Pułapki zewnątrzkomórkowe makrofagów to nowo opisana jednostka. W tym artykule skoncentrujemy się na metodach mikroskopii konfokalnej i sposobie ich wizualizacji in vitro i in vivo na próbkach płuc.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Pułapki zewnątrzkomórkowe makrofagów to nowo opisana jednostka. W tym artykule skoncentrujemy się na metodach mikroskopii konfokalnej i sposobie ich wizualizacji in vitro i in vivo na próbkach płuc.
Podstawową metodą używaną do określenia obecności pułapek zewnątrzkomórkowych neutrofili (NET) jest mikroskopia konfokalna. Zmodyfikowaliśmy ustalone metody mikroskopii konfokalnej w celu wizualizacji pułapek zewnątrzkomórkowych makrofagów (MET). Te pułapki zewnątrzkomórkowe są definiowane przez obecność chromatyny zewnątrzkomórkowej ze współekspresją innych składników, takich jak proteazy ziarniste, histony cytrulinowane i deiminaza peptydyloarginazy (PAD). Ekspresja MET jest na ogół mierzona po ekspozycji na bodziec i porównywana z próbkami niestymulowanymi. Dołączone są również próbki do kontroli tła i izotypu. Komórki są analizowane za pomocą dobrze zdefiniowanego oprogramowania do analizy obrazu. Mikroskopia konfokalna może być stosowana do określenia obecności MET zarówno in vitro, jak i in vivo w tkance płucnej.
Pułapki zewnątrzkomórkowe (NET), zostały po raz pierwszy opisane przez Brinkmanna i wsp.1 Są one głównie wytwarzane w odpowiedzi na infekcję (zwłaszcza na bakterie) i odgrywają ważną rolę w obronie gospodarza1,2. Opisano również, że występują w odpowiedzi na choroby niezakaźne, w tym zapalenie naczyń krwionośnych i toczeń rumieniowaty układowy (SLE); oraz do mitogenu forbolu 12-miryzynianu 13-octanu (PMA)2,3. Niedawno uznano, że inne typy komórek mogą również wytwarzać pułapki zewnątrzkomórkowe, w tym makrofagi. Pułapki zewnątrzkomórkowe makrofagów (MET) nie są jeszcze dobrze zdefiniowaną jednostką w literaturze4,5. Niedawno opracowaliśmy metody wykrywania obecności MET zarówno in vitro, jak i in vivo6,7. W artykule zostanie opisany pomiar MET za pomocą mikroskopii konfokalnej.
Kluczowe cechy NETosi8) to ekstruzja chromatyny w połączeniu z: (1) cytrulinacją histonów (H3Cit)9, (2) koekspresją proteaz ziarnistych10, oraz (3) udziałem deiminazy peptydyloargininowej (PAD) 411,12. Makrofagi wyrażają również H3Cit, proteazy ziarniste i PAD, a cechy te można wykorzystać do określenia obecności MET.
MET mogą odgrywać szczególnie ważną rolę w płucach, ponieważ makrofag jest dominującą komórką obecną w pęcherzykach płucnych i drogach oddechowych i odgrywa początkową rolę w kierowaniu komórkową odpowiedzią immunologiczną na infekcję/stan zapalny. Ponadto, podczas gdy znaczna część płuc to pusta przestrzeń (np. w pęcherzykach płucnych), MET są potencjalnie zdolne do rozszerzania się w dostępną przestrzeń, w przeciwieństwie do narządów stałych.
Najczęściej używaną metodą do określania obecności NET jest mikroskopia konfokalna. Nie ma jeszcze jasno zdefiniowanego sposobu mierzenia MET. Technika pomiaru NET została dostosowana do pomiaru obecności MET w tym protokole. Głównymi wymaganiami dla tej metody jest dostęp do mikroskopii konfokalnej i odpowiedniego oprogramowania do obrazowania do analizy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten protokół jest zgodny z eksperymentami zatwierdzonymi w: (1) ludziach przez Komisję Etyki Centrum Medycznego Monash, oraz (2) zwierzętach przez Komisję Etyki Uniwersytetu w Melbourne.
1. Makrofagi z płukania oskrzelowo-pęcherzykowego (BAL)
2. Znakowanie immunofluorescencyjne/Mikroskopia makrofagów BAL
UWAGA: Komórki są przyklejane do szkiełek nakrywkowych, jak wspomniano powyżej.
3. Próbki tkanki płucnej
UWAGA: Do badań in vivo tkanki płucnej, badaj próbki po odpowiednim narażeniu (np., jak opisali O'Sullivan et al.7). Ekspozycja, która jest najbardziej istotna dla tego eksperymentu, to zakaźne mikroorganizmy, szczególnie bakterie. Szczepy myszy, które można wykorzystać do tej metody, to myszy C57BL/6 lub BALB/c, w wieku 10 - 12 tygodni, o wadze 25 - 30 g i samce.
4. Przygotowanie/Mikroskopia próbek tkanki płucnej
5. Trójwymiarowe (3D) obrazowanie MET
UWAGA: Ponieważ MET są strukturami 3-D, wykonanie wielu obrazów z-stack, które są odtwarzane, może dostarczyć cennych informacji.
6. Analiza obrazu
UWAGA: Analiza próbek wymaga użycia specjalnego oprogramowania do analizy obrazowania, a przykłady są wymienione w Tabeli materiałów. Chociaż analiza wyników będzie zależeć od konkretnego użytego programu, ważne są poniższe punkty.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
MET-y można wizualizować w próbkach BAL, w tkance płucnej oraz w grubszych przekrojach płuc za pomocą obrazowania 3-D. Przykład MET-ów zwizualizowanych w próbce BAL przedstawiono na Rysunku 1. Morfologia MET-ów różni się w zależności od stopnia ich dojrzewania. Pierwszą cechą wykrywalną pod mikroskopem jest przemieszczenie się jądra na obrzeże komórki. Następnie pojawia się zewnątrzkomórkowa chromatyna wraz z innymi współwyrażanymi mediatorami, takimi jak H3C...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda opisana w niniejszym przeglądzie opiera się na metodzie użytej do zdefiniowania obecności NET14. Makrofagi są zdecydowanie dominującym typem komórek w próbkach BAL, a ta metoda zbierania jest szczególnie przydatna do badania MET. Jeśli w BAL obecne są krwinki czerwone, komórki te należy poddać lizie przy użyciu chlorku amonu. Procedura BAL na ogół aktywuje makrofagi i dlatego oczekuje się, że w próbkach niestymulowanych będą obecne MET. Makrofagi BAL są zwykle bardzo przylegające. Makrofagi...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych ujawnień w związku z tą pracą.
Ta praca została sfinansowana z grantów Uniwersytetu Monash, Narodowej Rady Zdrowia i Badań Medycznych oraz Instytutu Płuc i Snu Monash. Autorzy chcieliby podziękować personelowi Immunologii Klinicznej w Monash Health, Judy Callaghan, Alexowi Fulcherowi, Kirstin Elgass i Camden Lo z Monash Micro Imaging (MMI) za pomoc w obrazowaniu mikroskopii konfokalnej, a także dziękują za udogodnienia MMI Uniwersytetu Monash. Autorzy doceniają wyposażenie oraz pomoc naukową i techniczną Platformy Histologicznej Monash.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| < silny> Próbki ludzkie: Przeciwciała pierwotne< / silne> | |||
| Królik anty-ludzki H3Cit (Cytrulina R26) | Abcam | AB5103 | 10 ug / ml |
| Królik anty-ludzki MMP12 | Novus Biological | NB110-57214 | 1:100 stężenie niekwantyfikowalne |
| Mysz anty-ludzka MMP9 | Novus Biological | AB119906 | 1:200 wodobrzusze, bez stężenia podany |
| Królik anty-ludzki PADI2/PAD2 | Abcam | AB16478 | 7 ug/ml |
| Mysz anty-ludzka PADI4/PAD4 | Abcam | AB128086 | 10,1 ug/ml |
| Owca anty-ludzka NE | LifeSpan Bioscience | LS-B4244 | 25 ug/ml |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Uwagi |
| Próbki myszy: Przeciwciała pierwszorzędowe | |||
| Goat anty-myszy MMP9 | Abcam | AF909 | 10 ug/ml |
| Królik anty-mysz H3Cit (Cytrulina R26) | Abcam | AB5103 | 10 ug/ml |
| Szczurzy anty-mysz F4/80 | In-house (hybridoma) | We własnym domu | 20 ug/ml |
| Owca anty-ludzka anty-HNE /NE | Sapphire Bioscience | LS-B4244 | 25 ug/ml |
| Mysz anty-ludzka i nieśmiała; &nieśmiały; &nieśmiały; &nieśmiały; PADI4/PAD4 | Abcam | AB128086 | 10,1 ug/ml |
| Prowadnice Super-frost plus | Menzel | S41104A | |
| Dapi-prolong gold | Sondy molekularne | P36931 | |
| Triton-X 100 | Sigma-Aldrich | 85111 | |
| Chlorek amonu | Sigma-Aldrich | E9434 | |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Uwagi |
| Przeciwciała drugorzędowe | |||
| Kurczak anty-rabbit AF 488/ | Life technologies | A-21441 | |
| Kurczak anty-królik AF 594 | Life technologies | A-21442 | |
| Kurczak anty-koza AF 594 | Life technologie | a-21468 | |
| Kurczak anty-myszy AF488 | Technologie życia | A-21200 | |
| Anty-owce osła AF 594 | Technologie życia | A-11018 | |
| Kurczak anty-myszy AF 647 | Technologie życia | A-21463 | |
| Oślica anty-owce AF 594 | Technologie życia | A-11016 | |
| Kontrola | |||
| Królik IgG | w domu | ||
| Królik IgG | W domu | ||
| Mysz IgG1 | BD Bioscience | 550878 | |
| Królik IgG | W domu | ||
| Mysz IgG2a | BioLegend | 400201 | |
| Owca IgG | W domu | ||
| Nazwa | Company< | strong>Numer katalogowy | Komentarze |
| Programy komputerowe | |||
| Imaris | Bitplane | ||
| Image J | NIH | ||
| Do średniej intensywności fluorforów można użyć standardowej aplikacji biurowej, takiej jak Microsoft Excel | |||
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
| mikroskopy | |||
| C1 Konfokalny mikroskop skaningowy | Nikon | ||
| FV1200 Konfokalny mikroskop skaningowy | Olympus | ||
| Nazwa | >Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
| Źródła tkanek | |||
| Ludzkie próbki BAL z pracowni bronchoskopii w Monash Medical Center | |||
| Próbki BAL myszy i tkanka płucna z Wydziału Farmakologii Uniwersytetu w Melbourne. | |||
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
| Media | |||
| RPMI | Sigma-Aldrich | r8758 | |
| Surowica cielęca płodu | Sigma-Aldrich | F0926 | |
| L-glutamina | Sigma-Aldrich | G7513 | |
| Nazwa | >Firma | Numer katalogowy | Uwagi |
| Other reagents | |||
| Sudan black | Sigma-Aldrich | 199664 | |
| utrwalacz paraformaldehydu/periodatu/lizyny (PLP) | Sigma-Aldrich | 27387 | |
| Ksylen | Sigma-Aldrich | 214736 | |
| Ketamina | Sigma-Aldrich | K2753 | |
| Naturalna formalina | Sigma-Aldrich | 42904 | |
| Parafina | Sigma-Aldrich | 327204 | |
| Agaroza | Sigma-Aldrich | A2576 | |
| Solvent 3B | Hi-Chem | 2026 | |
| Szkiełka nakrywkowe 12 ml | Sigma-Aldrich | S1815 | |
| Szkiełka nakrywkowe 60 x 24 ml | Sigma-Aldrich | C6875 | |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
| Myszy | |||
| c57 czarne 6 | Monash platforma badań nad zwierzętami (MARP) | ||
| BALB/c | MARP |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.