Изучение метаболизма становится все более актуальным для иммунологических исследований. В данной работе мы представляем оптимизированный метод измерения гликолиза и митохондриального дыхания в спленоцитах мышей, а также Т- и В-лимфоцитах.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Изучение метаболизма становится все более актуальным для иммунологических исследований. В данной работе мы представляем оптимизированный метод измерения гликолиза и митохондриального дыхания в спленоцитах мышей, а также Т- и В-лимфоцитах.
Лимфоциты реагируют на различные раздражители, активируя внутриклеточные пути передачи сигналов, которые, в свою очередь, приводит к быстрому клеточной пролиферации, миграции и дифференцировки и продукции цитокинов. Все эти события тесно связаны с состоянием энергии клетки, и, следовательно, изучая производящие энергию пути могут дать подсказки о общей функциональности этих клеток. Внеклеточного анализатор потока является широко используемым устройством для оценки эффективности гликолиза и митохондриального дыхания во многих типах клеток. Эта система была использована для изучения иммунных клеток в течение нескольких опубликованных отчетах, тем не менее комплексный протокол оптимизировано особенно для лимфоцитов отсутствует. Лимфоциты являются хрупкими клетки , которые выживают плохо в условиях бывших естественных условиях. Oftentimes субпопуляций лимфоцитов являются редкими, и работать с низким числом клеток неизбежно. Таким образом, экспериментальная стратегия, которая решает эти трудности требуется. Здесь мы приводим протоколчто дает возможность быстрого выделения жизнеспособных лимфоцитов из лимфоидных тканей, а также для анализа их метаболических состояний в внеклеточной анализатора потока. Кроме того, мы предоставляем результаты экспериментов, в которых сравнили метаболические активности нескольких подтипов лимфоцитов при различных плотностях клеток. Эти наблюдения указывают на то, что наш протокол может быть использован для достижения согласованных, хорошо стандартизованные результаты даже при низких концентрациях клеток, и, таким образом, она может иметь самое широкое применение в будущих исследованиях, посвященных характеристике метаболических событий в иммунных клетках.
Иммунный ответ против антигенов является жестко регулируется баланс между активацией иммунной системы и ослабление иммунной системы. Активация иммунной системы приводит в быстрой пролиферации и миграции клеток, а также продукцию цитокинов, секреции антитела и повышенную фагоцитоз в ответ на стимуляторы, в то время как подавление иммунитета просто подавляет эти события и , следовательно , имеет важное значение в предотвращении ненужных иммунных реакций 1-6. Недавние исследования показали , что прямая связь существует между состоянием активации иммунных клеток , а также активность различных метаболических путей 7. Иммунные клетки могут переключаться между покоящихся и активированных состояний за счет перехода производства энергии путей включения и выключения. Кроме того, было обнаружено, что различные типы иммунных клеток, могут использовать различные метаболические стратегии, чтобы питать их повышенные потребности в энергии во время активации. Например, в то время как активация Т - лимфоцитов направляет клетки в почти полностью гликолитического состоянии 8 , активированные В - лимфоциты используют баланс гликолиза и окислительного фосфорилирования 9,10. Эти исследования указывают на важность изучения влияния активации иммунных клеток на клеточный метаболизм.
В режиме реального времени, одновременное измерение скорости потребления кислорода (OCR) и внеклеточный скорости подкисления (РВЦА), в качестве показателей окислительного фосфорилирования и гликолиза, является общей стратегией для решения состояния производства энергетических путей 11-13. Для того, чтобы достичь этого, внеклеточный анализатор потока, такие, как конек XF 96, обычно используется. Такой инструмент может быстро сравнить изменения в OCR и РВЦА для разных типов клеток или при различных условиях стимуляции. До сих пор различные типы клеток, в том числе иммунные клетки, были изучены с использованием этих устройств. Тем не менее, оптимизированный протокол, специально предназначенные для иммунных клеток, не доступно.
Иммунные клетки, в частности, лимфоциты, отличаются друг от OTее типы клеток в несколько критических путей. Лимфоциты являются хрупкими клетки , которые не выживают в течение длительного времени в условиях 14-16 бывших естественных условиях. Это еще больше проблемой, когда они культивируют в неоптимальным питательная среда не хватает необходимых питательных веществ, таких, как те, которые используются во внеклеточном анализе потока. В отличие от макрофагов и многих клеточных линий, лимфоциты не прилипают к пластиковой поверхности; Поэтому крайне важно, чтобы присоединить их к анализу пластины без генерирования напряжения. Наконец, некоторые субпопуляции лимфоцитов могут быть крайне редко и сбор их в необходимых количествах, оптимальных может быть сложной задачей 17-19.
Здесь мы предоставляем оптимизированный протокол, который специально разработан для лимфоцитов. Используя спленоцитов, лимфоциты и наивные CD4 + Т - лимфоциты , выделенные из селезенки мыши и лимфатических узлов 20, мы показываем характеристики их состояния покоя гликолиза и окислительного фосфорилирования в диффереплотности Т-клеток. Данные были нормализованы, чтобы учесть различия в начальных числа клеток для каждой лунки с помощью измерения концентрации белка клеточных лизатов конца анализе, которые прямо пропорциональны числа клеток. Наш протокол обеспечивает не только руководящие принципы для быстрого выделения жизнеспособных лимфоцитов внеклеточных анализов потока, но он также позволяет работать при субоптимальных концентрациях клеток без ущерба для качества данных.
Все эксперименты на животных проводились в соответствии с протоколом животного LIG-4, который был одобрен по уходу и использованию комитета NIAID животного происхождения.
1. Приготовление реагентов
2. Сбор селезенки и лимфатических узлов у мышей
3. обработка ткани
4. Магнитное разделение В - клеток и наивные CD4 + Т - клеток
| Реагенты для наивного разделения CD4 + Т - клеток | Объем 10 8 клеток |
| (масштабирование соответствующим образом ) | |
| Биотин-антитело коктейль | 100 мкл |
| MS буфер для первой инкубации | 400 мкл |
| Анти-биотин микросферы | 200 мкл |
| CD44 микросферы | 100 мкл |
| MS буфер для второй инкубации | 200 мкл |
| Выдержите биотин-антитело коктейль и клеток при температуре 4 ° С в течение 5 мин. Добавить анти-биотин микрогранулы, микрогранулы CD44, МС буфера и инкубируют при 4 ° С в течение 15 мин. | |
Таблица 1: объемы изоляции Т - клеток и инструкции.
| Реагенты для разделения В - клеток | Объем 10 8 клеток |
| (масштабирование соответствующим образом ) | |
| Биотин-антитело коктейль | 100 мкл |
| MS буфер для первой инкубации | 400 мкл |
| Анти-биотин микросферы | 200 мкл |
| MS буфер для второй инкубации | 300 мкл |
| Выдержите биотин-антитело коктейль и клеток при температуре 4 ° С в течение 15 мин. Добавьте соответствующий объем биотин-антитело коктейль и MS буфера, и инкубируют смесь при температуре 4 ° С в течение 15 мин. Добавьте соответствующий объем анти-биотин микрошариков и МС-буфера и инкубировать смеси при температуре 4 ° С в течение 15 мин. После второй инкубации, заполнить трубку с MS буфера и центрифуге. | |
Таблица 2: объемы изоляции В - клеток и инструкции.
5. Внеклеточной Flux Анализ
Примечание: Протокол указано здесь для формата 96-луночного прибора. Объемы должны быть скорректированы, если используется другой формат.
| порт | Митохондриальная стресс Анализ | Гликолиз стресс Анализ |
| 20 мкл олигомицином | 20 мкл глюкозы | |
| В | 22 мкл 2,4-DNP | 22 мкл олигомицином |
| С | 25 мкл антимицину A / ротенон | 25 мкл 2-DG |
| шаг | петля |
| калибровка | - |
| уравновешивание | - |
| Исходные показания | 3 раза: Смешайте 3 мин, подождите 0 мин, 3 мин мера |
| Конец цикла | - |
| Вводят Порт A | - |
| измерения | 3 раза: Смешайте 3 мин, подождите 0 мин, 3 мин мера |
| Конец цикла | - |
| Вводят Порт B | - |
| измерения | 3 раза: Смешайте 3 мин, подождите 0 мин, 3 мин мера |
| Конец цикла | - |
| Вводят Порт C | - |
| измерения | 3 раза: Смешайте 3 мин, подождите 0 мин, изме 3 мин |
| Конец цикла | - |
| Конец программы | - |
Эукариотические клетки используют интегрированную сеть гликолиза, трикарбоновых кислот (TCA) цикл, и окислительного фосфорилирования, чтобы удовлетворить большинство своих энергетических потребностей и обеспечения промежуточных продуктов, необходимых для роста и пролиферации клеток. Эти пути начинаются с внутриклеточным отлова свободной глюкозы в виде глюкозо-6-фосфат, который впоследствии, обрабатывается в пируват. Пируват либо пониженной лактата или транспортируются в митохондрии, где она образует ацетил-кофермент А (КоА). Ацетил-СоА затем входит в цикл трикарбоновых кислот. Высокоэнергетические промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот в движение движение электронов в цепи переноса электронов (ETC), которая , в свою очередь , выгоняет H + из митохондриального матрикса для генерации H + градиент во внутренней митохондриальной мембране. Кислород действует в качестве конечного акцептора электронов, а H + вернуться обратно в митохондриях через F O / F <суб> 1 комплекс, где их потенциальная энергия используется для генерации АТФ (Фигура 1А).
Рабочий принцип внеклеточной потока анализа зависит от вмешательства в гликолиза и окислительного фосфорилирования в определенных точках, а также оценка получаемых эффектов. Для этой цели мы использовали глюкозу для распространения гликолиз в голодающих клеток, а также 2-дезоксиглюкозы (2-DG), который затем превращают в 2-дезоксиглюкоза-6-фосфата, конкурентного ингибитора phosphoglucoisomerase 23, гексокиназой, для того , чтобы блокировать гликолиза. Ротенон (комплекс ингибитор I , специфической и т.д.), антимицина А (комплекс III-специфическим ингибитором и т.д.), олигомицином (ингибитор АТФ - синтазы 24), и разобщение агент 2,4-dinotrophenol (ДНФ) 25 были использоваться для вмешательства конкретных событий , связанных с электронного транспорта, протонный градиент и синтез АТФ (Рис . 1А) Вместо 2,4-ДНФ, карбонильная КДМNide-4- (трифторметокси) фенилгидразон (FCCP) также могут быть использованы, но может потребоваться дальнейшей оптимизации. В любом случае, разобщители всегда следует титровать для определенного типа клеток перед использованием, чтобы определить оптимальную концентрацию, необходимую.
Тест гликолиз стресс (Фигура 1В) начинается с базовым измерением внеклеточной скорости подкислением (РВЦА) , в предварительно голодавших клеток. Так как эти клетки при их базальной минимуму, и, следовательно, может быть практически рассматриваться как не гликолитических, РВЦА измеренная в этой точке, называется не-гликолитического подкисления. Это подкисление вероятно соответствует дыхательная CO 2 генерируется в цикле ТСА превращаются в HCO 3 - и Н +. За этим следует инъекции глюкозы, чтобы активировать гликолиза, который представляет, как увеличение внеклеточного подкисления в связи с образованием лактата.Это увеличение представляет нормальную скорость гликолиза. Клетки затем заражали инъекции олигомицином, который блокирует генерирование АТФ путем окислительного фосфорилирования. Клетки реагируют на это резкое снижение производства АТФ путем активации гликолиза до максимального уровня, и что приводит к увеличению среднего уровня РВЦА (гликолитическая резерв). Испытание прекращается путем полного ингибирования гликолиза с использованием аналога глюкозы 2-DG, который возвращает РВЦА к его не-гликолитического уровне. Интересно отметить , что было предложено , что вопреки рекомендациям производителя, максимальная гликолиз не обязательно достигается путем инъекции олигомицином 26. В клетках с высокой гликолитического емкостью, если не значительное увеличение спроса АТФ, гликолиз может быть вполне в состоянии справиться с потерей митохондриального АТФ без него необходимости быть повышающей регуляции. Гликолитическая курс с олигомицином может быть превзойден добавлением ингибиторов респираторные, Такие как ротенону и myxothiazol, которые обеспечивают несколько преимуществ по сравнению с олигомицином: 1) Они увеличивают спрос АТФ, так как они вызывают реверсирование АТФ - синтазы, с гидролиза АТФ, перекачивать протоны в попытке восстановить митохондриальный мембранный потенциал 26; 2) Они предотвращают дыхательную закисление среды, что может сбить с толку результаты РВЦА (смотрите ниже). Другие способы увеличения АТФ спроса включают добавление соединений , которые стимулируют гидролиз АТФ в плазматической мембране АТФазы 26. Все это следует тщательно продумать исследователями при планировании тест гликолиза стресс.
Тест митохондриальный стресс (рис 1C) начинается с базового измерения скорости потребления кислорода (OCR) в не голодали клеток. За этим следует инъекцией олигомицином, что препятствует возвращению протонов через F O / F 1 комплекса и , таким образом , быстро hyperpolarizэс митохондриальную мембрану. Гиперполяризация предотвращает дальнейшее протон накачки через дыхательные комплексы, а также снижение частоты дыхания. Оставшийся дыхание называется утечка протонов, которая представляет собой поток протонов через липидов или других каналов. Это гиперполяризационная состояние быстро восстанавливается путем добавления разделительным агентом 2,4-ДНФ, который выступает в качестве протонного ионофором. В ответ клетки пытаются восстановить мембранный потенциал в тщетной попытке за счет увеличения скорости транспорта электронов, до максимума, а это, в свою очередь, увеличивает OCR. И, наконец, с добавлением двух ингибиторов и т.д. (антимицина А и Ротенон), митохондриального дыхания полностью останавливается и распознавания уменьшается до самого низкого уровня. На этом уровне, потребление кислорода не связано с митохондриальной активности (не митохондриальная). Разница в OCR, порождаемых этими ингибиторами называется максимальное дыхание митохондрий, которое является суммой базового дыхания и свободной емкости.
В и обособления Т - клеток дают высоко жизнеспособных популяций чистых лимфоцитов.В - клетки и наивных CD4 + Т - клетки выделяли , как описано в разделе 4 протокола, и спленоциты просто получали путем лизиса красных кровяных клеток , как описано в разделе 3.3.
Чувствительность метаболических анализов типоспецифичными клеток зависит от жизнеспособности и чистоты исходного популяции клеток. Поэтому, с целью проверки жизнеспособности выделенных Т - клеток мыши, спленоцитов, и В - клеток, а также от чистоты Т- и В - клеток, небольшие аликвоты клеток окрашивали для анализа методом проточной цитометрии (рисунок 2). В рассеяния вперед-области против бокового рассеяния-зоны (FSC-A против SSC-А) участок, лимфоциты закрытого типа, и в пределах этих ворот, население по диагонали в рассеяния вперед-высоты длят (FSC-H) по сравнению с FSC-A участка были определены как синглеты. В популяции синглетного, жизнеспособность измеряли с помощью стробирования клетки , которые окрашивали негативными для живой / мертвой маркера (рис 2А); Жизнеспособность Т-клеток была 97,9%, жизнеспособность спленоцитов составила 92%, а выживаемость В-клеток составила 94%. Чистота клеток B, как измерено с помощью B220 + CD19 + популяции 26, составила 99%, в то время как чистота CD4 + Т - клеток, как измерено с помощью CD44 - CD4 + популяции 27, составила 98,3% (Фигура 2В).
Концентрацию белка клеточного лизата , может быть использован в качестве прямого индикатора плакированной числа клеток.
Изолированные лимфоциты и спленоциты высевали в клеевым покрытием 96-луночный планшет для анализа на 5 х 10 5 клеток / лунку, 2,5 × 10 5 клеток / лунку, 1,25 × 10 5 клеток / лунку, и 0,625 х 10 5 клеток / лунку. Стечение при каждой плотности металлизации из трех типов клеток визуализировали под световым микроскопом (рис 3 , а ). Как и следовало ожидать, стечение коррелируют с начальной плотности покрытия. После завершения внеклеточной потока анализа, высевали клетки лизируют и их концентрации белка были определены количественно с помощью анализа BCA. Для всех типов клеток, как было показано, линейно коррелировали с начальными плотностями металлизации (фигура 3В), что подтверждает , что концентрации лизата белок может быть использован в качестве точного измерения для нормализации числа клеток при интерпретации внеклеточные данных потока концентрации лизата белка. Плотность обшивки, используемые в этом эксперименте были оптимизированы для наивных, стимулированных лимфоцитов. Если стимулированные или предварительно культивированные клетки должны быть использованы, может потребоваться дальнейшей оптимизации.
Митохондриальная и гликолиза СоМаS анализы зависят от гальванического числа клеток.
ОРС измеряли для каждого типа клеток и плотности металлизации во внеклеточной анализаторе потока. Как и ожидалось, более высокие количества клеток имеют более высокий показатель OCR, а также более резкие ответы на олигомицином, 2,4-DNP и Антимицина A / ротенон (фиг.4А). Стандартизация измерений OCR концентрации белка каждого образца показывает, что в общем случае, большее количество клеток приводят к более точные измерения оптического распознавания символов. Покрытие на 5 и 2,5 х 10 5 клеток / лунку в результате аналогичных нормированных измерений оптического распознавания символов в Т - клеток и спленоцитов, а также 5 и 1,25 × 10 5 клеток / лунку привели аналогичные нормированные измерения оптического распознавания символов в В - клетках (рис 4б). Небольшие различия в нормализованной ячейке B измерения оптического распознавания символов может быть косвенным признаком того, что В - клетки работают лучше при 2,5 × 10 5 клеток / лунку по сравнению с другими плотности клеток, По всем параметрам, 0,625 × 10 5 клеток / лунку дал неоптимальные результаты, демонстрируя , что эта плотность покрытия является недостаточным. Базовое дыхание, утечка протона, максимальное митохондриального дыхания, не митохондриального дыхания и АТФ производства линейно коррелирует с плотностью металлизации для всех типов клеток (рис 4в). Кроме того, большая часть базового дыхания используется в направлении синтеза АТФ, как показывает небольшого количества жидкого хладагента протонов в трех типах клеток. В то время как основное внимание митохондриальной эксперимента стресс для измерения изменений в OCR, РВЦА еще полезна для записи, чтобы гарантировать, что анализ был успешно проведен. По аналогии с OCR, две более высокие плотности металлизации привело к увеличению РВЦА и более эффектных ответов на олигомицином, 2,4-DNP и антимицина A / ротенону (Рисунок 4D). Драматические изменения в РВЦА при добавлении 2,4-DNP и антимицина A / ротенону может быть связано с изменением дыхания в дополнение к изменениям в гlycolysis, так как CO 2 генерируется в цикле трикарбоновых кислот превращается в HCO 3 - и Н +. Этот вопрос был недавно обратился, и существует простой способ коррекции суммарного сигнала внеклеточного подкисления , используя данные о потреблении кислорода, чтобы получить реальную скорость гликолиза 12,29.
Анализ гликолиза стресс был наиболее успешным на самой высокой плотностью металлизации (рис 5А, В). Во всех типах клеток, то 5 образцов х 10 5 клеток / лунку имели наибольшие изменения в РВЦА после добавления глюкозы, олигомицином, и 2-DG (Фиг.5В). Кроме того, нормализации концентрации белка показали , что для всех типов клеток, в 5 × 10 5 клеток / лунку образцов дали оптимальные результаты, в то время как более низкие концентрации особенно 0,625 × 10 5 клеток / хорошо не проявляли надежный гликолитическую запас мощности. Non-glycolytiс подкисление, гликолиза, и очевидно гликолитическая емкость линейно коррелирует с плотностью металлизации для всех типов клеток (рис 5в). Для эксперимента гликолиз напряжений, график распознавания текста показывает, что глюкоза немного стимулирует дыхание митохондрий, которая затем угнетается олигомицином лечения; добавление 2-DG не влияет на OCR (Рис 5D). ОРЗ график может быть использован в качестве дополнительного индикатора того, что эксперимент гликолиз стресс была успешно выполнена. Кроме того , график распознавания текста может быть использована для коррекции РВЦА графика, если это необходимо, как было объяснено выше , в случае испытания митохондриальной стресс 12,29.

Рисунок 1:. План внеклеточных анализов потока (А) Иллюстрация гликолиза (слева) и окислительное фосфорилирование (справа) , показывающий действиеметаболические препараты, используемые в внеклеточных анализах флюса. (B) Схема внеклеточного скорости подкисления (РВЦА) графа; Схема скорости потребления кислорода (OCR) графика (C). Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

. Рисунок 2: Ступенчатое стробирование Т - клеток, В - клеток и спленоцитов для определения жизнеспособности и чистоты проточной цитометрии графики , показывающие , жизнеспособность Т - клеток, спленоцитов, и В - клеток (A); и чистота Т- и В - клеток (В). Результаты представляют по меньшей мере трех независимых экспериментов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию гоэто цифра.

Рис . 3: Cell стечение коррелирует с концентрациями лизат белка каждого типа клеток при различных плотностях металлизации (А) Легкие микрофотографии клеток в анализе лунок планшета при плотности металлизации в диапазоне от 5 × 10 5 клеток / лунку 0,625 × 10 5 клеток / Что ж. Масштабные полосы обозначают 50 мкм. Концентрации белка (В) лизата при различных плотностях гальваническое, как измерено с помощью анализа BCA. Результаты представляют по меньшей мере трех независимых экспериментов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4: Митохондриальной стресс анализ. Сырье (А) и стандартизированные (В) оптического распознавания символов для каждого типа клеток и плотности металлизации показаны. (С) количество-зависимой клеточно изменения в уровне базовой линии, максимальная митохондриальной и не-митохондриального дыхания, а также потреблений кислорода , связанных с утечкой или протонной АТФ, представлены для каждого из типов клеток. Значения (D) Сырье РВЦА , полученные из митохондриальных стресс - тестов приведены. Каждая точка данных представляет собой среднее 7-8 лунок со стандартным отклонением. Меченые стрелки обозначают инъекции олигомицином (O), 2,4-DNP (D) и ротенон / Антимицина A (R / A). Результаты представляют по меньшей мере трех независимых экспериментов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
_upload / 54918 / 54918fig5.jpg "/>
Рисунок 5:. Гликолитических стресс анализ Сырье (А) и стандартизированные (В) РВЦА для каждого типа клеток и плотности металлизации показаны. (C) номер-зависимой клеточно изменения в РВЦА для не-гликолитического подкисления, гликолиза индуцированной глюкозой и общей мощности гликолитического показаны. Значения (D) Raw OCR , полученные из гликолитических стресс - теста показаны. Каждая точка данных представляет собой среднее 7-8 лунок со стандартным отклонением. Меченые стрелки обозначают инъекции глюкозы (G), олигомицином (O), и 2-дезоксиглюкозы (2-DG). Результаты представляют по меньшей мере трех независимых экспериментов. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Протокол мы разработали позволили для эффективной изоляции чистой и жизнеспособной субпопуляций лимфоцитов, которые были впоследствии использованы при внеклеточном анализе потока при различных концентрациях, чтобы оценить различия в гликолиза и митохондриального дыхания производительности. Этот протокол разработан специально для лимфоцитов и рассматриваются особые соображения, связанные с этими типами клеток, таких как низкая базальной метаболической активности, хрупкость, низкой частоты, и их неспособность придерживаться планшеты для анализа. Таким образом, по сравнению с ранее опубликованными протоколами 11,12, наш метод предлагает более удобный и более оптимизированный руководство для исследователей , работающих в области иммунологии. Есть несколько важных шагов в этом протоколе, в том числе получение чистых и жизнеспособных клеточных популяций, металлизированный клетки при оптимальном слияния, и стандартизацию внеклеточные потока измерений для анализа до концентрации белка в каждую лунку.
яnitial количество посеянных клеток может одновременно быть визуализированы с помощью световой микроскопии, а также быть количественно определена с помощью измерения концентрации белка. Линейная корреляция между числом клеток и концентрации протеина подтвердили, что концентрация белка в самом деле может быть использован как способ стандартизировать эффекты изменений в количестве клеток между различными скважинами.
Стандартизируя РВЦА и OCR результаты концентрации белка, мы показали , что, несмотря на более низкую впадения клеток, поскольку лишь немногие , как 2,5 × 10 5 клеток / лунку можно использовать в большинстве анализов без ущерба для качества данных. Тем не менее, нижний предел клеток, которые могут быть использованы варьировалась между типами клеток и анализов. Например, в то время как всего лишь как 1,25 × 10 5 клетки могут быть использованы для измерения В - клеток OCR, даже 2,5 х 10 5 клеток / лунку было недостаточно , чтобы оценить гликолитического производительность того же клеточного типа. Таким образом, до тех пор, как число клеток не является ограничивающим фактором, покрытие на более90% Стечение, что примерно соответствует 5 × 10 5 лимфоцитов / лунку, является предпочтительным. Дальнейшая оптимизация может потребоваться, когда клетки разных размеров, таких, как предварительно активированную и лимфоциты используемых частично дифференцированные. Кроме того, при использовании предварительно культивированных первичных лимфоцитов, могут быть вариации в жизнеспособности клеток между различными условиями лечения, что приведет к снижению надежности концентрации белка в качестве меры числа клеток, так как мертвые или умирающие клетки могут также вносят вклад в измеренные уровни белка , В таких случаях может быть полезным для сортировки живых клеток с помощью проточной цитометрии перед проведением внеклеточные анализов потока.
В наших тестах с использованием свежеизолированных и высоко жизнеспособных популяций лимфоцитов, мы получили надежные функциональные данные для обоих OCR и РВЦА измерений. В то время как все типы клеток вели себя подобным образом в тесте митохондриальной стресс, разительные отличия между типами клетокнаблюдается при испытании на гликолиз стресс. Например, гликолитических производительность наивных Т-клеток была низкой по сравнению с спленоцитов или В-клеток, и он не изменялся с добавлением олигомицином. Это наблюдение согласуется с ранее опубликованных исследований 7,30, что подтверждает правильность нашего протокола.
В заключение, наш метод предлагает эффективный и удобный способ тестирования метаболической активности лимфоцитов с использованием внеклеточного анализатора потока, и он может быть полезным в широком диапазоне иммунологических исследований изучают метаболические изменения в иммунных клетках при активации, дифференциации клеток или из-за к фенотипов заболеваний, таких как инфекции, аутоиммунные заболевания и гематологических злокачественных новообразований.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов. Плата за открытый доступ для этой статьи была предоставлена компанией Agilent Technologies.
Авторы благодарят доктора Майкла Н. Сака (Национальный институт сердца, легких и крови) за поддержку и обсуждение, г-жу Энн Ким за оптимизацию протокола выделения В-клеток, д-ра Джозефа Бжостовски за его помощь в микроскопии, и г-жу Мирну Пенья за содержание используемых животных. Это исследование было поддержано Внутренними исследовательскими программами Национальных институтов здравоохранения, Национального института аллергии и инфекционных заболеваний и Национального института сердца, легких и крови.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| PBS (pH 7,2) | Gibco-ThermoFisher | 20012-050 | Для изготовления буфера MACS |
| Бычий сывороточный альбумин BSA | Sigma-Aldrich | A3803 | Для создания буфера MACS |
| 0,5 M EDTA, pH 8 | Quality Biological | 10128-446 | Для приготовления буфера MACS |
| промывочный раствор autoMACS | Miltenyi Biotec | 130-091-222 | Вместо PBS + EDTA для создания буфера MS. Также используется в autoMACS Pro Separator. |
| RPMI-1640 | Gibco-ThermoFisher | 11875-093 | Содержит фенол красный и L-глутамин |
| Фетальная бычья сыворотка | Gibco-ThermoFisher | 10437-028 | Для инактивации тепла разморозьте замороженную бутылочку в 37 градусов; С водяной баней, а затем инактивировать при 56 °°С; C в течение 30 мин. Аликвотная термоинактивированная сыворотка для хранения (<ем>например, в конических тубах по 50 мл) и заморозки при -20°С; C до тех пор, пока не понадобится. |
| Пенициллин-стрептомицин (Pen Strep) | Gibco-ThermoFisher | 15140-122 | Комбинируйте Pen Strep с L-Glut 1:1 (при приготовлении 500 мл среды, всего получите 12 мл Pen Strep/L-Glut); держите аликвоты при -20 °°; C до готовности к изготовлению носителей. |
| L-глютамин 200 мМ (L-Glut) | Gibco-ThermoFisher | 25030-081 | Компонент RF10 и среды для стресс-тестов |
| Пируват натрия 100 мМ | Gibco-ThermoFisher | 11360-070 | Компонент RF10 и среды для стресс-тестов |
| HEPES 1 M | Gibco-ThermoFisher | 15630-080 | RF10 |
| MEM (100x) | Gibco-ThermoFisher | 11140-050 | Компонент RF10 |
| 2-меркаптоэтанол (55 мМ) | Gibco-ThermoFisher | 21985-023 | Компонент RF10 |
| Falcon 70 μ m клеточный фильтр | Falcon-Fischer Scientific | 87712 | Используется в изоляции клеток |
| Monoject 3 мл Шприц, наконечник Luer-Lock | Covidien | 8881513934 | Используется в изоляции клеток |
| Falcon 15 мл Конические центрифужные пробирки | Falcon-Fischer Scientific | 14-959-53A | Используется в выделении клеток |
| Falcon 50 мл Конические центрифужные пробирки | Falcon-Fischer Scientific | 14-432-22 | Используется в выделении клеток |
| ACK Лизинг буфер | Lonza | 10-548E | Используется в изоляции клеток |
| CellTrics 30 μ m клеточный фильтр, стерильный, однокомпонентный | Partec CellTrics | 04-004-2326 | Используется в изоляции |
| клеток B Cell Isolation Kit, мышь | Miltenyi Biotec | 130-090-862 | Используется в выделении клеток |
| Naï ve CD4+ Набор для выделения Т-клеток, мышь | Miltenyi Biotec | 130-104-453 | Используется в выделении клеток |
| LS Колонка | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | Используется в изоляции клеток |
| MidiMACS сепаратор | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | Магнит для разделения |
| MACS MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | Держатель для магнитов |
| autoMACS Промывочный раствор | 130-091-222 | Промывочный раствор для сепаратора autoMACS | |
| Pro Сепаратор autoMACS Pro Инструмент | Miltenyi Biotec | N/A | |
| 2-Deoxy-D-глюкоза (2-DG) | Sigma-Aldrich | D8375-5G | |
| Cell-Tak | Corning | 354240 | Клеточный клей. Обратите внимание на концентрацию, так как каждая партия индивидуальна (упаковка 1 мг). |
| Олигомицин | Сигма-Олдрич | 75351 | |
| 2,4-динотрофенол (2,4-ДНП) | Сигма-Олдрич | D198501 | |
| Антимицин А | Сигма-Олдрич | A8674 | |
| Ротенон | Сигма-Олдрич | R8875 | |
| Глюкоза | Сигма-Олдрич | G8270 | |
| Коктейль ингибиторов протеазы | ThermoFisher Scientific | 78429 | Поставляется в виде коктейля 100x, объедините с RIPA для получения 1x раствора для лизиса. |
| RIPA Buffer | Boston BioProducts | BP-115 | |
| Pierce BCA Protein Assay Kit | ThermoFisher Scientific | 23225 | Следуйте инструкциям производителя |
| Seahorse XFe96 FluxPak | Seahorse Bioscience | 101085-004 | Включает в себя пробирные планшеты, картриджи, направляющие для переноса соединений в пробирный картридж и калибрный раствор. |
| Seahorse XF Base Medium Seahorse | Bioscience | 102353-100 | Используется для приготовления среды для стресс-тестов |
| Seahorse XFe96 Анализатор внеклеточного потока | Seahorse Bioscience | ||
| Stericup Стерильные вакуумные фильтрующие блоки, 0,22 μ m | EMD Millipore-Fisher Scientific | SCGPU10RE | Используется для стерилизации фильтрующих материалов. |
| Бикарбонат натрия | Sigma-Aldrich | 487031 | растворить до 0,1 М и использовать для разбавления Cell-Tak. |
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение