RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Периферическая кровь человека обычно используется для оценки гуморального иммунного ответа. Здесь описаны методы выделения В-клеток человека из периферической крови, дифференцировки В-клеток человека в антителосекретирующие (АТ) В-клетки (АСЦ) в культуре и подсчета общего количества IgM- и IgG-АСК с помощью анализа ELISpot.
Отличительной чертой гуморального иммунитета является создание функциональных ИСС, которые синтезируют и секретируют Abs, специфичное к антигену (Ag), такие, как патогена, и используются для защиты хозяина. Для количественного определения функционального состояния гуморального иммунного ответа индивидуума, и сывороткой Абс и циркулирующие ИСС обычно измеряется в качестве функциональных считываниями. В организме человека в периферической крови является наиболее удобным и легко доступны образцы, которые могут быть использованы для определения гуморального иммунного ответа, вызываемого хозяином В-клеток. Четкие B-клеточные подмножества, в том числе ИСС, могут быть выделены непосредственно из периферической крови с помощью селекции с использованием линии дифференцировки специфических Ab-сопряженными микрошариков или через сортировки клеток с проточной цитометрии. Кроме того, очищенные наивные и В-клетки памяти могут быть активированы и дифференцированы в ИСС в культуре. Функциональной активности ИСС, чтобы способствовать секреции Ab может быть определена количественно с помощью ELISpot, который представляет собой анализ, который сходится фермент-связанной анализ immunoabsorbance (ИФА) и западные технологии блоттинга для того, чтобы перечисление отдельных ИСС на уровне одной клетки. На практике анализ ELISpot чаще используется для оценки эффективности вакцины из-за легкости в обращении большого количества образцов крови. Способы выделения клеток человека из периферической крови, дифференцировка В - клеток в ИСС в лабораторных условиях , а также применение ELISpot для количественного определения общего IgM- и IgG-ИСС будет описана здесь.
В-клетки играют центральную роль в развитии гуморального иммунитета. Они изначально развиваются в костном мозге и попадает в кровь в виде наивных В-клеток, которые могут мигрировать в лимфоидные ткани, такие как селезенка, лимфатические узлы, а также миндалин, для дальнейшего развития. При столкновении Ag, некоторые наивные В-клетки мигрируют в лимфоидные фолликулы, где зародышевых центр В-клетки могут дифференцироваться в В-клетки памяти и plasmablasts (УБ) / плазмоцитов (ПК). В то время как большинство ФБФР / ПК EGRESS в поток крови, несколько в конечном счете находятся в костном мозге , чтобы пройти терминальной дифференцировки в долгоживущих ПК 1. В - клетки , находящиеся в обращении являются гетерогенными, и в стационарном состоянии, ФБФР / ПК редки в периферической крови 2. В результате наличия поверхностных маркеров линии дифференцировки специфических, проточной цитометрии стало популярным методом для идентификации и характеристики подмножеств В-клеток в периферической крови. Расширенное применение cytometr потокаY является добавление функции сортировки клеток, что позволяет разделение и выделение отдельных подмножеств В-клеток с высокой степенью чистоты. На основе экспрессии специфических рецепторов на поверхности на разных стадиях развития, человека , циркулирующие В - клетки , как правило , подразделяются на три основных субпопуляций: наивных В - клеток (CD19 + CD27 - CD38 -), В - клетки памяти (CD19 + CD27 + CD38 -), и ФБФР / ПК (CD19 + CD27 + CD38 +) 3-4 (Рисунок 1). Наивные В-клетки по своей природе не сталкивались с АГС. Тем не менее, они могут быть дифференцированы в клетки IgM + CD27 + память B. Несмотря на то, наивные В - клетки являются однородными в выражении антиген В-клеточный рецептор (BCR) -associated молекулы (например, CD19, CD20 и CD22) , они неоднородны в своем репертуаре 5 иммуноглобулина. Большинство клеток CD27 + память B могут быть дифференцированы в CD27+ / CD38 + привет ФБФР / ПК 6. Кроме того, В - клетки памяти и ФБФР / ПК поликлональные и демонстрируют с развитием и функциональной гетерогенности 4-7. ФБФР / ПК в обращении, как правило, недолговечны и не выражают CD138, но сделанные осесть в костном мозге будет терминально дифференцируются и долговечны. Терминально дифференцированных ПК выражают CD138 и понижающей регуляции молекулы CD27 на их поверхности 8. Так как УБ и ПК способны секретировать Abs, во многих случаях они все вместе обозначаются как ИСС. В противоположность этому , ни наивным , В - клетки , ни В - клетки памяти может произвести значительные количества Abs 9-10. Тем не менее, при выделении, как наивные и В - клетки памяти могут быть дифференцированы в ИСС в течение 3 - 10 дней при помещении в соответствующих условиях культивирования 6, 11-15. На самом деле, ИСС происходит от в пробирке дифференциации доля подобных поверхностных проявлений CD27 и CD38 с теми , непосредственно выделенных фром периферической крови 6. Кроме того, ИСС дифференцировались в пробирке экспрессируют низкий уровень поверхности CD20, подобный что циркулирующих ФБФР / ПК 6. Хотя культура происхождения ИСС все недолговечны, они могут секретируют Abs, указывая, что они функционально компетентной и способной внести свой вклад в гуморального иммунитета.
Оба ELISA и ELISpot являются на сегодняшний день наиболее часто применяются методы, с помощью которых получить функциональную информацию о гуморального иммунного ответа. ИФА 96-луночный планшет на основе анализа а, и он часто используется для измерения титры сывороточного АГ-специфических антител и других аналитов (например, цитокины). Это удобно и масштабируемым. ИФА предназначен для использования анализа твердофазного фермента , чтобы обнаружить присутствие антител или других веществ, таких как сыворотка, в жидком образце 16. Показаниями из сыворотки ELISAs широко используется для представления иммунный ответ организма. Инструмент, необходимый для приобретения повторногоadouts из ИФА является спектрофотометрический микропланшет-ридера. Читателю может определить оптическую плотность (ОП) конечных продуктов , как правило , в результате реакции с пероксидазой хрена (HRP) Абс обнаружения и их специфических субстратов 17. Что касается отчетности гуморальный иммунный ответ, сывороточные уровни Ab, определенные методом ELISA обозначают коллективный, а не индивидуальный, производительность ИСС в организме. Кроме того, ИФА не принимает во внимание участие В-клетками памяти, которые не секретируют Abs.
Как ELISA, ELISpot является широко используемым методом для обнаружения и мониторинга иммунного ответа в образцах периферической крови 17-18. ELISpot представляет собой метод, связанные с бутербродом ELISA. В нем, клетки помещают в поливинилиденфторида (ПВДФ) Мембранный спинками лунки 96-луночных микропланшетов для кратковременной культуры. Анализ ELISpot аналогично выполнения вестерн-блоттинга на микропланшет и developinг пятна на PVDF мембрану в каждую лунку. Автоматизированная система для чтения ELISpot или стереомикроскоп для ручного подсчета требуется. Основное преимущество ELISpot в обнаружении иммунного ответа является его превосходная чувствительность в квантификации ИСС и цитокин-секретирующие клетки. Он сообщает их функциональную активность в гуморального и клеточного иммунитета, соответственно. При измерении гуморальной иммунной функции, уровни сывороточного Ab , определенные методом ELISA , и количество ИСС , перечисляемые ELISpot часто коррелируют, но показания данные из этих двух анализов имеют некоторые различия в функциональных последствий 19-20. Основным преимуществом ELISpot является его чувствительность метода. Уровень сывороточного титра Ab как сообщает ELISA представлены полуколичественно, как OD считываний, обозначающее относительный уровень Ab, или более количественно, так как концентрация считываний, когда известное количество правильных изотипов Abs включена для справки. В отличие от этого, результаты ELISpot являются Presented в качестве абсолютного числа ИСС в пуле клеток , представляющих интерес (например, нефракционированные одноядерные клетки периферической крови (РВМС) и очищенные В - клетки из МНПК). ELISpot может обнаружить одну ASC, но ELISA требует количества Ab от ИСС достичь оптимизированной опробования зависящих от концентрации перед измерением. Следовательно, ELISpot явно превосходит ELISA в чувствительности количественного определения. Кроме того, ELISpot также подходит для количественного определения in vitro на дифференцированные ИСС из активированных В - клеток памяти. Память В-клетки не секретируют Abs, но могут дифференцироваться в ИСС при активации; поэтому они не имеют никакого вклада в сыворотке крови антител, обнаруженных ELISA. Таким образом, ELISpot является методом выбора при измерении иммунного ответа циркулирующих В-клеток памяти после активации в культуре. Это позволяет осуществлять мониторинг содержания долгосрочного гуморального иммунитета.
Человеческой периферической крови должно быть получено от здоровых доноров в рамках информированного согласия, а также использование образцов крови должны соответствовать утвержденным руководящим принципам, установленным отдельными этическими комитетами. В этом исследовании, протокол использовать человеческую кровь в демонстрации результатов проточной цитометрии (рисунок 1) и анализов ELISpot (рисунок 3) был утвержден Советом внутреннего обзора Национального университета Тайваня больницы (номер протокола 201307019RINB).
1. Выделение и очистка периферической крови человека В-клеток
2. Очистка и разделение памяти и наивные B Клетки из изолированных В-клеток
3. сортировка клеток для коллекции наивных В-клеток, В-клеток памяти, и ФБФР / ПК
4. Экстракорпоральное Дифференциация изолированных человеческого CD19 + В - клеток, CD19 + CD27 + В - клетки памяти, и CD19 + CD27 - Наивные В - клетки
5. Анализ ELISpot
РВМС обеднен эритроцитах и прилипшие клетки (шаги 1,2 до 1,7). Порцию (2 × 10 6) клеток подвергали анализу проточной цитометрии для иллюстрации популяции наивных В - клеток, В - клеток памяти, и ФБФР / ПК в периферической крови (рисунок 1). В МНПК этого донора, около 10% лимфоцитов были CD19 + В - клетки. В B-клеточного отсека, процент CD19 + CD27 - наивных В - клеток составляет около 50%. С другой стороны, около 50% клеток CD19 + В были CD27 + В - клетки памяти 7, 25-26. Следует отметить, что CD27 + клеток памяти B могут быть дополнительно разделены с включением IgD 4. Фенотип циркулирующих PbS можно лучше определить с низким или без выражения поверхности CD20 (CD19 + CD27 + / CD38 + привет CD20 Lo / -) 2, 30-31. Чтобы исключить мертвые клетки, 7-AADмогут быть включены в клетки окрашивания (этап 3.5), а также участок для FSC по сравнению с 7-AAD позволяет стробирования популяцию живых клеток (7-AAD -).
Основные этапы анализа ELISpot изображены на рисунке 2. Оба очищенные В - клетки человека и В - клетки памяти CD19 + CD27 + культивировали в присутствии CpG с RPMI 1640 , в течение 5 дней. Клетки собирали для анализа ELISpot для количественной оценки вновь возникшим ИСС. Если присутствует, то ранее существовавшие УБ выделены из периферической крови вымрут через 48 ч 11. Анализ ELISpot проводили, и пятно изображения , полученные с помощью автоматического сканера пластины, показаны на рисунке 3. Результаты ELISpot обычно будет показывать 50 - 200 IgM-ИСС из 10 4 B клеток , обработанных CpG в течение 5 дней, в то время как количество IgG-ИСС составляет 10 - 50 в 10 4 клеток 11.

Рисунок 2. Иллюстрации из ключевых шагов в ELISpot анализе. (А) Поместите 50 мкл / лунку (5 мкг / мл) F (аb ') 2 - фрагмента антитела против человеческого Ig (IgG + IgM + IgA) в пластине ELISpot в течение 2 ч при температуре 37 ° С или в течение ночи при 4 & deg ; C (предпочтительно) (шаг 5.4). Семенной клеток в лунки планшета ELISpot. Разрешить ИСС прикрепить к PVDF мембрану и секретируют Abs в течение 8 - 14 ч (шаг 5.11). (B) Смыть клеток с PBS (с 0,05% Tween 20). (C) Добавить ЩФ или HRP-CONJugated обнаружение Abs конкретных либо IgG или IgM. (D) Смыть Abs обнаружения, несвязанными. (Е) развивать пятна с раствором субстрата AP или HRP , чтобы соответствовать Abs обнаружения. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3. Результаты ELISPOT от представителя плиты. (A) Очищенная CD19 + В - клетки были помещены в трех соседних скважин (50000 клеток в лунку # 1, 25000 клеток в лунку # 2 и 12500 клеток в лунку # 3, соответственно) пластины ELISpot. Затем клетки культивировали в среде RPMI 1640, в течение ночи (~ 14 ч). Анализ ELISpot проводили после завершения культуры (шаги 5,12 до 5,18). Для Analyzе результаты, планшет ELISpot сканировали для получения изображений с помощью автоматического анализатора, оборудованного сканером и программным обеспечением. Ячейки памяти (B) Очищенная CD19 + CD27 + (10 6 / мл) культивировали в присутствии 5 мкг / мл CpG в течение 5 дней. Клетки обрабатывали , как и в (А) для анализа ELISpot. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Автор заявляет об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.
Периферическая кровь человека обычно используется для оценки гуморального иммунного ответа. Здесь описаны методы выделения В-клеток человека из периферической крови, дифференцировки В-клеток человека в антителосекретирующие (АТ) В-клетки (АСЦ) в культуре и подсчета общего количества IgM- и IgG-АСК с помощью анализа ELISpot.
Это исследование было поддержано исследовательским грантом от Министерства науки и технологий Исполнительного Юаня Тайваня (NSC99-2320-B-002-011). Я хотел бы отметить отличные услуги, предоставленные Ядром проточного цитометрического анализа и сортировки Первой основной лаборатории в Медицинском колледже Национального университета Тайваня.
| BD Vacutainer K2E | BD Biosciences | 367525 | 10 мл пробирка |
| Ficoll-Paque Plus GE | Healthcare | 17-1440-02 | безэндотоксинный |
| трипановый синий 0,5% раствор | Biological Industries | 03-102-1B | |
| IMag Набор для обогащения B-лимфоцитов | человека BD Biosciences | 558007 | |
| Biotinylated CD27 mAb | Biolegend | 302804 | клон |
| стрептавидина магнитные микрошарики | O323 BD Biosciences | 9000810 | |
| 15 мл пробирки Falcon | BD Falcon | 352196 | |
| Синее нейлоновое сетчатое сетчатое сетчатое ситечко, 40 мкм; m | BD Falcon | 352340 | |
| Античеловеческий CD19-APC | Biolegend | 302212 | клон HIB19 |
| Античеловеческий CD27-eFluor 450 | eBioscience | 48-0279-42 | клон O323 |
| Античеловеческий CD38-PE-Cy7 | Biolegend | 303516 | клон HIT2 |
| Античеловеческий CD38-PE-Cy7 | BD Biosciences | 560677 | клон HIT2 |
| Клон HI30 Античеловеческий CD45-FITC | Biolegend | 304006 | клонHI30 |
| Античеловеческий CD45-FITC | BD Biosciences | 555482 | клон HI30 |
| Антимышиный/крысовый/человеческий CD27-PerCP Cy5.5 | Biolegend | 124213 | клон LG.3A10 |
| Античеловеческий CD27-PerCP Cy5.5 | BD Biosciences | 65429 | клон L128 |
| Античеловеческий CD19-FITC | Miltenyi Biotec | 130-098-064 | клон LT19 |
| античеловеческий CD19-FITC | GeneTex | GTX75599 | клон LT19 |
| античеловеческий CD20-FITC | BD Biosciences | 555622 | клон 2H7 |
| биотинилированный античеловеческий CD27 | Biolegend | 302804 | клон O323 |
| биотинилированный античеловеческий CD27 | eBioscience | 13-0279-80 | клон O323 |
| 7-аминоактиномицин D (7-AAD) | BD Biosciences | 559925 | |
| CpG (ODN 2006) | InvivoGen | tlrl-2006 | тип B CpG |
| Рекомбинантный человеческий IL-2 | PeproTech | 200-02 | |
| Рекомбинантный человеческий IL-10 | PeproTech | 200-10 | |
| Рекомбинантный человеческий IL-21 | PeproTech | 200-21 | |
| Рекомбинантный человеческий sCD40L | PeproTech | 310-02 | |
| Белок А S. aureus Cowan (SAC) | Sigma-Aldrich | 82526 | |
| Pokeweed mitogen (PWM) | Sigma-Aldrich | L9379 | |
| MultiScreen фильтрующие пластины, 0.45 &; m размер пор | Merck Millipore | MSIPS4510 | стерильная, прозрачная 96-луночная фильтрующая пластина с гидрофобной мембраной PVDF |
| раствор BCIP/NBT | Sigma-Aldrich | B6404 | |
| BCIP/NBT одиночный реагент, субстрат щелочной фосфатазы | Merck Millipore | ES006 | |
| IgG человека | Jackson ImmunoResearch | 009-000-003 | |
| IgG человека, фрагмент Fc | Jackson ImmunoResearch | 009-000-008 | |
| F(ab')2 фрагмент козьего античеловеческого Ig (IgG + IgM + IgA) | Jackson ImmunoResearch | 109-006-127 | |
| козья античеловеческая IgG-щелочная фосфатаза, специфичная для Fc&гамма-фрагментов | Jackson ImmunoResearch | 109-055-008 | |
| козья античеловеческая IgM-щелочная фосфатаза, специфичная для Fc&микрофрагментов | Jackson ImmunoResearch | 109-055-043 | |
| Козья античеловеческая IgG-пероксидаза, специфичная для Fc&гамма-фрагментов | Jackson ImmunoResearch | 109-035-008 | |
| Козья античеловеческая IgM-пероксидаза, специфичная для Fc&микрофрагментов | Jackson ImmunoResearch | 109-035-095 | |
| BD ELISPOT AEC набор субстратов | BD Biosciences | 551951 | |
| C.T.L. ImmunoSpot анализатор | К.Т.Л. |