolu, który jest strukturalnie podobny do drugiego przekaźnika diacyloglicerolu (DAG); Tutaj jest używany jako kontrola pozytywna. Limfocyty T są bezpośrednio traktowane PMA przed załadowaniem do komory przepływowej.
- Umieść szkiełko z komorą przepływową na mikroskopie i ustaw płaszczyznę ogniskową na monowarstwie CHO-ICAM za pomocą obiektywu 20X.
- Utrzymuj limfocyty T barwione CFSE dla wszystkich innych warunków w bloku grzewczym o temperaturze 37 °C. Przygotować limfocyty CHO-ICAM lub T w następujący sposób bezpośrednio przed testem dla tego stanu:
- W stanie niestymulowanym (komora 1) należy trzymać jedną rurkę/komorę przepływową nieleczoną, aby służyła jako negatywna kontrola stymulacji.
- W przypadku stymulacji PMA (komora 2) należy stymulować jedną rurkę limfocytów T PMA (10 ng / ml), aby służyła jako kontrola pozytywna; leczyć bezpośrednio przed załadowaniem do komory przepływowej.
- W przypadku stymulacji SDF-1α (komora 3) należy stymulować trzecią komorę przepływu SDF-1α (100 ng / ml), usuwając jednorazowo 70 μl 3 razy z górnego zbiornika (zbiornika wyjściowego), a następnie dodając 70 μl SDF-1α (100 ng / ml) do dolnego zbiornika (zbiornika wejściowego). Inkubować przez 5 minut.
- Wyjąć i wyrzucić jednorazowo 30 μl ze zbiornika wyjściowego jednej komory.
- Dodać 70 μl wstępnie poddanej obróbce (w stosownych przypadkach) zawiesiny limfocytów T do zbiornika wejściowego 3 razy. Odczekaj 5 minut, aby komórki mogły przesunąć się z wlotu komory ("In") i dotrzeć do bliższego wylotu ("Out") komory.
- W tym czasie zobrazuj 5 pól dla limfocytów T barwionych CFSE. Wybierz pola, które są rozproszone po środku komory (Rysunek 1). Stosować następujące warunki wzbudzenia/emisji: długość fali lasera wzbudzenia: 488 nm; Filtr zbierający emisje: 500 - 540 nm. Obrazy te będą służyć jako zliczanie komórek przed przepływem.
- Podłącz jednocześnie rurkę wejściową i wyjściową do zbiorników komory przepływowej.
Uwaga: Jednoczesne podłączenie rurki ma kluczowe znaczenie, aby nie wprowadzać pęcherzyków powietrza do komory i utrzymać ogólną równowagę w komorze.
- Rozpocznij przepływ od 0,3 ml/min (0,4 dyn/cm2), wizualizując limfocyty T barwione CFSE. Gdy zaczyna się przepływ, zwłaszcza w pierwszej komorze, często występuje opóźnienie między zainicjowaniem przepływu a obserwacją toczenia się limfocytów T, dlatego rozpocznij czas 5 minut na początku ruchu limfocytów T.
- Zakończ przepływ po 5 minutach i zobrazuj 5 pól w kanale CFSE. Wybierz pola losowo rozproszone w środku komory przepływowej (rysunek 1). Obrazy te będą służyć jako zliczanie komórek po przepływie.
5. Określanie procentu przylegających komórek
Uwaga: Określenie liczby komórek w pozyskanych obrazach odbywa się obiektywnie za pomocą zautomatyzowanego oprogramowania. Do naszych badań użyliśmy oprogramowania Volocity (wersja 6.2.1), ale zastosowanie ma również inne oprogramowanie, takie jak ImageJ (wersja 1.48V).
- Określ liczbę komórek na pole przepływu wstępnego dla każdego warunku. Średnia z 5 pól to "średnia liczba komórek przed przepływem". 7
- Określ liczbę komórek na pole po przepływie dla każdego warunku. Średnia z 5 pól to "średnia liczba komórek po przepływie"7
.
- Oblicz procent przylegających komórek, korzystając z następującego wzoru: Procent przylegających komórek = (średnia liczba komórek po przepływie)/(średnia liczba komórek przed przepływem) x 100%.