1. Калибровка плотности белка на BSLB (липидных бислоях с опорой на шарики)
- Перед тем как взять нефункционализированные гранулы кремнезема диаметром 5,00 ±0,05 мкм, хорошо перемешайте исходный раствор и снова суспензируйте большие комки бусин, осевшие на дне колб.<бр />
ПРИМЕЧАНИЕ: Гранулы диоксида кремния имеют тенденцию быстро оседать, что может привести к ошибкам подсчета. Энергично перемешивайте, пипетируя вверх и вниз до половины максимального объема микропипетки P1000.
- Разведите 1 мкл раствора шариков в 1000 μл PBS, подсчитайте шарики с помощью камеры гемоцитометра и рассчитайте их концентрацию на мл<бр/>
заметка: Окрашивание трипановым синим цветом не нужно для визуализации гранул кремнезема.
- Рассчитайте объем гранул кремнезема, необходимый для 5 × 10 5 конечных BSLB на точку титрования.
- Переложите необходимый объем гранул диоксида кремния в стерильную микроцентрифужную пробирку объемом 1,5 мл.
- Промойте гранулы диоксида кремния три раза 1 мл стерильного PBS и центрифугируйте гранулы в течение 15 с на настольной микроцентрифуге при температуре RT (при фиксированных оборотах).
ПРИМЕЧАНИЕ: При удалении моющего раствора не тревожьте гранулу шарика. Небольшая буферная колонка не влияет на распространение липосом, составляющих мастер-смесь липосом, поскольку они также находятся в PBS.
- Приготовьте три объема мастер-смеси липосом, чтобы собрать BSLB на промытых гранулах диоксида кремния (например, если исходный общий объем гранул диоксида кремния составляет 20 мкл, приготовьте минимум 60 мкл мастер-смеси липосом).
- Для титрования Biotinyl Cap PE в молольном %
- Приготовьте липидные мастер-смеси, содержащие 5-кратные разведения Biotinyl Cap PE.
- Разбавьте 0,4 мМ Biotinyl Cap PE mol% в 100% DOPC матрице.
- Смешайте каждую точку титрования Biotinyl Cap PE в соотношении 1:1 (объем: объем) с раствором 0,4 мМ 25% DGS-NTA(Ni) таким образом, чтобы при всех титрованиях присутствовали последние 12,5 мольные % Ni-содержащих липидов.
заметка: 12,5 мол.% (объем:об.%) Ni-содержащих липидов представляют собой смешанный липидный состав BSLB, на которых белки, меченные His, также могут быть протестированы в параллельной калибровке. Например, поскольку все запасы липосом получают при одной и той же молярной концентрации, для достижения целевой мольной % смеси в 200 мкл окончательной смеси липосом, просто смешайте 100 мкл 25 моль% Ni-содержащего DGS-NTA со 100 мкл 100 моль% DOPC.
- Перенесите 5 × 105 промытых шариков диоксида кремния в микроцентрифужные пробирки объемом 1,5 мл так, чтобы на каждую пробирку была собрана одна точка титрования Biotinyl Cap PE mol%.
- Добавьте мастер-смеси Biotinyl Cap PE для титрования mol% в промытые гранулы диоксида кремния и аккуратно перемешайте пипетированием вверх и вниз до половины общего объема. Следует избегать образования пузырьков, которые в избытке разрушают липидный бислой.
- Добавьте газообразный аргон (или азот) на трубку, содержащую образующиеся BSLB, чтобы вытеснить воздух и защитить липиды от окисления во время смешивания.
- Добавьте аргон к липидным запасам 0,4 мМ перед хранением и обрабатывайте стерильным методом.
заметка: Подсоедините небольшую трубку к баллону с газообразным аргоном/азотом. Перед добавлением газа в трубки отрегулируйте регулятор газового баллона так, чтобы давление было установлено не выше 2 фунтов на квадратный дюйм. Подсоедините стерильный наконечник для пипетки к выпускной трубке, чтобы направить поток газа внутрь запаса липосом, в течение 5 секунд и быстро закройте крышку. В случае липидных запасов перед хранением при температуре 4 °C крышку пробирки запечатать парафиновой пленкой.
- Переместите BSLB в вертикальный лабораторный смеситель с переменным углом наклона (см. Таблицу материалов) и перемешивайте в течение 30 минут при RT, используя орбитальное перемешивание со скоростью 10 об/мин.
заметка: Этот шаг предотвратит осаждение гранул во время формирования поддерживаемого липидного бислоя.
- Открутите шарики, центрифугируя в течение 15 с в RT на настольной миницентрифуге, а затем трижды промойте 1 мл HBS/HSA (BSA), чтобы удалить излишки липосом.
- Блокируйте образовавшиеся BSLB, добавляя 1 мл 5% казеина или 5% BSA, содержащих 100 мкМ NiSO4 для насыщения сайтов NTA и 200 нМ стрептавидина для равномерного покрытия всех биотин-якорных сайтов на BSLB. Осторожно перемешайте, пипетируя вверх и вниз половину общего объема, и инкубируйте в вертикальном смесителе не более 20 минут при RT и 10 об/мин.
- Открутите BSLB путем центрифугирования в течение 15 с в RT на настольной миницентрифуге, а затем трижды промойте 1 мл буфера HBS/HSA (BSA).
заметка: Держите вымытые бусины вертикально с небольшим объемом буфера для стирки, покрывающим BSLB. Избегайте обезвоживания BSLB, так как воздух разрушает липидный бислой.
- Для титрования меченых His-меченных белков на 12,5 мол.% DGS-(Ni)NTA-содержащих BSLB
- Приготовьте три объема мастер-смеси липосом, содержащих последние 12,5 мол.% DGS-NTA(Ni).
- Используйте мастер-смесь для липосом, чтобы суспендировать промытые гранулы диоксида кремния, и аккуратно перемешайте, пипетируя вверх и вниз половину общего объема. Избегайте образования пузырьков, которые в избытке повреждают липидный бислой.
- Добавьте газообразный аргон (или азот) на трубку, содержащую образующиеся BSLB, чтобы вытеснить воздух и защитить липиды от окисления во время смешивания.
- Добавьте аргон к 0,4 мМ липидным запасам перед хранением и обрабатывайте с помощью стерильной техники.
- Переместите BSLB в вертикальный смеситель и перемешивайте в течение 30 минут при RT с помощью орбитального перемешивания со скоростью 10 об/мин.
- Открутите шарики, центрифугируя в течение 15 с в RT на настольной миницентрифуге, а затем трижды промойте 1 мл HBS/HSA (BSA), чтобы удалить излишки липосом.
- Заблокируйте образовавшиеся BSLB, добавив 1 мл 5% казеина (или 5% BSA), содержащего 100 μM NiSO4, для насыщения сайтов NTA на BSLB. Осторожно перемешайте и инкубируйте в вертикальном смесителе не более 20 минут при RT и 10 об/мин.
- Трижды вымойте с помощью HBS/HSA (BSA), чтобы удалить излишки блокирующего раствора.
- В новой 96-луночной пластине U-образного дна готовят 2-кратные серийные разведения белков.
- Приготовьте начальную концентрацию 100 нМ для интересующего белка в общем объеме 200 мкл буфера HBS/HSA (BSA), распределите 100 мкл этого раствора в первой колонке, а оставшиеся 100 мкл в верхней части колонки #2, содержащей 100 мкл буфера HBS/HSA (BSA).
- Продолжайте последовательным переносом 100 мкл из столбца #2 в столбец #3 и повторяйте по мере необходимости, чтобы охватить все точки титрования. Оставьте последний столбец ряда без белка, так как он будет использоваться в качестве пустого эталона для количественной оценки.
- Ресуспендируйте приготовленные BSLB в объеме, таком, чтобы 5 × 105 BSLB содержались в 100 мкл буфера HBS/HSA (BSA).
- Перекачиваем 100 мкл суспензии BSLB в лунки второго U-образного дна 96-луночной пластины таким образом, чтобы каждая скважина получала 5 × 105 BSLB.
- Опустите вторую тарелку, содержащую BSLB, в течение 2 минут при 300 × g и RT и выбросьте надосадочную жидкость.
- Переложите объемы объемом 100 мкл с планшета для титрования белка на планшет, содержащий осажденные BSLB. Осторожно перемешайте, не допуская образования избыточных пузырьков во время пипетирования, и инкубируйте в течение 30 минут при RT и 1 000 об/мин с помощью планшетного шейкера. Защитите от света алюминиевой фольгой.
- Трижды промойте пластину буфером HBS/HSA (BSA) с использованием ступеней отстаивания 300 × г в течение 2 минут при RT.
- Если рекомбинантный белок, используемый в калибровке, непосредственно конъюгирован с флуорохромами и имеет известные значения F/P.
- Если рекомбинантный белок, используемый в калибровке, не меченый или конъюгированный с флуорохромами или стандарт MESF недоступен, используйте Alexa Fluor 488 или 647-конъюгированные антитела с известными значениями F/P для окрашивания BSLB, покрытого белком.
- Окрашивание насыщающими концентрациями антител количественного определения.
ПРИМЕЧАНИЕ: В зависимости от целевого уровня экспрессии, они колеблются от 5 до 10 мкг/мл.
- Окрашивайте в течение 30 минут при температуре RT и 1 000 об/мин с помощью встряхивателя для пластин. Защитите от света с помощью алюминиевой фольги.
- Дважды промыть буфером HBS/HSA (BSA) и один раз PBS с использованием стадий осаждения 300 × г в течение 2 минут при RT.
заметка: Используйте PBS, pH 7,4 для ресуспендирования промытых BSLB перед получением. Не используйте буферы, содержащие белок, так как это приводит к образованию пузырьков при автоматическом смешивании образцов с высокопроизводительными пробоотборниками.
- Получите стандарты MESF, убедившись, что самые яркие пики остаются в диапазоне линейного детектирования для детектора (канала) количественного определения, как показано на рисунке 1B (vii).
- Соберите образцы вручную или с помощью HTS. При использовании последнего ресуспендируйте BSLB в 100 μл PBS и получите 80 μL с расходом от 2,5 до 3,0 μл/с, объемом смешивания 100 μл (или 50% от общего объема, если объем ресуспензии меньше), скоростью смешивания 150 μл/с и пятью смесями для обеспечения монодисперсности BSLB.
- Экспортируйте файлы FCS.
- Сосредоточьтесь на одиночных событиях для анализа (рис. 2A), так как дублеты или триплеты приведут к ошибкам при определении. Используйте вложенную идентификацию отдельных событий, как указано на шаге протокола 1.2.3.
- Измерьте MFI каждой фракции MESF (1-4) и вычтите MFI чистых бусин, чтобы извлечь скорректированные MFI (cMFI).
- Выполните линейный регрессионный анализ для извлечения наклона (b) MESF над cMFI, рассчитанным для стандартов MESP.
- Извлеките MFI каждой точки титрования и вычтите MFI гранул без белка, чтобы получить cMFI.
- Разделите cMFI на вычисленный наклон, чтобы извлечь привязку MESF к BSLB для каждой точки титрования.
- Разделите MESF, связанный с BSLBs, на значение F/P антитела количественного определения для извлечения среднего числа молекул, связанных на BSLB.
- Используя диаметр BSLB (5,00 ± 0,05 мкм), извлеките площадь поверхности шарика (SA = 4pr2) для расчета конечной плотности белка (моль/мкм2) на точку титрования (концентрация белка).
- Проведите новый регрессионный анализ зависимости концентрации белка от плотности белка для расчета наклона (b) линии наилучшего соответствия.
заметка: Концентрация 12,5 мол.% DGS-NTA(Ni) обеспечивает максимальную якорную способность около 10 000 моль/мкм2 10, не вызывая неспецифической активации Т-клеток и не влияя на латеральную подвижность SLB.
2. Проведение экспериментов по синаптическому переносу между Т-клетками и BSLB
- Перед запуском эксперимента по синаптическому переносу
- Приобретите нефлуоресцентные BSLB, BSLB с флуоресцентными липидами, неокрашенные элементы (или компенсационные шарики; см. Таблицу материалов) и одноцветные окрашенные элементы (или компенсационные шарики) для идентификации флуоресцентных спектральных взаимодействий прибора. Сосредоточьтесь на детекторах с высоким распространением побочных эффектов, чтобы изменить конструкцию полихроматической панели, повысить чувствительность и уменьшить погрешность измерений на критически важных детекторах.
- Титруйте антитела для обнаружения для определения оптимальной концентрации, что позволяет обнаруживать положительные события без ущерба для обнаружения отрицательных результатов.
заметка: Повторяйте этот шаг всякий раз, когда происходит изменение партии антител, так как значения F/P и яркость меняются от партии к партии.
- Опционально: Оптимизируйте напряжения ФЭУ путем получения образца в различных диапазонах напряжения (т.е. при отклонении напряжения) для поиска ФЭУ, ведущих к оптимальному сигналу по шуму (т.е. разделение отрицательных и положительных сигналов при одновременном сохранении сигнала самой яркой популяции в линейном диапазоне).
- Измерение переноса выходного сигнала Т-элемента в BSLB
- Готовят добавку RPMI 1640 (здесь и среда R10), содержащую 10% инактивированной при нагревании фетальной бычьей сыворотки (FBS), 100 мкМ заменимых аминокислот, 10 мМ HEPES, 2 мМ L-глутамина, 1 мМ пирувата натрия, 100 Ед/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина. Используйте среду R10 для культивирования и расширения Т-клеток.
- В 1-й день изолируйте Т-клетки из периферической крови или камер лейкорудукционной системы (LRS). Используйте наборы для выделения и разделения клеток иммуноплотности (см. Таблицу материалов) для обогащения CD4+ и CD8+ Т-клеток человека.
- Затравливайте клетки в конечной концентрации в диапазоне от 1,5 до 2,0 × 106 клеток/мл, используя 6-луночные планшеты с общим содержанием не более 5 мл на лунку.
- Активируйте Т-клетки с помощью магнитных гранул активации Т-клеток человека (анти-CD3/анти-CD28) в соотношении 1:1 (см. Таблицу материалов) и добавьте 100 МЕ рекомбинантного человеческого IL-2 для поддержки пролиферации и выживания клеток.
- На 3 день удалите активирующие магнитные шарики с помощью магнитных столбиков (см. Таблицу материалов). Убедитесь, что магнитные шарики остаются прикрепленными к боковым сторонам трубки, прежде чем извлекать элементы для дополнительных этапов промывки.
- Промойте магнитные шарики еще раз 5 мл свежей среды R10, хорошо перемешайте и положите их обратно в магнит. Восстановите этот объем и смешайте его с клетками, восстановленными на шаге 1.2.5.
- Ресуспендируйте клетки до 1,5-2 × 106 клеток/мл в свежем R10, содержащем 100 Ед/мл IL-2. Пополняют среду через 48 ч, следя за тем, чтобы последнее добавление ИЛ-2 было за 48 ч до дня эксперимента (с 7 по 14 день посева).
- В день эксперимента по синаптическому переносу приготовьте среду для анализа синаптического переноса, добавив среду RPMI 1640 без фенола красного 10% FBS, 100 мкМ заменимых аминокислот, 2 мМ L-глутамина, 1 мМ пирувата натрия, 100 Ед/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина. Не включайте рекомбинантный человеческий IL-2.
- Подсчитайте элементы с помощью окрашивания трипановым синим или исключения электрического тока и ресуспендируйте их до конечной концентрации 2,5 × 106 клеток/мл в среде. Если наблюдается чрезмерная гибель клеток (>10%), удалите мертвые/отмирающие клетки с помощью смеси полисахарида и диатризоата натрия (см. Таблицу материалов) следующим образом:
- Слой 15 мл клеточной культуры поверх 13 мл раствора полисахарид-диатризоата натрия.
- Центрифуга на 1 250 × g в течение 20 мин при RT с минимальными ускорениями и разгонами. Соберите клеточный слой (облако) на границе раздела между средой и раствором полисахарид-диатризоата натрия.
- Промойте клетки не менее двух раз предварительно подогретой средой для анализа синаптического переноса (приготовленной на шаге 1.2.7).
- Подсчитайте и ресуспендируйте клетки до конечной концентрации 2,5 × 106/мл с использованием среды для анализа синаптикального переноса. Совместное культивирование 100 мкл этой клеточной суспензии с BSLB (см. шаг 1.2.15).
- Рассчитайте количество BSLB, необходимое для эксперимента; рассмотрите все различные мастер-миксы белков и титрования антигенов, которые будут тестироваться (либо биотинилированные мономеры HLA/MHC-пептидов, либо монобиотинилированные анти-CD3ε Fab).
- Соберите BSLB, выполнив те же шаги, что и в разделе 5 протокола, но на этот раз объедините все титрования белков и липидов, необходимые для восстановления сложной мембраны APC (рисунок 3A). Сохраняйте те же соотношения объема: объема между начальным объемом гранул диоксида кремния и объемом белковой смеси, используемой во время калибровки, а также временем и температурой, используемыми при загрузке BSLB. Например, если для первоначальной калибровки использовали 0,5 мкл гранул диоксида кремния на лунку и 100 мкл белковой смеси на лунку, поддерживайте соотношение 5:1000 об.:вольт для подготовки BSLB к кокультивированию с Т-клетками.
- После того, как BSLB были загружены интересующей их белковой смесью, дважды промойте BSLB HBS/HSA (BSA), чтобы удалить избыток несвязанных белков. Используйте скорость осаждения 300 × г в течение 2 минут при RT на каждом этапе стирки и выбросьте надосадочную жидкость.
- Суспендирование 5 × 105 BSLB на скважину в 200 μл.
- Переложите 100 μL на лунку на новую 96-луночную пластину с U-образным дном, чтобы сделать дубликат таким образом, чтобы окончательное количество BSLB на лунку составило 2,5 × 105.
- Уменьшите BSLB при 300 × g в течение 2 минут и RT и выбросьте надосадочную жидкость.
- Ресуспендируйте BSLB, используя 100 μл суспензии Т-клеток; осторожно перемешайте, чтобы предотвратить образование пузырьков.
- Инкубировать кокультуры в течение 90 мин при 37 °C.
заметка: В качестве альтернативы, клетки и гранулы могут быть ресуспендированы в буфере HBS/HSA (BSA) вместо RPMI, свободного от фенола-красного, для кокультуры. В этом случае инкубацию необходимо проводить в инкубаторе без содержанияCO2, так как этот газ быстро подкислит буфер в отсутствие бикарбоната.
- Охладите кокультуры клеток BSLB-T, предварительно инкубировав клетки в режиме RT в течение не менее 15 мин. Защищайте их от света.
- Центрифугируйте клетки в течение 5 мин при 500 × г и РТ; выбросьте надосадочную жидкость.
- Ресуспендируйте клетки в RT 2% BSA-PBS (Ca2+ и Mg2+-free) для блокирования. Поместите клетки на лед на 45 минут. Беречь от света.
- Во время инкубации клеток приготовьте мастер-смесь антител с использованием ледяного фильтра 0,22 мкм 2% BSA в PBS в качестве буфера для окрашивания, который обеспечит дополнительную блокировку.
заметка: Некоторые партии антител, конъюгированных с красителями Brilliant Violet, имеют тенденцию связываться с BSLB неспецифически. Блокировка 5% BSA-PBS помогает снизить этот шум. С этого момента следите за тем, чтобы холодовая цепь не прерывалась.
- Уменьшите концентрацию до 500 × г в течение 5 минут и 4 °C. Прежде чем отбросить надосадочную жидкость, кратко убедитесь в наличии гранулы, осмотрев дно 96-луночного планшета с помощью подсветки.
- С помощью многоканальной пипетки ресуспендируйте клетки в окрашивающей мастер-смеси, содержащей оптимизированные концентрации антител.
заметка: Используйте наконечники для дозатора без фильтра, чтобы предотвратить образование пузырьков и ошибки при распределении объемов окрашивания.
- К ним относятся меченые изотипом клетки и BSLB, флуоресцентные и нефлуоресцентные BSLB, а также клетки и BSLB, окрашенные отдельно. Учитывайте общее количество событий на лунку для всех контрольных групп (т.е. только BSLB, содержащих 5 × 105 BSLB/лунку, и только контрольные клетки, содержащие 5 × 105 клеток/лунку, чтобы избежать относительного увеличения антител на каждое окрашенное событие).
- Аккуратно перемешайте, дозируя вверх и вниз половину объема, и выдерживайте 30 минут на льду. Беречь от света.
- Дважды промойте клетки и BSLB с использованием ледяного 2% BSA-PBS, pH 7,4 и стадий осаждения 500 × г в течение 5 минут при 4 °C. Повторно суспендируйте промытые сокультуры в 100 μл PBS и немедленно приобретите.
- Если необходима фиксация, зафиксируйте с использованием 0,5% w/v PFA в PBS в течение 10 минут, промойте один раз и держите в PBS до получения. Беречь от света.
- Перед компенсацией приобретите стандарты MESP, гарантирующие, что как самые тусклые, так и самые яркие популяции попадают в линейный диапазон измерений.
- Получите компенсационные выборки, рассчитайте компенсацию и примените матрицу компенсации (ссылка) к эксперименту.
- Получение и сохранение не менее 2 × 10 4 стандартов MESF для каждого из каналов количественной оценки.
- Для сбора данных с помощью высокопроизводительных пробоотборников установите прибор на стандартное значение, объем отбора проб 80 мкл (или 80% от общего объема), скорость потока пробы от 2,0 до 3,0 мкл/с, объем смешивания проб 50 мкл (или 50% от общего объема во избежание образования пузырьков во время смешивания), смешивание проб 150 мкл/с, и перемешивание на лунку от 3 до 5.
- Приобретите минимум 1 × 104 одиночных BSLB на образец (см. схему типового стробирования на рисунке 3B, панели (i)-(vi)).
- Промыть цитометр в течение 5 минут чистящим раствором, а затем 5 минутами сверхчистой воды перед выключением прибора. Если вы используете HTS, следуйте параметрам на вкладке HTS и параметру «Очистить».
- Экспорт файлов FCS.
3. Измерение синаптического переноса частиц в BSLB
- Откройте файлы FCS эксперимента. Выберите популяцию ячеек и BSLB на основе их боковых и прямых областей рассеяния света (SSC-A против FSC-A), как показано на рисунке 3B (i).
- Выберите события в окне непрерывного сбора данных (рис. 3B (ii)).
- Сосредоточьтесь на одиночных событиях как ячеек, так и BSLB; сначала идентифицируйте одиночные ячейки на основе низкого W в последовательных вентилях FSC-W/FSC-H (синглеты-1, рисунок 3B панель (iii)) и SSC-W/SSC-H (синглеты-2; Рисунок 3B панель (iv)). Определите дополнительный вентиль синглет-3, выбрав события с пропорциональными FSC-A и FSC-H (рисунок 3B, панель (v)).
- Извлеките MFI фракций MESF в пустом поле и от 1 до 4 и из одиночных клеток и MESF для каждого экспериментального образца.
- Создание скорректированных значений MFI (cMFI) для дробей MESF с 1 по 4 путем вычитания MFI из популяции пустого валика из каждой дроби.
- Сгенерируйте cMFI для отдельных BSLB и ячеек (см. Рисунок 3C панель (i)).
- Используйте сигнал от BSLB, окрашенного контрольными антителами изотипа, для коррекции MFI BSLB, окрашенных антителами, против соответствующих маркеров Т-клеток. Используйте cMFI для расчета нормализованного процента синаптического переноса (NST%) с помощью уравнения, показанного на рисунке 3C (ii).
- Если вместо этого вас интересуют частицы, специфически переносимые в ответ на запуск TCR, вычтите сигнал из нулевых BSLB из MFI агонистических BSLB. Используйте этот cMFI для вычисления NST%, управляемого TCR, используя уравнение, показанное на рисунке 3C (ii).
- Если вас интересует определение общего количества молекул, переносимых в виде частиц через интерфейс Т-клетки-BSLB, получите эталонные гранулы MESF с использованием тех же настроек прибора и сеанса сбора данных для сокультур Т-клеток-BSLB.
- Анализируйте популяции гранул MESF и извлекайте их cMFI. Вычислите наклон линии наилучшего соответствия для регрессионного анализа MESF по cMFI.
- Используйте вычисленный наклон для извлечения количества MESP, депонированных на BSLB. Используйте cMFI, рассчитанные с использованием либо контроля изотипа, либо нулевых BSLB в качестве пробелов, чтобы извлечь количество MESP, переведенных конкретно на стимулирующие BSLB.
- Рассчитайте количество молекул маркеров, переносимых в BSLB, разделив рассчитанные (средние) MESF на BSLB на значение F/P антитела количественного определения.