Этот протокол описывает использование полноклеточной масс-спектрометрии MALDI-TOF на эукариотических клетках. Здесь мы проиллюстрируем точность этого метода, проанализировав множественные состояния активации макрофагов в ответ на их микроокружение.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол описывает использование полноклеточной масс-спектрометрии MALDI-TOF на эукариотических клетках. Здесь мы проиллюстрируем точность этого метода, проанализировав множественные состояния активации макрофагов в ответ на их микроокружение.
MALDI-TOF - это широко используемый метод масс-спектрометрии в химии и биохимии. Он также применяется в медицине для идентификации молекул и биомаркеров. В последнее время он используется в микробиологии для рутинной идентификации бактерий, выращенных из клинических образцов, без этапов подготовки или фракционирования. Мы и другие успешно применили этот метод масс-спектрометрии MALDI-TOF для полноклеточных клеток к эукариотическим клеткам. В настоящее время она применяется в различных областях: от идентификации типа клеток до контроля качества клеточных культур и диагностических приложений. В этой статье мы описываем его использование для изучения различных поляризационных фенотипов макрофагов в ответ на цитокины или бактерии, убитые теплом. Это позволило идентифицировать макрофагально-специфичные отпечатки пальцев, которые являются репрезентативными для разнообразия протеомных реакций макрофагов. Данное приложение иллюстрирует точность и простоту метода. Описанный нами протокол может быть полезен для изучения иммунного ответа хозяина при патологических состояниях или может быть расширен для более широкого диагностического применения.
Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-Of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS) - это популярный метод масс-спектрометрии для изучения биологических образцов. Использование лазерного луча и поглощающей энергию матрицы позволяет осуществить процесс мягкой ионизации: испарение и генезис крупных, в основном однозарядных биомолекул. Этот процесс называется десорбцией/ионизацией, оправдывая аббревиатуру MALDI. Затем эти ионы ускоряются под действием напряжения и поступают в анализатор TOF, который позволяет разделять эти ионы и количественно определять их соответствующие массы1.
MALDI-TOF MS широко используется в биологии, химии и медицине для идентификации молекул и биомаркеров2-4 или для мониторинга посттрансляционных изменений на proteins5,6. Недавно несколько групп применили MALDI-TOF MS для идентификации микроорганизмов из клинических образцов7,8<span style="font-size: 14px;">. Это микробиологическое применение в настоящее время регулярно используется в клинических условиях. Цельноклеточный MALDI-TOF имеет множество преимуществ по сравнению с классическим применением MALDI-TOF MS. Образцы, содержащие целые клетки, обрабатываются напрямую, что позволяет избежать трудоемких этапов фракционирования или отделения большого количества материала. Более того, нет необходимости в характеризации различных пиков: весь спектр рассматривается как отпечаток образца, а алгоритмы сопоставления сравнивают исследуемый спектр с базой данных референсных спектров.
Мы и другие применили этот метод анализа целых клеток к эукариотическим клеткам. Этот метод может иметь множество применений: (1) определение основных типов клеток из смешанной выборки9-11; (2) оценка жизнеспособности клеточных культур с течением времени (включая контроль качества в промышленных целях)12; (3) мониторинг состояний активации одиночной ячейки типа13; (4) Оценка злокачественной трансформации клинической выборки14,15.
Здесь мы описываем использование цельноклеточного MALDI-TOF MS для изучения различных поляризационных фенотипов макрофагов в ответ на цитокины или бактерии, убитые теплом. Макрофаги играют ключевую роль в иммунном ответе на микробные патогены. Они обнаруживают инфекционные агенты в тканях с помощью рецепторов распознавания образов, способных обнаруживать консервативные микробные паттерны, такие как липополисахарид (ЛПС)16. Макрофаги — это профессиональные антигенпрезентирующие клетки, которые взаимодействуют с Т-клетками для формирования адаптивного иммунного ответа. Т-клетки влияют на макрофаги, высвобождая цитокины, которые либо усиливают, либо регулируют микробицидную активность макрофагов. По аналогии с поляризацией Th1/Th2 лимфоцитов, воспалительные, микробицидные и опухолевые макрофаги были классифицированы в М1-макрофаги, а иммунорегуляторные макрофаги — в М2-макрофаги17-19. Термин М1 относится к классической активации макрофагов цитокинами I типа, такими как интерферон (ИФН)-γ и фактор некроза опухоли (ФНО), или бактериальными продуктами, такими как ЛПС18,20-23, в то время как макрофаги, активируемые альтернативными путями (интерлейкин (ИЛ)-4, ИЛ-10, трансформирующий фактор роста-β1, считаются макрофагами М219,24,25. Высокая фенотипическая и функциональная пластичность макрофагов в ответ на их микроокружение делает эти макрофаги полезными для анализа тонких изменений с помощью подхода MALDI-TOF MS.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В настоящем протоколе метод MALDI-TOF для цельных клеток используется для получения масс-спектра, рассматриваемого как отпечаток пальца образца. Биоинформатический анализ позволил сравнить и классифицировать эти отпечатки пальцев. В этом протоколе было три основные части:
Готовьте стерильные растворы для выделения и культивирования клеток. Готовьте и храните все реагенты при температуре 4 °C
1. Получение моноцитов человека
2. Анализ макрофагов с помощью цельноклеточного МС Maldi-TOF
3. Биоинформатический анализ
Примечание: биоинформатический анализ был выполнен с использованием бесплатного программного обеспечения для статистического анализа R с открытым исходным кодом, а также специальных библиотек анализа (MALDIquant). R можно бесплатно скачать с его веб-сайта http://cran.r-project.org/. Подробное описание скрипта представлено в виде дополнительный материал.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Целью настоящего протокола является демонстрация точности метода MALDI-TOF MS целых клеток для оценки реакции макрофагов на их микроокружение.
Рисунок 1 описывает подготовку стимулированных макрофагов из образцов крови. Рисунок 2 представляет анализ моноцитов и MDM с помощью проточной цитометрии. Обратите внимание, что моноциты экспрессировали CD14, но не CD68 (Рисунок 1A). Напротив, MDM экспрессировали CD68, но не CD14 (Рисунок 1B
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол описывает применение MALDI-TOF-MS на эукариотических цельных клетках. Здесь мы проиллюстрируем точность метода, проанализировав множественные состояния активации макрофагов в ответ на их микроокружение.
Успех протокола зависит от нескольких критически важных шагов. Во-первых, любой раствор загрязнителя может изменить спектры. Например, важно промывать клетки в PBS для удаления питательных сред и сывороточных белков перед осаждением на мишень. Концентрация клеток 1 x 105 клет...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не могут заявить о конфликте интересов. RO, JLM и CC являются изобретателями международного патента WO 2011/154650 под названием «Procédé d'identification de cellules de mammifères par spectrométrie de masse MALDI-TOF».
Richard Ouedraogo получает грант от Ministère de la Santé (PHRC 2010). Мы благодарим Лорана Горвеля, Кристофа Флодроса и Николя Амстронга за техническую помощь.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.