Мы опишем здесь простой и быстрый метод для изоляции Salmonella typhimurium-содержащих phagosomes от макрофагов, покрывая бактерий с биотина и стрептавидина.
Методическая статья
Мы опишем здесь простой и быстрый метод для изоляции Salmonella typhimurium-содержащих phagosomes от макрофагов, покрывая бактерий с биотина и стрептавидина.
Сальмонеллы typhimurium является факультативной внутриклеточных бактерия, которая вызывает гастроэнтерит у людей. После вторжения lamina propria, S. typhimurium бактерии быстро обнаруживаются и фагоцитированных макрофагами и содержащиеся в везикулы, известный как phagosomes для того чтобы быть понижена. Изоляция S. typhimurium-содержащих phagosomes широко использовался для изучения как S. typhimurium инфекции изменяет процесс созревания фагосомы для предотвращения бактериального деградации. Классически, изоляции бактерий содержащих phagosomes была выполнена, сахароза градиентного центрифугирования. Однако этот процесс занимает много времени и требует специализированного оборудования и определенная степень ловкости. Описанные здесь — это простой и быстрый метод для изоляции S. typhimurium-содержащих phagosomes от макрофагов, покрывая бактерий с биотина стрептавидина конъюгированных магнитные бусы. Phagosomes, полученные этим методом может быть приостановлено в любом буфере выбор, позволяя использование изолированных phagosomes для широкого спектра анализов, таких, как анализ белков, метаболит и липидов. В целом, этот метод для изоляции S. typhimurium-содержащих phagosomes конкретных, эффективных, быстрых, требует минимального оборудования и более универсальным, чем классический метод изоляции, сахароза градиент ultracentrifugation.
Макрофаги являются циркулирующие специализированных фагоцитирующих клеток, которые обнаружить, поглотит и ухудшить любые иностранные частиц, присутствующих в периферических тканях, начиная от apoptotic клеток до вторжения микроорганизмов, таких как бактерии. После поверхности рецептор опосредованный признания возбудителя определенных маркеров обычно присутствует на поверхности микроорганизмов (известный как патоген связанные молекулярные структуры или PAMPs) макрофаги инициировать сложный реорганизации клеточной мембраны в для того, чтобы окружить и фагоцитируют возбудителя1.
Охватившего патогена, затем содержится макрофагов в внутриклеточного везикул, известный как фагосомы. Через серию слияние и деление события с другими везикулы, таких как endosomes и лизосом возбудитель содержащих фагосомы приобретает набор белков, необходимых для ликвидации phagosomal содержание. Таким образом в ходе этого процесса, известный как фагосомы созревания2состав ферментативных фагосомы крайне непостоянны.
Вскоре после фагоцитоза, multimeric, которую комплекс вакуолярной АТФаза (v АТФаза) включена в мембране фагосомы сплавливанием с endosomes3. Этот комплекс использует АТФ для перекачки протонов от цитозоль для люмен фагосомы4. Подкисление фагосомы имеет важное значение для события слияния с другими везикулы5 и для активации большое количество рН зависимых ферментов и деструктивные6. Другой multimeric энзимный комплекс, который быстро собрал на мембране фагосомы представляет собой комплекс NADPH-оксидазы (NOX). NOX комплекс окисляет NADPH произвести реактивнооксигенных видов (ров), выделяется в просвете фагосомы и что существенный вклад в убийстве охватившего микроорганизмов7.
На первоначальных этапах созревания phagosomes настоящее время маркеры обычно как Rab5 и Rab7 раннего и позднего endosomes соответственно наряду с Субблок0 V v АТФазы8. Слияние phagosomes с лизосом и позднего endosomes приводит к подверженности самые разнообразные гидролитические ферменты, такие как катепсин протеаз, липазы и β-галактозидазы9фагоцитированных возбудителя. Подкисление просвета также необходим для активации этих ферментов. Например расщепление катепсина Д производить активный короткая форма-рН зависимых10. Эти ферменты ухудшить возбудителя и посредником производства возбудителя производные короткие пептиды, которые представлены макрофагов гистосовместимости комплекс (MHC) класса II молекул клеток T, чтобы инициировать адаптивного иммунного ответа11.
Следовательно фагосомы созревания имеет решающее значение для врожденный иммунный ответ и связывает врожденного и адаптивного герб иммунной системы. Это не удивительно, что патогенные организмы развивались стратегии преодоления ликвидации макрофагами через описанные выше процесс созревания фагосомы. Например внутриклеточных бактерий микобактерии туберкулеза и Legionella pneumophila предотвратить созревание фагосомы ингибирующих v АТФазы Ассамблеей и последующего люмен подкисления12,13 . Другие бактерии, такие как Listeria monocytogenes или шигеллам Флекснера побудить порообразования в мембране фагосомы бежать в цитозоль14,15. С другой стороны, Salmonella enterica серовар typhimurium (S. typhimurium) имеет возможность изменить свойства фагосомы в вакуоль превратить его в подходящее место для его репликации16. Эта способность делает S. typhimurium очень интересная модель для изучения возбудителя опосредованной вмешательства фагосомы созревания.
S. typhimurium является факультативной внутриклеточных бактерия, которая вызывает гастроэнтерит у людей. После вторжения lamina propria, S. Typhimurium бактерии быстро обнаруживаются и фагоцитированных макрофагами и содержащихся в phagosomes17. В некоторых докладах ранее описал что S. typhimurium-содержащих phagosomes настоящее время производители для endosomes и лизосом18, и другие исследования обнаружили фагосомы Лизосома фьюжн, предотвратить после S. Typhimurium инфекции19.
Первоначально фагосомы созревания на S. typhimurium инфекции были расследованы иммунофлуоресценции. Разработка методов для изоляции бактерий содержащих phagosomes включено более точное исследование содержания фагосомы с точки зрения endosome и лизосомальных маркеров. На сегодняшний день, основной метод, используемый для изоляции бактерий содержащих phagosomes является субцеллюлярные фракционирование сахарозы шаг градиенты18,20. Однако этот метод требует несколько шагов центрифугирования, которые могут вызвать механические повреждения phagosomes, может повлиять на стабильность phagosomal компонентов (белков и липидов) и отнимает много времени. Кроме того, он требует использования ультрацентрифуга: кусок специализированного оборудования, который не доступен для каждой лаборатории.
Недавно, новый подход был применен к изоляции бактериальных содержащих phagosomes, в которых бактериальных патогенов помечены с биотинилированным lipopetide (Lipobiotin) и впоследствии извлечены с помощью конъюгированных стрептавидина магнитные бусы21 . Мы предлагаем альтернативный дополнительный метод, снабдив бактериального поверхности Амин содержащих макромолекул с ГСЗ-биотин следуют конъюгированных стрептавидина магнитные шарики. Phagosomes, полученные этим методом сильно обогащенный в endosome и лизосомальных маркеры и может быть использован для широкий спектр анализов, от анализа белка омику анализа. Кроме того она не требует специализированного оборудования, такого как Ультрацентрифуги. Кроме того устраняя шаги центрифугирования, механические повреждения phagosomes и количество времени, занятых значительно сокращаются. Этот метод может быть легко адаптирована для изоляции phagosomes, содержащие другие бактерии, такие как грамположительных Staphylococcus aureus, также включены в этой рукописи. В целом, этот метод для изоляции S. typhimurium-содержащих phagosomes является простым, экономически эффективным, и меньше времени чем классической изоляции, сахароза градиент ultracentrifugation, оказание высоко обогащенного бактерий содержащих phagosomes.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
все шаги, связанные с применением патогенных S. typhimurium должны осуществляться в BSL-2 или выше учреждения уровня биологической безопасности. Культура и покрытие S. Typhimurium, а также инфекции костного мозга, полученных макрофагов (BMDMs) должны быть выполнены под Ламинарный шкаф для предотвращения загрязнения. Изоляция S. typhimurium-содержащих phagosomes может быть выполнена на любой стенде лаборатории BSL-2.
Извлечение костного мозга от мышей для дифференциации в макрофаги была выполнена в соответствии с институциональных руководящих принципов на благосостояние животных и утверждена Северный Рейн-Вестфалия государственного агентства охраны природы, Окружающей среды и защиты прав потребителей [шведским für натур, Umwelt и Verbraucherschutz (LANUV) Nordrhein-Westfalen; Файла без: 84-02.05.40.14.082 и 84-02.04.2015.A443] и Кёльнского университета.
1. S. typhimurium Culturing
2. Покрытие из S. typhimurium с ГСЗ-биотин/стрептавидина конъюгированных магнитные бусы
3. Инфекция BDMDs
4. Изоляция S. typhimurium-содержащих Phagosomes
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Изоляция бактерий содержащих phagosomes этот протокол требует biotinylation бактерий в качестве первого шага. Поэтому мы провели оценку эффективности S. typhimurium biotinylation конфокальная микроскопия анализ BMDMs, инфицированных биотинилированным mCherry -S. typhimurium помечены Cy5-стрептавидина. Вкратце BMDMs были инфицированы, как описано в этом протоколе с mCherry -S. typhimurium ранее биотинилированным но не инкубировали с кон...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Новый метод для изоляции S. typhimurium-содержащих phagosomes, покрывая бактерий с биотина и конъюгированных стрептавидина магнитные бусы описано здесь. После нежный нарушения клеточной мембраны бактерии содержащих phagosomes могут быть легко извлечены с помощью магнитной стойке. Мы показывают, что маркировка бактерий сохраняет возбудителя способность вызвать воспаление и не изменяет свойство фагоцитарной принимающей ячейки. Важно отметить, что phagosomes, полученные этим методом обогащаются в бактериях...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Исследования в лаборатории Робинсон поддерживается финансирование из Кельна Excellence кластера на клеточных реакций стресс в Aging-Associated заболеваниях, Кёльнского университета, Германия (CECAD; финансируемых DFG в рамках инициативы превосходство немецкого федерального и Государственный правительства) и гранты от Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 670), Köln Fortune и Мария-Pesch фонд университета Кельна, Германия.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| EZ-Link NHS Biotin | Thermo Fisher Scientific | 20217 | |
| FluidMag Streptavidin | Chemicell | 4205 | |
| PIPES | Carl Roth | 9156.2 | |
| MgCl2Carl | Roth | A537.4 | |
| EGTA | Carl Roth | 3054.3 | |
| Sucrose | Carl Roth | 4621.1 | |
| Маннит | Карл Рот | 4175.1 | |
| DTT | Sigma | 43816 | |
| Остановить коктейль ингибиторов протеазы и фосфатазы | Thermo Fisher Scientific | 1861280 | |
| Цитохалазин B | Sigma | C6762 | |
| DYNAL или DynaMag | Магнит Thermo Fisher Scientific | 12321D | |
| SmartSpec 3000 Спектрофотометр | Bio-Rad | 170-2501 | |
| Бактериальная петля (10&микро; l) | Sarstedt | 86.1562.010 | |
| Salmonella enterica serovar Typhimurium SL1344 | Институт Лейбница DSMZ-Немецкая коллекция микроорганизмов и клеточных культур | ||
| RPMI | Biochrom | FG1415 | |
| PBS | Biochrom | L1825 | |
| Cy5-стрептавидин | Invitrogen | SA1011 | |
| анти-бета-актиновые антитела | Santa Cruz Biotechnology | sc-47778 | |
| антитело против mCherry | Thermo Fisher Scientific | PA5-34974 | |
| антитело против Rab5 | Santa Cruz Biotechnology | sc-46692 | |
| антитело против Rab7 | Santa Cruz Biotechnology | sc-10764 | |
| антитело против v-ATPase (V0) | Santa Cruz | Biotechnology sc-28801 | |
| антитело против v-АТФазы (V1) | Santa Cruz Biotechnology | sc-20943 | |
| антитело против катепсина D Santa | Cruz Biotechnology | sc-6486 | |
| антитело против Tomm20 | Santa Cruz Biotechnology | sc-17764 | |
| антитело против кальнексина | Santa Cruz Biotechnology | sc-46669 | |
| антитело против GAPDH | Santa Cruz Biotechnology | СК-20357 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение