Здесь мы описываем метод на основе микроскопа для визуализации и количественной оценки ранних каскадов событий во время фагоцитоза патогенов, таких как грибы Candida albicans и частицы размером более 0,5 мкм, включая зимозан и гранулы, покрытые IgG.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Здесь мы описываем метод на основе микроскопа для визуализации и количественной оценки ранних каскадов событий во время фагоцитоза патогенов, таких как грибы Candida albicans и частицы размером более 0,5 мкм, включая зимозан и гранулы, покрытые IgG.
Тело млекопитающего оснащен различными слоями механизмов, которые помогают защитить себя от патогена инвазий. Профессиональные фагоциты иммунной системы - такие , как нейтрофилы, дендритные клетки, макрофаги и - сохраняют врожденную способность обнаруживать и очистить такие вторжения патогенных микроорганизмов через фагоцитоза 1. Фагоцитоз включает в себя хореографию события мембранной реорганизации и актина ремоделирования на клеточной поверхности 2, 3. Фагоциты успешно усваивают и уничтожить чужеродные молекулы только тогда, когда все этапы фагоцитоза выполнены. Эти шаги включают в себя распознавание и связывание патогена распознающих рецепторов (РРСС), находящихся на поверхности клеток, образование фагоцитарной чашки через актина обогащенный мембранными выступам (псевдоподий), окружают частицы, и разрезка из фагосомы с последующим фаголизосому созревания, что что приводит к Подавлениюубивая возбудителя 3, 4.
Визуализации и количественного определения различных стадий фагоцитоза играет важную роль для выяснения молекулярных механизмов этого клеточного процесса. Настоящая рукопись сообщает методы для изучения различных фаз фагоцитоза. Описан подход микроскопа на основе визуализации и количественной оценки связывания, фагоцитарную образование чашу и интернализации частиц фагоцитами. Как фагоцитоз происходит , когда врожденные рецепторы фагоцитирующих клеток сталкиваются с лигандами на целевой частицы больше , чем 0,5 мкм, анализы приведем здесь включают применение патогенных грибков Candida Albicans и другие твердые частицы , такие как зимозана и бусами IgG , с покрытием.
Несмотря на непрерывного воздействия патогенных микроорганизмов, таких как бактерии, вирусы и грибы, наш организм хорошо оснащен иммунный механизм, который обеспечивает защиту от инфекции. Врожденная иммунная система является первой линией обороны против вторжения патогенов и опирается в основном на фагоциты, которые распознают и интернализации внешних целей.
Фагоцитоз представляет собой эволюционно консервативны клеточный процесс, который включает в себя при полном охвате нежелательных частиц более 0,5 мкм. Фагоциты выражают широкий спектр иммунных рецепторов (также известные как рецепторы распознавания образов, РРСС) на клеточной поверхности , которые позволяют им распознавать патоген-ассоциированные молекулярные модели (PAMPs) , присутствующие на патогенные микроорганизмы , предшествующих охвате 3. Возбудитель связывание с последующим кластеризацию рецепторов на поверхности клетки и вызывает образование фагоцитарной чаши. Это приводит к актина приводом мембраны ремоделирования, выступающую вокругцель, в конечном счете , обволакивая его и щипать-офф , чтобы сформировать дискретный phagosomal вакуоль 2, 5. Фагосомы затем созревает и окисляется путем последующего слияния с поздних эндосом и лизосом , что образует фаголизосомы 6.
Несмотря на то, фагоцитоз описывается как рецептор-опосредованного и актина приводом случае, этот процесс также опирается на пространственно-временной модификации липидов, составляющих плазматическую мембрану, таких , как фосфоинозитидов (Pis) и сфинголипидов 7, 8. В то время как актин полимеризация диктуется локальным накоплением фосфоинозитол-4,5-бифосфата (PI (4,5) P 2) у основания фагоцитарной чаши, актин деполимеризации зависит от конверсии (PI (4,5) P 2 фосфоинозитол-3,4,5-бисфосфата (PI (3,4,5) P 3) 3, 9. Обе модификацииимеют важное значение в качестве первого приводит к успешному расширение подталкивателей вокруг цели и последний позволяет погружение частиц в цитозоле фагоцита 10.
Клетки , которые обладают способностью к фагоцитируют либо профессиональных фагоцитов, таких как макрофаги / моноциты, гранулоциты / нейтрофилы и дендритные клетки (ДК) или непрофессиональных фагоцитов, таких как фибробласты и эпителиальные клетки 11. Фагоцитоз в исполнении всех фагоцитов играет центральную роль в поддержании и ремоделирования ткани, в то время как фагоцитоз осуществляется профессиональными фагоцитами несет ответственность за координацию врожденной и адаптивной иммунной реакции против патогенов. Профессиональные фагоциты не только поглотит и убивать патогены, но также присутствуют антигены в лимфоидных клетках иммунной системы адаптивной. Это способствует освобождению провоспалительных цитокинов и зацеплению лимфоидных клеток, следовательно, приводит куспешная блокада инфекции 12.
Обычные биохимические методы играют важную роль в получении знаний о молекулярном механизме различных клеточных процессов во время фагоцитоза, таких как пост-трансляционных модификаций и различных высоким сродством ассоциаций между белками. Тем не менее, трудно получить информацию о пространственной и временной динамики фагоцитирующих событий с использованием обычных биохимических методов. Живая клетка изображений не только позволяет контролировать клеточные события во временной чувствительной манере, но и позволяет получить информацию на одном уровне клетки. Здесь мы опишем метод, чтобы исследовать различные стадии фагоцитоза, а также анализировать весь процесс spatiotemporally с помощью конфокальной микроскопии.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Получение DC2.4 и RAW 264,7 клеточных линий
ПРИМЕЧАНИЕ: макрофагами, как клеточная линия RAW 264.7 и дендритных клеток линии DC2.4 оба мышиного происхождения, а также следующие условия были использованы для выращивания клеток.
2. Получение флуоресцентных сопряженными макрочастиц: Бисер C. Albicans, зимозаном, IgG-покрытием
3. Фагоцитоз
Примечание: Фагоцитоз представляет собой сложный процесс, который начинается с связывание частиц на поверхности клеток фагоцитов за счет взаимодействия PRRS с лигандами на поверхности частицы. Связывание с последующей сборкой актина и связанных с ней белков в месте контакта, а также образованием фагоцитарной чаши. Последующее актин разборки происходит на фагосому и приводит к полному охвате макрочастиц. Ниже мы рассмотрим различные этапы фагоцитоза.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Метод Микроскоп на основе для мониторинга различных стадий фагоцитоза представлена. Различные события во время фагоцитоза различных флуоресцентных частиц клетками DC2.4 показаны. Используя методы, описанные здесь, мы исследовали роль сфинголипидов на ранних стадиях фагоцитоза. Для этой цели DC2.4 дендритные клетки генетически дефицитные в Sptlc2, фермент, который катализирует первую и ограничивающую скорость шаг в пути биосинтеза сфинголипидов, были использованы. По сравнению с клетками дикого типа, Sptlc2 - / -
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Профессиональные фагоциты, такие как макрофаги и дендритные клетки, поглотит и устранения вторжения патогенных микроорганизмов, поэтому делает фагоцитоз важным компонентом защитной системы хозяина. В ходе этого процесса фагоциты подвергаются Щирокий мембраны и цитоскелета перегруппировку на их клеточной поверхности 8, 19, 20. Чтобы лучше понять этот динамический процесс, визуализация различных стадий фагоцитоза имеет важное зна...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Мы благодарим Венди лососем и Nicki Уотсон объекта Кек на Уайтхеда института MIT для работы с изображениями.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| β-Меркаптоэтанол | AppliChem | A1108 | |
| Бычий сывороточный альбумин (БСА) | Технология клеточной сигнализации | 9998 | |
| DAPI (4',6-Диамидино-2-фенилиндол, дилактат) | ThermoFisher | D3571 | |
| Диметилсульфоксид (ДМСО) | ThermoFisher | BP-231-1 | |
| ДММ (Дульбекко' Минималистичный орел» s-среда) | Gibco | 11965 | |
| PBS, 1x (фосфатно-солевой буфер) | Corning cellgro | 21-031-CV | |
| Фетальная сыворотка крупного рогатого скота | Sigma Aldrich | 12003C | |
| Латексные бусины с покрытием FITC | Cayman | 500290 | |
| L-глутамин 200 мМ (100x) | ThermoFisher | 25030081 | |
| раствор параформальдегида (4% в PBS) | Affymetrix | 19943 1 LT | |
| Пенициллин-стрептомицин (10,000 Ед/мл) | ThermoFisher | 15-140-122 | |
| Phalloidin-Alexa Fluor 488 | ThermoFisher | A12379 | |
| RAW 264,7 клетки | ATCC | TIB-71 | |
| RPMI (Мемориальный институт Розуэлл Парк) | Gibco | 61870 | |
| Сапонин | Сигма Олдрич | S7900 | |
| Трипановый синий раствор (0,4% (по массе) в PBS) | Corning cellgro | MT25900CI | |
| трипсин-ЭДТА (1x) (0,05%) | ThermoFisher | 25300054 | |
| 20 Surfact-Amps Моющий раствор | ThermoFisher | 85114 | |
| Zymosan-Alexa Fluor 594 | ThermoFisher | Z23374 | |
| Система боросиликатного покровного стекла 1.0 (8 камер) | ThermoFisher | 155361 | |
| Glasstic слайд 10 с решетками | Hycor | 87144 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.