Zgłaszamy protokół wykorzystujący sortowanie komórek aktywowane fluorescencją do izolowania plazmocytoidalnych komórek dendrytycznych (pDC) o wysokiej czystości ze szpiku kostnego myszy podatnych na toczeń do badań funkcjonalnych pDC.
Artykuł metodologiczny
Zgłaszamy protokół wykorzystujący sortowanie komórek aktywowane fluorescencją do izolowania plazmocytoidalnych komórek dendrytycznych (pDC) o wysokiej czystości ze szpiku kostnego myszy podatnych na toczeń do badań funkcjonalnych pDC.
Sortowanie komórek aktywowane fluorescencją (FACS) to technika oczyszczania określonych populacji komórek na podstawie fenotypów wykrytych przez cytometrię przepływową. Metoda ta umożliwia naukowcom lepsze zrozumienie charakterystyki pojedynczej populacji komórek bez wpływu innych komórek. W porównaniu z innymi metodami wzbogacania komórek, takimi jak sortowanie komórek aktywowane magnetycznie (MCS), FACS jest bardziej elastyczny i dokładny w separacji komórek ze względu na możliwość wykrywania fenotypu za pomocą cytometrii przepływowej. Ponadto FACS jest zwykle zdolny do separacji wielu populacji komórek jednocześnie, co poprawia wydajność i różnorodność eksperymentów. Chociaż FACS ma pewne ograniczenia, jest szeroko stosowany do oczyszczania komórek do badań funkcjonalnych zarówno in vitro, jak i in vivo. Tutaj przedstawiamy protokół wykorzystujący sortowanie komórek aktywowane fluorescencją w celu wyizolowania bardzo rzadkiej populacji komórek odpornościowych, plazmocytoidalnych komórek dendrytycznych (pDC), o wysokiej czystości ze szpiku kostnego myszy podatnych na toczeń do badań funkcjonalnych in vitro pDC.
Skuteczne oddzielenie wybranej populacji komórek od innych komórek umożliwia badania populacji, które w inny sposób mogłyby nie być możliwe. Sortowanie komórek aktywowane fluorescencją (FACS) to metoda wzbogacania interesującej populacji komórek o wysokiej czystości. 1,2 Różne typy komórek zwykle wyrażają unikalne cząsteczki lub unikalną kombinację kilku cząsteczek na błonie plazmatycznej, które mogą odróżnić jedną populację komórek od drugiej. Po związaniu tych cząsteczek na powierzchni komórki przez specyficzne przeciwciała sprzężone z fluorescencją, maszyna wykrywająca zwana cytometrem przepływowym / sorterem jest w stanie wzbudzić i wykryć sygnały świetlne różnych barwników fluorescencyjnych, które reprezentują różne markery molekularne na komórkach na poziomie pojedynczej komórki. Połączona informacja składająca się z obecności sygnału świetlnego (reprezentującego dodatnią ekspresję odpowiedniej cząsteczki powierzchniowej) lub braku sygnału świetlnego (reprezentującego ujemną ekspresję cząsteczki) określa fenotyp komórki. Po przejściu przez detektor komórki o tym samym fenotypie zainteresowania są kierowane do wyznaczonej rurki zbiorczej opartej na ładunku elektrycznym.
FACS jest szeroko stosowany w różnych badaniach, o ile populacja, która ma być wzbogacona, jest znakowana fluorescencją. 3-7 Zastosowano go do oddzielenia bakterii pokrytych immunoglobuliną (Ig)A od bakterii niepokrytych IgA w mikrobiocie jelitowej 8 i sortowania genetycznie modyfikowanych populacji komórek wykazujących ekspresję białek fluorescencyjnych. 9 Co ważne, ma zdolność do jednoczesnego oddzielania więcej niż jednej populacji, co nie tylko oszczędza czas i odczynniki, ale także pozwala na bardziej wyrafinowane projekty badań. 10 FACS ma jednak również swoje ograniczenia. Jeśli populacja będąca przedmiotem zainteresowania jest bardzo rzadka (mniej niż 1%), wydajność sortowania może być zmniejszona, powodując znaczną utratę komórek. Ponadto pewne wiązanie przeciwciał może aktywować wewnątrzkomórkową transdukcję sygnału, która indukuje zmiany funkcjonalne posortowanej populacji komórek. 11 W związku z tym fenotyp używany do sortowania powinien być starannie wybrany.
Oprócz FACS istnieją inne metody, które również opierają się na markerach powierzchni komórek do wzbogacania określonych populacji komórek, takie jak sortowanie komórek aktywowane magnetycznie (MCS). 12 Podobnie jak FACS, przeciwciała sprzężone z kulkami magnetycznymi mogą celować w określone cząsteczki na powierzchni komórki. W wyniku interakcji przeciwciało-antygen komórki pokryte kulkami magnetycznymi można oddzielić od komórek niepowlekanych po przejściu przez pole magnetyczne. Jednak tylko ograniczona liczba cząsteczek może być celem MCS, ponieważ kulki magnetyczne są, w przeciwieństwie do różnych kolorów fluorescencyjnych w FACS, nierozróżnialne. W związku z tym MCS ma trudności z określeniem fenotypu komórki za pomocą skomplikowanej kombinacji markerów powierzchniowych. 13,14 Ponadto MCS jest również w stanie powodować niezamierzoną aktywację komórek docelowych.
W naszych badaniach mysiego modelu tocznia rumieniowatego układowego (SLE), 15 zamierzaliśmy oczyścić plazmocytoidalne komórki dendrytyczne (pDC) w celu zbadania ich zmian funkcjonalnych wraz z postępem choroby. Po raz pierwszy użyliśmy MCS do wzbogacenia pDC ze szpiku kostnego, celując w PDCA-1, cząsteczkę o wysokiej i unikalnej ekspresji na mysim pDC w stanie stacjonarnym. 16 Jednak czystość komórek była nieoczekiwanie niska, prawdopodobnie z powodu regulacji w górę PDCA-1 w innych populacjach komórek w środowisku zapalnym, takim jak TRU. 16 Ostatecznie użyliśmy FACS z kombinacją czterech markerów powierzchniowych (CD11c, CD11b, B220 i PDCA-1) do oddzielenia pDC o wysokiej czystości jako populacji CD11c+CD11b-B220+PDCA-1+. Mysz pDC ma inny specyficzny znacznik powierzchniowy Siglec-H. Zdecydowaliśmy się nie używać Siglec-H, ponieważ wiązanie przeciwciał w tej cząsteczce hamuje funkcję pDC do produkcji IFNα. 11
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Myszy podatne na toczeń MRL/Mp-Faslpr (MRL/lpr) były hodowane i utrzymywane w określonym obiekcie wolnym od patogenów zgodnie z wymaganiami Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) w Virginia Tech (numer gwarancji dobrostanu zwierząt: A3208-01). Badanie to zostało przeprowadzone w ścisłej zgodności z zaleceniami zawartymi w Przewodniku dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych National Institutes of Health. Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z protokołem IACUC #12-062.
1. Pożywka do hodowli komórkowych i bufor sortujący
2. Sekcja myszy
3. Izolacja splenocytów
4. Izolacja komórek szpiku kostnego
5. Barwienie powierzchni komórek dla FACS
6. Sortowanie w sortowniku komórek
UWAGA: Działanie procedury sortowania na cytometrze i oprogramowaniu jest ustandaryzowane ze szczegółową instrukcją dostarczoną przez firmę. Krótko mówiąc, używamy dyszy 100 mikronów przy 20 psi, ustawiamy docelowe stężenie komórek w zakresie 5 - 10 milionów na ml i dostosowujemy wydajność do 70% lub więcej (tj. konflikty utrzymywane poniżej 30%).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Naszym celem było wzbogacenie pDC szpiku kostnego o wysoką czystość i bez wpływu innych typów komórek, od myszy podatnych na toczeń MRL/lpr, zarówno w młodym wieku, jak i w starszym wieku, aby zbadać funkcjonalne zmiany pDC dotyczące ich zdolności do wytwarzania IFNα. Pierwszą zastosowaną strategią oczyszczania był MCS, który, jak pokazuje rysunek 1, doprowadził do zaledwie 7,75% czystości po wzbogaceniu. W porównaniu do MCS, FACS wzbogacił pDC o czystość sięgającą 96,4%....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół opisany w tym manuskrypcie służy do wzbogacania o wysoką czystość żywych pDC, które zachowują zdolność do wytwarzania IFNα. Zastosowania tego protokołu obejmują między innymi oczyszczanie pDC i/lub innych komórek jednojądrzastych ze szpiku kostnego MRL/lpr i wszelkich innych szczepów myszy do badań funkcji komórkowych i molekularnych. Kilka krytycznych kroków w tym protokole ma na celu zapewnienie wysokiej żywotności i czystości posortowanego pDC. Pierwszym kluczowym krokiem jest uwolnienie szpiku kostnego z koś...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie występuje konflikt interesów w związku z publikacją niniejszej pracy.
Dziękujemy Laboratorium Cytometrii Przepływowej w Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine za korzystanie z podstawowego urządzenia do cytometrii przepływowej. Prace te były wspierane przez fundusze startowe XML. XL jest stypendystą Stamps Fellow w programie dla absolwentów nauk biomedycznych i weterynaryjnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| RPMI 1640 | gibco firmy life technologies | 11875-093 | |
| Surowica bydlęca | płodu HyClone | SH30396.03 | |
| Pirogronian sodu | gibco firmy life technologies | 11360-070 | |
| MEM aminokwasy endogenne | gibco firmy life technologies | 11140-050 | |
| HEPES | gibco firmy life technologies | 15630-080 | |
| 2-merkaptoetanol | gibco firmy life technologies | 21985-023 | |
| L-glutamina | gibco by life technologies | 25030-164 | |
| Penicylina-Streptomycyna | gibco by life technologies | 15140-122 | |
| 1x Hank' s Zrównoważony roztwór soli | gibco by life technologies | 14175-079 | |
| MACS BSA Roztwór podstawowy | Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
| MgCl2 | SIGMA | M8266 | |
| DNaza I | SIGMA | D4527 | |
| Bufor do lizy czerwonych krwinek (RBC) | eBioscience | 00-4300-54 | |
| Gradient gęstości średni | GE Healthcare | 17-1440-02 | Ficoll-Paque Plus |
| przeciw myszom CD19-PE | BD Pharmingen 553786 | ||
| anty-mysie CD11c-PE | eBioscience | 12-0114-82 | |
| przeciw myszom CD11b-APC-CY7 | BD Pharmingen | 557657 | |
| przeciw myszom PDCA-1-FITC | eBioscience | 11-3172-81 | |
| przeciw myszom B220-V500 | BD Pharmingen | 561226 | |
| DAPI | invitrogen | D3571 | |
| Zestaw do izolacji komórek sendrytycznych plazmocytoidu II, mysz | Miltenyi Biotec | 130-092-786 | |
| Cytometr przepływowy BD FACSAria I | BD Biosciences | 643178 | |
| BD FACS Diva wersja 6 | BD Biosciences |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie