$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ten protokół identyfikuje ukierunkowanie peptydów na określone populacje komórek przy użyciu wielu niezależnych pomiarów działających na uzupełniających się poziomach rozdzielczości: mapowanie na poziomie transkryptomu (sparowanych frakcji scRNA-seq), pomiar ilościowy oparty na zdarzeniach (cytometria przepływowa reporterowa) i potwierdzenie przestrzenne (konfokalne stosy z-stacks). Razem te podejścia zmniejszają typowe niejednoznaczności związane z badaniami opartymi na fluorescencji lub rozkładzie biomasy w skali całych narządów, takie jak myląca fluorescencja naczyń krwionośnych lub zatrzymanie pozakomórkowe, a także niemożność przypisania sygnału związanego z peptydem do określonych populacji komórek płuc7.
Kilka kroków wymaga szczególnej uwagi. Jakość perfuzji wpływa mocno na tło fluorescencji i wydajność sortowania; wystarczająca perfuzja charakteryzuje się jednolitym, kości słoniowa kolor wszystkich płatów płuc, podczas gdy niekompletna perfuzja może podwyższyć sygnał Cy5.5 w niesamocelowych przedziałach. W celu dissociacji tkanki stosuje się przedłużoną zimną trawienie (4 °C, 20 h) zamiast typowych warunków trawienia (37 °C, 1–2 h), aby zachować populacje nabłonkowe i poprawić odzyskiwanie delikatnych komórek, szczególnie komórek płuc typu I (AT1)10. Komórki AT1 są łatwo tracić podczas izolacji, ponieważ ich duża, cienka morfologia sprawia, że są bardzo wrażliwe na trawienie mechaniczne. Poza standardowymi praktykami laboratoryjnymi, w tym spójnym trawieniu, kompensacją, bramkowaniem i ustawianiem progów, 3D analiza lokalizacji pomaga określić, czy sygnał peptydowy nakłada się na sygnał reportera AT2, zamiast polegać wyłącznie na dwuwymiarowej nakładce fluorescencji13.
Krok deplecji komórek odpornościowych CD45⁺ można rozważyć przed ilościowym wyznaczeniem scRNA-seq lub cytometrią przepływową. Komórki odpornościowe stanowią dużą część populacji komórek płuc i mogą pobierać CPP jako część typowej odpowiedzi odpornościowej na obce cząstki. Aby dokładniej określić pobór CPP w populacjach nie-odpornościowych, w tym układów naczyniowych, nabłonkowych i mezenchymalnych, deplecja komórek CD45⁺ może poprawić czułość. Można to osiągnąć za pomocą deplecji na perłach przed sortowaniem lub wykluczając komórki CD45⁺ podczas analizy cytometrii przepływowej12. Jednak tę modyfikację należy stosować wybiórczo, ponieważ usuwa informacje o poborze przez komórki odpornościowe i zmienia skład komórkowy analizowanej próbki.
Należy wziąć pod uwagę kilka ograniczeń tego przepływu pracy. Fluorescencja Cy5.5 identyfikuje sygnał związany z peptydem, ale sama nie odróżnia zinternalizowanego peptydu od sygnału adhezji do membrany lub sygnału okołokomórkowego. Sparowane frakcje scRNA-seq są również wpływane przez dissociację tkanki, odzyskiwanie komórek, progi sortowania i względną obfitość każdej populacji komórek płuc. Dlatego rzadkie populacje, takie jak komórki podstawne lub jonocyty, mogą być niedoreprezentowane lub pominięte. Cytometria przepływowa myszy reportera zapewnia silniejsze przypisywanie typów komórek, ale wymaga odpowiedniej linii reportera lub zweryfikowanego panelu przeciwciał. Ponadto kontrola pojazdu z użyciem myszy reportera lepiej określiłoby tło nakładki w komórkach AT2 bez GFP w badaniach obrazowania. W związku z tym interpretacja powinna opierać się na zgodnych dowodach z scRNA-seq, cytometrii przepływowej i konfokalnego obrazowania, a nie na pojedynczym pomiarze.
Ten przepływ pracy jest modułowy i może być dostosowany do alternatywnych fluoroforów, linii myszy reporterowych, schematów dawkowania lub punktów czasowych zbioru. W przypadku badań rozwijających dodatkowe CPP specyficzne dla komórek lub narządów, projekt sparowanych frakcji scRNA-seq można zastosować z modyfikacjami do innych narządów (np. wątroba, nerki lub mózg). Ten protokół zapewnia wydajne podejście do porównywania populacji związanych z peptydami w pojedynczym narządzie tego samego zwierzęcia, poprawiając w ten sposób interpretowalność i zmniejszając zmienność między zwierzętami. Przyszłe zastosowania obejmują przesiewanie dodatkowych CPP, testowanie połączeń CPP-ładunku, porównywanie liniowych i cyklicznych projektów peptydów oraz stosowanie przepływu pracy do modeli chorobowych, w których architektura tkanki lub obfitość komórek docelowych jest zmieniona.