Ретиноиды (витамин А и его метаболиты) являются важным липидным компонентом альвеолярного микроокружения, и специфический для клеточного типа метаболизм ретиноидов и передача сигналов необходимы для поддержания функционального здоровья развивающихся и взрослых легких 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 ,12,13,14. Клетки легких используют специфические пути, позволяющие эффективно поглощать циркулирующие ретиноиды пищевого происхождения из крови в виде ретинола (ROH)15,16,17,18,19 с последующим внутриклеточным ступенчатым превращением ROH в транскрипционно активные виды ретиноидов, полностью транс-ретиноевую кислоту (ATRA)20. ATRA-опосредованная (или ретиноид-опосредованная) передача сигналов достигается за счет взаимодействия ATRA с тремя различными родственными рецепторами ядерных гормонов, рецепторами ретиноевой кислоты (RARα, RARβ и RARγ21,22), и имеет решающее значение для регуляции альвеоляризации легких 23,24,25,26,27,28,29, производства сурфактанта30,31,32,33,34,35, ангиогенез36, проницаемость37 и иммунитет 38,39,40. Важно отметить, что специфические клетки легких, особенно легкие фибробласты, могут накапливать ретиноиды в форме ретиниловых эфиров (РЭ), которые могут сохраняться или далее мобилизоваться в виде ROH для переноса в соседние клетки при необходимости1.
Сложность метаболизма ретиноидов и передачи сигналов, а также клеточная сложность легких затрудняют исследования, направленные на изучение метаболизма ретиноидов в легких in vivo . Мы описали простой и надежный протокол выделения ретиноидсодержащих клеток (рис. 1) из высокогетерогенных популяций клеток легких с использованием специфической ретиноидной аутофлуоресценции (излучение при длине волны 455 нм при возбуждении при длине волны 350 нм) и с помощью сортировки клеток, активируемых флуоресценцией (FACS). Протокол не требует дополнительной маркировки клеток, за исключением окрашивания на жизнеспособность, если целью исследования является выделение и характеристика первичных живых клеток легких на основе их способности хранить ретиноиды. Это значительно сокращает время подготовки к сортировке клеток, исключает необходимость в дополнительном окрашивании, позволяет выделять высокие выходы жизнеспособных первичных клеток. Однако, если целью исследования является выделение и характеристика конкретных популяций клеток легких (фибробластов, эндотелиальных, эпителиальных или иммунных клеток), дополнительная сортировка клеток может быть выполнена после мечения отсортированных ретиноидсодержащих клеток клеточно-специфическими антителами.
Ретиноидная аутофлуоресценция использовалась в опубликованных исследованиях для установления идентичности ретиноидсодержащих клеток и/или для количественной оценки численности этих клеток в печени 41,42,43,44, поджелудочной железе 45,46, почках41,47 и легких41. Кроме того, несколько исследовательских групп сообщили об использовании флуоресценции ретиноидов для выделения с помощью FACS и изучения первичных ретиноидсодержащих клеток из живых тканей, включая печень 44,48,49,50,51,52,53 и легкое 1. В текущем протоколе мы показываем, как конкретные клеточные популяции могут быть помечены in vivo перед выделением клеток, содержащих ретиноиды, с помощью tdTomato (красный флуоресцентный белок). Спектральные характеристики tdTomato's (излучение на длине волны 581 нм при возбуждении на длине волны554 нм 54) и яркость не влияют на автофлуоресценцию ретиноидов и, следовательно, позволяют удобно добиваться специфичности клеток при сортировке. Учитывая критическую роль ненарушенного метаболизма ретиноидов и передачи сигналов в нормальном альвеолярноммикроокружении1, описанный метод выделения клеток легких является полезным инструментом в исследованиях здоровья и заболеваний легких на животных моделях для получения более глубокого понимания клеточных аспектов метаболизма ретиноидов в легких и липид-опосредованных клеточных коммуникаций in vivo.