$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Ограничение этого протокола заключается в том, что не все синапсы будут идеально ориентированы на оптическую ось. Используя этот метод, нет никакого способа предсказать и / или влиять на идеальную ориентацию для иммунной визуализации синапса. Чтобы решить эту проблему, мы исключаем из последующих анализов все случайно захваченные синапсы, которые, наконец, не соответствуют идеальным критериям. Эти синапсы, достаточно благоприятны, не очень часто. Тем не менее, можно обойти это ограничение, используя несколько экспериментальных подходов4.
Поляризованный релиз CD63 (дегрануляция) может быть количественно с помощью других дополнительных методов, таких как окрашивание поверхности клеток CD63 (CD63 для переселения на поверхность клетки) в живых клетках (не фиксированных и не пронизанных), после шага 6, и последующей стирки и фиксации, как ранее показано8. Кроме того, CD63 релиз на экзосомы8,9 и экзосомы количественнонатжение наночастиц отслеживания анализов9,25 может быть выполнена. Эти подходы, безусловно, совместимы с нашим протоколом, при условии, что фиксация выполняется после иммунофлуоресценции поверхности клетки живых клеток.
Мы обнаружили, что идеальное количество клеток (для 1 см2 хорошо в 8-ну хорошо камеры слайд) составляет 4 х 105 клеток (2 х 105 Raji клеток и 2 х 105 Jurkat клетки), так как они эффективно придерживаться нижней части колодца. Связывание эффективности к пластику (с использованием фибронектина) или стеклянного дна (с использованием поли-L-лизин) микрооползней, как правило, не является проблемой. Более высокие числа клеток могут не производить разрывов между присоединенными клетками и, впоследствии, сложными синаптические конъюгированными(рисунок 1); обе ситуации нежелательны, когда одноклеточные конъюгаты должны быть изображены, например, в экспериментах по поляризации MTOC или секреторных гранул. Меньшее количество клеток может уменьшить шансы найти конъюги, особенно когда трансинфицированные клетки Jurkat оспариваются СБ для генерации синапсов. Пожалуйста, обратите внимание, что мы заметили, что температурно-стабилизированный инкубатор стадии на месте на микроскопx X/ Y этапе до начала протокола (т.е., 1-2 ч заранее, чтобы стабилизировать этап / микроскоп установки) поддерживает стабильные X, Y, - параметры, что имеет решающее значение для надлежащего изображения. Автоматическая система фокусировки в конечном итоге компенсирует небольшие вариации.
Когда некоторые методы трансдукции генов, такие как электропорация используются для экспресса флуоресцентных химерных белков (т.е. GFP-CD63) в клонах Jurkat (Видео 1), значительная часть клеток может умереть после электропорации. Это может быть проблемой, поскольку, хотя мертвые клетки не образуют синапсы, когда они находятся в избытке над живыми, транс-инфицированных клеток, они могут вмешиваться в формирование конъюгированных, сделанных живыми Т клеток. Мы обнаружили, что тщательное устранение мертвых клеток из трансзараженных культур с помощью среды градиента плотности следующие стандартные протоколы до шага конъюгированного формирования действительно может увеличить шансы правильно спряжения изображения. Кроме того, низкая эффективность трансфекции (0,20%) может быть важным предостережением, так как это, в сочетании с умеренной конъюгированной эффективности формирования (около 60%)25, уменьшит вероятность найти конъюги, сделанные трансинфицированных клеток. Это не является проблемой, когда нетранспередаваемые клетки используются для получения конъюги в конечных экспериментах и последующей фиксации. 8 камерных слайдов микроколодца совместимы с обычными протоколами иммунофлуоресценции. Это повышает гибкость вышеуказанного протокола с различными целями. Фиксация с ацетоном может быть проблемой для рассмотрения при использовании камерных слайдов с пластиковыми дном колодцев. Тем не менее, есть коммерчески доступные 8 микроколодца микроскоп камеры слайды, содержащие стеклянные днища, которые совместимы с ацетоном фиксации. Удалите пластиковые крышки, когда ацетон используется для фиксации клеток, культивированных в 8 microwell стеклянных нижних слайдов камеры.
Рекомендуется, чтобы микроскоп оснащался моторизованной стадией XY, моторизованной репрелепрелитируемой репрелесолисткой и автоматической системой фокусировки (например, Perfect Focus System) или эквивалентными добавками. Когда мульти-хорошо приобретение требуется25, автоматическая система фокусировки обеспечит стабильный фокус на всем протяжении эксперимента. Предыдущий опыт показывает, что, установив соответствующий фокус компенсируется на клетки Раджи, как движение Т-клеток(видео 1) и микроскоп этап / камеры слайд движений в XY многоточечных экспериментов, могут быть компенсированы. Это действительно удобно для многократного захвата замедленного времени.
Черно-белая, панхроматическая и охлажденная заряженная соединенная камера (CDD) была использована, но более высокой чувствительности, флуоресценции научной дополнительной металлооксидной полупроводниковой (sCMOS) камера желательна, так как это уменьшит время экспозиции камеры и повысит временное разрешение. Короткое время экспозиции камеры мы использовали (рейтинг форме 100 мс до 500 мс) в сочетании с автоматической флуоресценции затвор позволяет длительный промежуток времени захвата (до 24 ч) с адекватным разрешением времени (1 кадр в минуту или меньше, до 16 Позиций XY) без значительного флуоресценции отбеливания и / или потери в жизнеспособности клеток. Моторизованный этап позволяет многоточечный (XY) захвата и увеличивает шанс найти и изображение возникающих и развивающихся синапсов в идеальной ориентации, но и позволяет приобретение изображения в многофункциональных камерных слайдов, когда различные клоны Jurkat должны быть одновременно сопряжены25. Высокая численная диафрагма цели (т.е. 60x, 1.4) необходима для того, чтобы получить наилучшие результаты при анализе трафика секреторных гранул.
RAJI-SEE-Jurkat представляет собой устоявшуюся иммунологическую синапсовую модель, которая была использована множеством исследователей, так как она была первоначально описана11. Мы адаптировали наш протокол к этой модели, чтобы правильно изобразить ранние этапы формирования ИГ. Наша цель состояла в том, чтобы улучшить ранние подходы20 ранее последовали для изучения поляризации MTOC и секреторного механизма по отношению к ИГ. Примечательно, что конъюги, сделанные с этим протоколом производят F-актин реорганизации на синапсе, настройка канонического SMAC, сопутствуя MVB поляризованного трафика25. Эти важные события были также проанализированы и проверены конфокальной микроскопии25.
Кинетические различия в поляризованном трафике существуют между различными типами ИС. Например, поляризованная транспортировка литические гранулы из CTLs происходит в секундах или очень мало минут, в то время как несколько цитокиносодержащих пузырьков из Th лимфоцитов занять от нескольких минут до нескольких часов до конца. Эти временные различия должны быть приняты во внимание заранее, для того, чтобы разработать наилучшую стратегию и выбрать наиболее подходящий экспериментальный и визуальный подход, так как для некоторых визуальных утех (т.е. лазерное сканирование конфокальной микроскопии (LSCM)), время может быть ограничивающим фактором, так как время захвата гораздо выше, чем соответствующее разрешение времени (1 минута или меньше)4. Это не является ограничением, когда широкополевой флуоресценции микроскопии (WFFM) используется, как описано в протоколе выше. Так как в CTLs, поляризация MTOC к синапсу длится всего несколько минут3,6,17, различные конкретные состояния современной микроскопии подходы отличаются от описанных здесь (но укрывательство более высокое пространственное и временное разрешение) необходимы для того, чтобы правильно изображение этих синапсов26,27, в основном, когда несколько микроскопов (многоточечные захват) изображения. Эти высокие разрешения, новые подходы могут быть также использованы для визуализации синапсов, сделанных Th лимфоцитов, хотя экономичные и / или логистических причин (т.е., основное оборудование, необходимое для некоторых из этих методов визуализации стоит 6-7 раз больше, чем описано здесь), безусловно, может представлять собой ограничение для этих современных методов визуализации4. Тот факт, что IS сделаны Th лимфоцитов являются долгоживущими, и то обстоятельство, что в Th лимфоцитов MTOC, лимфокин-содержащих секреторных пузырьков и MVB занять от нескольких минут до часов для транспортировки и док-станции IS22, делает этот протокол идеальным, доступным подходом для визуализации TH-APC IS.
WFFM в сочетании с деконволюцией изображений после приобретения представляет собой интересный подход, и не только экономические причины поддерживают эту стратегию. Внутреннее плохое разрешение в оси q (наиболее важное предостережение техники) может быть улучшено с помощью пост-приобретения изображения deconvoltion4 (сравните видео 1 с видео 2). Deconvolution использует расчетный подход к обработке изображений, который может улучшить соотношение сигнала к шуму и разрешение изображения и контрастироватьот 27 до 2 раз, вплоть до 150-100 нм в оси XY и 500 нм в оси4.
Использование высокой чувствительности, высокой скорости считывания и широкого динамического диапазона, новых флуоресценции sCMOS камеры улучшат качество изображения и уменьшит отбеливание флуоресценции. Гибкость, предлагаемая описанным здесь протоколом спряжения от клеток к клетке, позволяет сочетать описанный клеточный подход с несколькими методами современной микроскопии, как в живых клетках, так и в стационарных клетках, и ожидаемый результат действительно улучшит наши знания иммунологического синапса.
Хотя мы внедрили и проверили протокол с помощью простых в обращении, хорошо установленных клеточных линий, потенциал подход может позволить визуализации более физиологических взаимодействий, когда первичные Т-клетки и различные типы антиген-представления клеток (таких как дендритные клетки макрофагов) используются5. В этом контексте, этот протокол был также расширен и проверен с помощью суперантигена (SEB) импульсной мыши EL-4 клеточной линии, используемой в качестве APC, чтобы бросить вызов первичной мыши T лимфобластов9. Действительно, первичные T лимфоциты, CTLs, в частности, оказали более недолговечные и динамические синаптические контакты (см. Дополнительное видео 8 в ссылке9) для тех, кто видел с моделью SEE-Raji и Jurkat. Вариабельность синапических контактных режимов лучше всего просмотреть для первичных взаимодействий Т-клеток с дендритными клетками или В-клетками в двухмерных эквивалентах ткани in vitro, которые также могут быть записаны и проанализированы с помощью этого протокола. Кроме того, помимо суперантигенов, этот метод можно использовать для изображения других типов синапсов. Например, он может быть использован в TCR трансгенных, антиген-специфических Т-клеток модели, например, с использованием овальбумин конкретных морин OT1/OT2 системы или трансфекции Т-клеток с антиген-специфических Т-клеточных рецепторов. Это открывает множество экспериментальных возможностей в ближайшем будущем.