Tutaj prezentujemy trzy metody oceny migracji i infiltracji neutrofili zarówno in vivo, jak i in vitro. Metody te mogą być wykorzystane do odkrycia obiecujących terapii ukierunkowanych na migrację neutrofili
.Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Tutaj prezentujemy trzy metody oceny migracji i infiltracji neutrofili zarówno in vivo, jak i in vitro. Metody te mogą być wykorzystane do odkrycia obiecujących terapii ukierunkowanych na migrację neutrofili
.Neutrofile są głównym członkiem wrodzonego układu odpornościowego i odgrywają kluczową rolę w obronie gospodarza przed patogenami i patologicznymi reakcjami zapalnymi. Neutrofile mogą być rekrutowane do miejsc zapalnych pod kierunkiem cytokin i chemokin. Przytłaczający naciekanie neutrofili może prowadzić do masowego uszkodzenia tkanek, takiego jak w reumatoidalnym zapaleniu stawów (RZS). Neutrofile wyizolowane z wysięku otrzewnowego reagują na określony chemoatraktant, N-formyl-Met-Leu-Phe (fMLP), in vitro w testach komorowych Transwell lub Zigmond. Eksperyment z torebką powietrzną można wykorzystać do oceny chemotaksji neutrofili w kierunku lipopolisacharydu (LPS) in vivo. Mysi model zapalenia stawów wywołanego adiuwantem (AA) jest często stosowany w badaniach nad RZS, a barwienie immunohistochemiczne odcinków stawów przeciwciałami przeciwko elieloperoksydazie (MPO) lub elastazie anty-neutrofilowej (NE) jest dobrze ugruntowaną metodą pomiaru nacieku neutrofili. Metody te mogą być wykorzystane do odkrycia obiecujących terapii ukierunkowanych na migrację neutrofili.
Neutrofile są najliczniejszymi białymi krwinkami i stanowią 50−70% całej populacji białych krwinek u ludzi1. Neutrofile są jednym z głównych czynników reagujących podczas ostrego stanu zapalnego. Neutrofile mogą być rekrutowane do miejsc zapalnych poprzez kierowanie cytokinami i chemokinami uwalnianymi przez komórki rezydujące w tkankach2,3,4, w którym pośredniczą interakcje między cząsteczkami adhezyjnymi komórek na powierzchni neutrofili a komórkami śródbłonka naczyniowego5. Neutrofile mają fundamentalne znaczenie dla obrony gospodarza i odgrywają rolę w patologicznych reakcjach zapalnych ze względu na ich potężną zdolność do uszkadzania tkanek poprzez uwalnianie reaktywnych form tlenu (ROS) i innych cząsteczek uszkadzających tkanki3,6.
Poprzednie badania opisywały kilka protokołów izolacji neutrofili od myszy lub ludzi. Oh i wsp. zademonstrowali metodę separacji gradientu gęstości w celu wyizolowania ludzkich neutrofili z krwi całego człowieka7. Jednak wyizolowanie wystarczającej ilości neutrofili z krwi myszy jest trudne ze względu na małą objętość krwi. Alternatywnie, z płynu otrzewnowego myszy można uzyskać dużą liczbę czystych i żywotnych neutrofili myszy, a te oczyszczone neutrofile mogą być używane ex vivo do badania kilku aspektów funkcji komórkowych ex vivo, w tym nacieku neutrofili, migracji, chemotaksji, wybuchu oksydacyjnego, produkcji cytokin i pułapek zewnątrzkomórkowych neutrofili (NET)8. Transwell isories9 lub Zigmond chamber astests10,11 może być używany do oceny migracji neutrofili in vitro. Model torebki powietrznej służy do oceny migracji i infiltracji neutrofili in vivo. Podskórny model torebki powietrznej jest wygodnym modelem zwierzęcym in vivo do badania migracji komórek zapalnych.
Tradycyjnie, neutrofile były uważane za eliminatory patogenów w ostrych fazach zapalenia. Jednak ostatnie odkrycia wykazały, że neutrofile są skomplikowanymi komórkami, które pełnią znaczną różnorodność wyspecjalizowanych funkcji. Neutrofile mogą regulować wiele procesów, takich jak ostre urazy i naprawy, nowotworzenie nowotworów, odpowiedź autoimmunologiczna i przewlekłe stany zapalne12,13. Neutrofile modulują również adaptacyjne odpowiedzi immunologiczne i mogą regulować limfocyty B i limfocyty T14,15. Znaczny niedobór neutrofili prowadzi do śmiertelności lub ciężkiego niedoboru odporności u ludzi, a zubożenie neutrofili u myszy prowadzi do śmiertelności, podczas gdy nadmierna aktywacja lub rekrutacja neutrofili w narządach powoduje kilka chorób immunologicznych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) i toczeń rumieniowaty układowy (SLE)6. Neutrofile są najliczniejszymi komórkami w płynie maziowym pacjentów z RZS. Neutrofile wytwarzają nadmierne ilości mieloperoksydazy (MPO) i elastazy neutrofilowej (NE) poprzez degradację, co nasila erozję chrząstki. MPO jest enzymem peroksydazy ulegającym ekspresji głównie w granulkach neutrofili16. NE jest związane ze zniszczeniem chrząstki stawowej17. MPO i NE mogą być wykorzystane do oceny stanu migracji i infiltracji neutrofili w tkankach pacjentów z RZS.
Ten artykuł przedstawia trzy konwencjonalne metody oceny migracji normalnych neutrofili indukowanych zarówno in vivo, jak i in vitro, a także infiltracji patologicznych neutrofili w mysim modelu zapalenia specyficznego dla stawu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury eksperymentalne zostały sprawdzone i zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Chińskiej Uniwersytetu Pekińskiego.
UWAGA: Użyto myszy C57BL/6 (w wieku 7-8 tygodni).
1. Izolacja neutrofili
2. Test migracji neutrofili
3. Test z użyciem torebki powietrznej
4. Indukcja mysiego zapalenia stawów wywołanego adiuwantem (AA)
5. Barwienie immunohistochemiczne odcinków stawów
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Komórki wysięku otrzewnowego pobrano z płynu z płukania otrzewnej myszy. Komórki zawieszono ponownie w 1 mL pełnej pożywki RPMI-1640, naniesiono na dwustopniowy (54,8%/70,2%) nieciągły gradient gęstości (Rysunek 1A) i wirowano przy 1 500 x g przez 30 min. Neutrofile (≥95%, ~1 x 107 neutrofili/mysz) odzyskano z dolnego interfejsu (Rysunek 1B).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Szczegółowe protokoły wysoko oczyszczonych neutrofili z krwi obwodowej7, szpiku kostnego i tkanek18 są dostępne od dawna. Tutaj przyjmujemy metodę izolowania neutrofili z płynu otrzewnowego19 , w której dojrzałe neutrofile pozostają inaktywowane do dalszych badań przeciwzapalnych i przeciwutleniających.
Wykorzystaliśmy eksperyment z torebką powietrzną, aby zbadać infiltrację neutrofili in vivo indukowaną przez LPS. Metoda ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (granty o numerach 81430099 i 31500704), Międzynarodowe Projekty Współpracy i Wymiany (numer grantu 2014DFA32950) oraz program badawczy Pekińskiego Uniwersytetu Medycyny Chińskiej (numery grantów BUCM-2019-JCRC006 i 2019-JYB-TD013).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,1% Fast Green Solution | Solarbio | 8348b | Przenieś 20 mg fast grene FCF w jednej fiolce do drugiej zlewki o pojemności 100 ml. Dodać 20 ml H2O do zlewki i rozpuść plamę, mieszając, aby uzyskać 0,1% szybko zielony roztwór, a następnie przefiltruj go za pomocą filtra Nalgene PES 75 mm |
| 0,1% Safranina O, roztwór barwiący | Solarbio | 8348a | Przenieś 20 mg barwnika safraniny O w jednej fiolce do zlewki o pojemności 100 ml. Dodać 20 ml H2O do zlewki i rozpuść plamę, mieszając, aby uzyskać 0,1% roztwór barwiący safraninę O, a następnie przefiltruj go za pomocą filtra Nalgene PES 75 mm |
| 0,5 M roztworu kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA), pH 8,0 | Sigma | 324506 | Sterylny |
| 100% etanol | Beijing Chemical Works | ||
| 100% metanol | Beijing Chemical Works | ||
| 15 ml stożkowa polipropylenowa probówka wirówkowa | Falcon | 14-959-53A | |
| Igła 23 G x 1 1/4" | BD | 305120 | |
| Igła 26 G x 3/8" | BD | 305110 | |
| 3% albumina surowicy bydlęcej (BSA) | Rozpuść 0,3 g BSA w 10 ml PBS | ||
| 3% H2O2 | Zmieszaj 1 ml 30% H2O2 z metanolem z 9 ml metanolu | ||
| 3,3'-diaminobenzydyny (DAB) zestaw | ZSGB-BIO | ZLI-9018 | |
| Igła 30 G x 1/2" | BD | 305106 | |
| 30% H2O2 | Beijing Chemical Works | ||
| 5 mL Strzykawka | BD | Z683574 | |
| 50 ml stożkowa probówka wirówkowa z polipropylenu | Falcon | 14-432-22 | |
| 50% mieszanka etanolu | 500 ml 100% etanolu z 500 ml dH2O | ||
| 54,8% Percoll | Mix 2,74 ml SIP z 2,26 ml 1&razy; PBS, stand still | ||
| 70% Etanol | Mix 700 ml 100% etanolu z 300 mL dH2O | ||
| 70,2% Percoll | Mix 3,51 ml SIP z 1,49 ml 1&razy; PBS, stop | ||
| still 80% etanolu | Mix 800 ml 100% etanolu z 200 ml dH2O | ||
| 95% Mieszanka etanolu | 950 ml 100% etanolu z 50 ml dH2O | ||
| Alkohol kwasowy Superszybkie rozwiązanie różnicujące | Beyotime | C0165S | |
| Przeciwciała | |||
| przeciw mieloperoksydazie | Abcam | ab208670 | |
| Przeciwciało przeciwko elastazie anty-neutrofilowej | Abcam | ab21595 | |
| Automatyczny analizator hematologiczny | Sysmex | XS-800i | |
| Albumina surowicy bydlęcej (BSA) | VWR | 0332-100G | |
| Kompletny adiuwant Freunda, 10 mg/ml | sigma | 1002036152 | |
| Szkiełko nakrywkowe | CITOGLAS | 10212432C | |
| Zegarowy miernik grubości | Mitutoyo | 7301 | |
| Mikroprobówki Eppendorf, 1,5 ml | Sigma | Z606340 | |
| Płodowa surowica bydlęca (FBS) Premium | PAN | P30-1302 | |
| System znieczulenia gazowego | ZS Dichuang | ZS-MV-IV | |
| Goat Anti-Rabbit IgG H& L (HRP) | PPLYGEN | C1309 | Jest to przeciwciało drugorzędowe stosowane w barwieniu immunohistochemicznym. |
| Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) | Biological Industries, Beth HaEmek, Izrael | 02-016-1A | Sterylny |
| roztwór do barwienia hematoksyliny | ZSGB-BIO | ZLI-9609 | |
| Lipopolisacharyd (LPS) | Sigma | L3012 | |
| MEDIA I SUPLEMENTY | |||
| Zmodyfikowany Safranin O-fast Green FCF Zestaw do barwienia chrząstki | Solarbio | G1371 | |
| N-formyl-Met-Leu-Phe (fMLP) | Sigma | 47729 | |
| Roztwór streptomycyny penicyliny, 100 razy; | Invitrogen | 1514022 | |
| Percoll | GE Healthcare | 10245207 | Gradient gęstości średni |
| Permeabilization Buffer | Mix 100 μ L Triton X-100 z 1 L dH2O, aby uzyskać 0,01% soli fizjologicznej Triton X-100 | ||
| Phosphate Buffer Salt (PBS), 1 i razy; | Zmieszaj 90% ddH2O z 10% (v/v) 10 razy; PBS, autoklawowany | ||
| bufor fosforanowy z solą fizjologiczną (PBS), 10 i razy; | Rozpuść 16 g NaCl, 0,4 g KCl, 2,88 g Na2HPO4· 2H2O, 0,48 g KH2PO4 (bezwodny) w 200 ml ddH2O, dostosować pH 7,4, autoklawowane | ||
| WYROBY I URZĄDZENIA Z TWORZYW SZTUCZNYCH | |||
| W PROSZKU | |||
| Proteozowy peptonowy | oksoid | 1865317 | |
| bufor | do odzyskiwaniaZmieszaj 18 ml buforu pobierającego A z 82 ml buforu pobierającego B, dodaj dH2O do 1000 ml, dostosuj pH do 6,0 | ||
| Bufor A Zapas do IHC | Rozpuść 4,2 g kwasu cytrynowego (C6H5O7· H2O) w 200 ml dH2O | ||
| Zapas buforowy B dla IHC | Rozpuść 5,88 g dihydratu cytrynianu trisodowego (C6H5Na3O7· 2H20) w 200 ml dH2O | ||
| Roswell Park Memorial Institute (RPMI)-1640 medium | Sigma | R8758 | |
| RPMI-1640 Complete Medium | RPMI-1640 jest uzupełnione o 10% FBS i 1% penicyliny/streptomycyny. | ||
| Shu Rui U40 Jednorazowa sterylna igła do wstrzykiwań insuliny 1 ml | BD | 328421 | |
| Slide | CITOGLAS | 10127105P-G | |
| SOLUTION | |||
| Zapas Izotoniczny perkol (SIP) | Wymieszaj 90% (v/v) percollu z 10% (v/v) 10 razy; PBS, odstaw nieruchomo na 20 minut | ||
| Bufor płuczący w teście | Rozcieńcz 0,5 M EDTA do 10 mM za pomocą HBSS | ||
| Xylene | Beijing Chemical Works |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.