Apresentamos um protocolo para obter assinaturas de proteomic de macrófagos humanos e aplicar isso a determinação do impacto de um ambiente de baixo oxigênio na polarização do macrófago.
Artigo de método
Apresentamos um protocolo para obter assinaturas de proteomic de macrófagos humanos e aplicar isso a determinação do impacto de um ambiente de baixo oxigênio na polarização do macrófago.
Os macrófagos são células do sistema imune inatas envolvido com uma série de funções fisiológicas, variando das respostas de patógenos infecciosos a homeostase do tecido. As várias funções dessas células estão relacionadas aos seus Estados de ativação, que é também chamado de polarização. A descrição molecular precisa destas várias polarizações é uma prioridade no campo da biologia do macrófago. Atualmente é reconhecido que uma abordagem multidimensional é necessária para descrever como a polarização é controlada por sinais ambientais. Neste relatório, descrevemos um protocolo projetado para obter a assinatura de proteomic de várias polarizações em macrófagos humanos. Este protocolo é baseado em uma rótulo livre quantificação da expressão da proteína de macrófago obtido de fracionada em gel e conteúdo de lise celular Lys C/tripsina-digerido. Nós também fornecemos um protocolo baseado na solução de digestão e isoeléctrico focando fracionamento para usar como uma alternativa. Porque a concentração de oxigênio é um parâmetro ambiental relevante nos tecidos, usamos este protocolo para explorar a composição atmosférica como ou um ambiente de baixo oxigênio afeta a classificação de polarização de macrófagos.
Os macrófagos são células do sistema imune inatas envolvido com uma série de funções fisiológicas, variando das respostas de patógenos infecciosos a homeostase do tecido, incluindo a remoção de pilhas apoptotic e remodelação da matriz extracelular1. Estas células são caracterizadas por uma forte plasticidade fenotípica2 , que se traduz em um muitos Estados possíveis de ativação, que também são chamados de polarizações. A descrição molecular precisa destas várias polarizações é uma prioridade no campo do macrófago biologia3. Foi proposto para classificar estas polarizações usando a chamados dicotomia M1/M2, em que M1 representa pro-inflamatórios e M2 representa macrófagos anti-inflamatórios. Este modelo se encaixa bem em diversas situações patológicas, como infecções agudas, alergia e obesidade4. No entanto, em tecidos cronicamente inflamados e câncer, foi demonstrado que esta classificação é incapaz de compreender o amplo repertório fenotípico que macrófagos presentes em certos ambientes celulares5,6, 7. o consenso atual é que polarização macrófago é melhor descrita usando um modelo multidimensional para integrar sinais específicos microenvironmental8. Esta conclusão foi confirmada através da análise de transcriptomic de macrófagos humanos, mostrando que o modelo M1/M2 é ineficiente em descrever as polarizações obtidos9.
O estudo apresentado tem como objetivo proporcionar um protocolo para obter assinaturas de proteomic de várias polarizações em macrófagos humanos. Descrevemos como diferenciar os macrófagos humanos em ambientes de vários níveis de oxigênio e obter peptídeos o proteome macrófago toda para realizar uma rótulo livre de quantificação. Esta quantificação permite a comparação dos níveis de expressão de várias proteínas. Como pesquisas sobre células-tronco tem revelado a importância de oxigênio como um parâmetro chave ambiental10, procuramos entender como esse parâmetro de tecido pode influenciar a polarização do macrófago em seres humanos. A pressão parcial de oxigênio foi encontrada para o intervalo de 3 a 20% (de pressão atmosférica total) no corpo humano, onde 20% corresponde mais ou menos o que é comumente usado em uma incubadora de cultura celular (o valor exato é de cerca de 18,6%, tendo a presença de água em conta).
Trabalhos anteriores tem mostrado que alveolar diferem dos macrófagos intersticiais de funcionais e morfológico ponto de vistas11 e que essas diferenças são provavelmente parcialmente devido aos níveis de oxigênio diferentes a que estão expostos12. Além disso, os macrófagos da medula óssea-derivado mostram uma habilidade aumentada para phagocytize bactérias quando expostos a um ambiente de oxigênio baixo12. O efeito oposto foi encontrado por macrófagos humanos diferenciadas THP113, mas estes resultados suportam a ideia de que o oxigênio é um regulador da biologia do macrófago e que é necessário clarificar este papel a nível molecular em macrófagos humanos. Em um estudo anterior, nós aplicamos uma abordagem proteômica para solucionar esses problemas. Medindo os níveis de expressão de milhares de proteínas simultaneamente, nós destacou o impacto do oxigênio na polarização e forneceu uma lista de novos marcadores moleculares. Também fomos capazes de relacionar esses achados para algumas funções de macrófagos. Em particular, nós encontramos que a taxa de fagocitose das células apoptóticas foi aumentada em macrófagos IL4/IL13-polarizada, que estava relacionado com o upregulation de ALOX15, como revelado pela análise proteômica14. No presente estudo, descrevemos como executar tal análise.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Amostras de sangue humano (LRSC) de doadores saudáveis, elimina identificados foram obtidas de EFS (serviço nacional de sangue da francesa) como parte de um protocolo autorizado (DC CODECOH-2018 – 3114). Os doadores deram consentimento assinado para o uso de sangue.
1. mídia e preparação de Buffer
2. isolamento de células mononucleares do sangue periférico (PBMC) da câmara de leucorredução sistema (LRSC)
3. magnético rotulagem e isolamento de CD14+ células (monócitos)
4. chapeamento de monócitos
5. polarização de macrófagos no dia 6
6. célula de cultura sob condições de baixo oxigênio
7. Lise e digestão em-Gel (protocolo 1)
Nota: Nesta e as seções a seguir, são descritos dois protocolos usados para obter peptídeos e executar análise de LC-MS/MS. Protocolo n º 1 descreve lysis da pilha e fracionamento em gel e digestão e protocolo 2 descreve a lise celular em solução seguida em solução de digestão e fracionamento usando um método de focagem isoeléctrico.
8. proteína extração e na solução de digestão (protocolo 2)
9. em solução de digestão (protocolo 2)
10. limpar cartucho (protocolo 2)
11. fracionamento por isoeléctrica (protocolo 2)
Nota: Peptídeos são separados de acordo com seus pontos isoeléctrico usando um fracionador de fora-gel em uma faixa de 13 cm, cobrindo uma faixa de pH de 3 a 10. Usamos o seguinte protocolo fornecido pelo fornecedor (resumido a seguir):
12. limpar Harvard aparelho coluna reversa C18 Post-IEF (protocolo 2)
13. análise de dados Proteomic e bioinformática18
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
A partir de células mononucleares de sangue periférico (PBMC) obtidas através da centrifugação diferencial, o protocolo permite a obtenção de uma população de CD14+ monócitos com uma pureza avaliou mais de 98% por citometria de fluxo (Figura 1). Estes monócitos secundariamente são diferenciados em direção a várias polarizações (Figura 2). Quando um fracionamento em gel é escolhido, a migração em geles de SDS-page é ada...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Porque proteomics é uma poderosa ferramenta para estudar a expressão de diferentes proteínas de uma célula inteira ou compartimentos subcelulares, otimização do protocolo de lise celular e digestão de proteínas tem sido abordadas por um número de estudos. Existem três classes principais de métodos, que incluem em-gel digestão (digestão de proteínas em gel de poliacrilamida matriz)17, digestão em solução18 e de preparação de amostra auxiliado por filtro19
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores declaram não há conflitos de interesse.
AM é financiado pelo programa de líder do grupo de jovens (ATIP/Avenir Inserm-CNRS), por la Ligue Nationale contre le Cancer e la ARC da Fondation pour la recherche sur le Cancer. Agradecemos a Mariette Matondo partir a espectrometria de massa para a plataforma de biologia (UTECHS MSBIO, Instituto Pasteur, Paris). Agradecemos a Lauren Anderson para a leitura do manuscrito.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Estação de trabalho de hipóxia | Oxford Optronix | Hypoxylab | |
| C6 Citômetro de fluxo | BD | Accuri C6 | |
| Ureia | Agilent Technologies | 5188-6435 | |
| Ácido fórmico (FA) | ARISTAR | 450122M | |
| R-250 Coomassie blue | Biorad | 1.610.436 | |
| Lipopolissacarídeo, E.Coli (LPS) | Calbiochem | 437627 | |
| kit de limpeza 2D | GE Healthcare | 80-6484-51 | |
| RPMI 1640 médio, suplemento glutamax | Gibco | 61870044 | |
| HEPES 1 M | Gibco | 15630-080 | |
| MEM Solução de Aminoácidos Não Essenciais (NEAA) 100X | Gibco | 11140-035 | |
| Solução Salina Tamponada com Fosfato (PBS) 1X | Gibco | 14190-094 | |
| coluna de aparelhos Harvard Reverse C18 micro coluna de rotação | Harvard Apparatus | 74-4601 | |
| EDTA 0,5 M, pH 8,0 | Invitrogen | AM9260G | |
| NuPAGE Bis-Tris 4-12% | Life Technologies SAS | NP0321 BOX | |
| CD14 Microbeads humano | Miltenyi Biotec | 130-050-201 | |
| coluna de separação MACS LS | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| Fator estimulador de colônias de macrófagos (M-CSF) | Miltenyi Biotec | 130-096-485 | |
| Interleucina 4 (IL4) | Miltenyi Biotec | 130-093-917 | |
| Interleucina 13 (IL13) | Miltenyi Biotec | 130-112-410 | |
| Interferon gama (INF & gama;) | Miltenyi Biotec | 130-096-482 | |
| CD14-FITC (clone TÜ K4) | Miltenyi Biotec | 130-080-701 | |
| Rotador de Tubo MACSmix | Miltenyi Biotec | 130-090-753 | |
| Ácido Trifluoroacético (TFA) | Pierce | 28904 | |
| Mistura de Tripsina/Lys-C | PROMEGA | V5073 | |
| Mini Completo, Inibidor de Protease sem EDTA coquetel | Roche | 11836170001 | |
| Solução de Gradiente de Densidade ( Histopaque 1077) | Sigma Aldrich | 10771-100ML | |
| Accumax | Sigma Aldrich | A7089-100ML | |
| Soro Humano do plasma AB masculino humano (SAB) | Sigma Aldrich | H4522-100ML | |
| Solução de albumina de soro bovino (BSA) 30% | Sigma Aldrich | A9576-50ML | |
| Trisma-base | Sigma Aldrich | T1503 | |
| Glicerol | Sigma Aldrich | 49767 | |
| β-Mercaptoetanol | Sigma Aldrich | M3148 | |
| Azul de bromofenol | Sigma Aldrich | 114405 | |
| Dodecil Sulfato de Sódio (SDS) 20% | Sigma Aldrich | 5030 | |
| Bicarbonato de amônio | Sigma Aldrich | 9830 | |
| Acetonitrila | Sigma Aldrich | 34888 | |
| Ditiotreitol | Sigma Aldrich | 43819 | |
| Iodoacetamida | Sigma Aldrich | 57670 | |
| Tioureia | Sigma Aldrich | T8656 | |
| CHAPS | Sigma Aldrich | C9426 | |
| Kit de ensaio Micro BCA | ThermoFisher | 23235 | |
| Pipeta de plástico estéril de 5 mL | VWR | 612-1685 | |
| Thermomixer C Eppendorf | VWR | 460-0223 | |
| Sep-Pak tC18 cartuchos de fase reversa, 100 mg | Waters | WAT036820 |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou as figuras deste artigo JoVE
Solicitar permissão