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Biology

세포는 형광 현미경 Electrofusion와 시각

doi: 10.3791/1991 Published: July 1, 2010

Summary

이 비디오에서 우리는 세포의 효율적인 electrofusion을 보여주

Abstract

셀 electrofusion 인간의 치료를위한 하이브리드 전지를 준비 사용할 수있는 안전하고 비 바이러스성 및 비 - 화학 방법입니다. Electrofusion 가까운 접촉에있는 세포에 짧은 고전압 전기 펄스의 응용 프로그램을 포함합니다. 짧은 고전압 전기 펄스의 응용 프로그램 세포 플라즈마 점막의 불안정을 초래합니다. 불안 정한 점막은 다른 분자에 대한 더 투과하고 이웃 불안 정한 세포막과 융합하는 것도 쉽습니다. Electrofusion 따라서 매우 다른 세포가 아닌 구체적인 융합을 달성하기 위해 편리한 방법입니다

Protocol

나도 셀 추적기 CMFDA과 CMRA으로 세포 중

  1. 실험 마우스 흑색증 셀 라인 (B16 - F1)의 이전 준비 세포에서 수행되었다. 세포 10% 태아 소 혈청, 0.15 MG / ML L - 글루타민, 16 MG와 보충 DMEM 문화 매체 70~80%의 합류 (Dulbecco의 수정 이글의 중간)에 두 분리된 25cm 문화 flasks (TPP, ZDA)에 재배 / ML gentamicin (시그마 - 알드리치, 독일에서), 200 단위 / ML crystacillin (Pliva, 크로아티아), 그리고 37 5 % CO 2에서 incubated ° C.
  2. 원래의 염료 50 μg에 10.76 μl 및 DMSO (시그마 - 알드리치, 독일) 9 μl를 (그린 CMFDA과 오렌지 CMRA 들어, 각각)을 추가하여 셀 추적기의 두 10 MM 주식 솔루션 (Invitrogen, 미국)를 준비 Invitrogen의 유리병. 주식 솔루션 ° C 몇 달 동안 4 냉장고에 저장할 수 있습니다. DMSO의 크리스탈 녹이신 때까지 실험을 시작하기 전에, 솔루션을 따뜻하게.
  3. 중탄산염 무료 크렙스 - Hepes 버퍼 (130 MM NaCl, 4.7 MM KCl, 1.2 MM MgSO 4, 1.2 MM KH 2 PO 4, 11.7 MM D - 글루코오스, 1.3 MM CaCl 2, 10 MM HEPES, pH를 7.4) 준비합니다. 두 15 ML Eppendorf 튜브는 별도로 중탄산염 무료 크렙스 - Hepes 버퍼 3 ML 각 재고 솔루션 2.1 μl (10 MM CMFDA 또는 CMRA, 각각)을 섞는다. 이것은 약 7 μm의 CMFDA (또는 CMRA)가 포함된 '로딩 솔루션 "을 산출.
  4. 중탄산염 무료 크렙스 - Hepes 버퍼와 두 세포를 씻어 후 flasks에 솔루션을 로딩 삽입합니다. 37 5% CO 2에서 30 분 동안 전지를 품어 ° C. 이 첫 번째 배양 시약은 세포 점막을 통해 자유롭게 통과하는 동안, 일단 세포 내부의 시약은 휴대 impermeant 형광 반응 제품으로 변모하고 있습니다.
  5. 37 첫번째 부화 후 씻어 5% CO 2에있는 다른 두 시간 동안 배지로 세포를 품어 ° C.
  6. 두 flasks의 세포를 Trypsinize (CMFDA 및 CMRA와 함께로드)과 50 ML의 원심 분리기 튜브의 비율 1시 1분 (TPP, ZDA)에 함께 적색과 녹색의 세포를 섞는다. DMEM 매체로 희석하거나 원심 분리기와 농도가 5 × 10 6 세포 / ML에 세포 농도를 조정합니다. 24 multiwell 플레이트 (TPP, ZDA) 각 우물에 세포 현탁액의 20 μl 드롭 놓습니다. ° C 20 분 위해 약간 우물의 표면에 부착하고 세포 연락처를 설정할 수 있도록 37 5 % CO 2 세포를 품어.

II. Electrofusion

  1. (10 MM KH2PO4, 10 MM K 2 HPO 4, 1mM MgCl 2, 75 MM의 자당) isoosomolar 칼륨 인산 버퍼를 준비 (10 MM KH2PO4, 10 MM K 2 HPO 4, 1mM MgCl 2, 250 MM의 자당)과 hypoosmolar 칼륨 인산염 버퍼 .
  2. 잘 하단의 현미경 무대, 위치에 전지 전극으로 multiwell를 삽입하고 펄스 발생기에 연결합니다.
  3. isoosomolar 인산 칼륨 완충액 1 ML있는 세포를 씻으십시오. 세포 팽창을 유도하기 위해 hypoosmolar 인산 칼륨 완충액 350 μl를 추가합니다. 버퍼 전극을 커버한다.
  4. 전기 펄스를 적용하기 전에 2 분 동안 hypoosmolar 버퍼에 세포를 남겨주세요. 인테리어와 세포의 외부 사이의 삼투 불균형에 의한 세포에 물 분자의 시간 동안 유입 세포 볼륨의 증가의 원인이됩니다. 세포가 자신의 최대 볼륨을 가까이 때 전기 펄스는 규제 볼륨 감소 시작하기 전에 적용되어야합니다.
  5. 최적의 electrofusion를 달성하고 세포 생존을 유지하기 위해 전기 펄스의 최적의 매개 변수를 사용해야합니다. 이들은 [1]를 사용하여 세포주에 따라 달라집니다. 이 실험에 8 직사각형 펄스 (1 Hz에서 100 μs 기간 각)의 기차는 electroporation 장치를 (우리의 경우 Cliniporator, IGEA, 이탈리아)를 사용하여 각 샘플에 적용됩니다. 펄스는 잘 컨트롤을 제외하고, 각 우물에 전극 사이에 약 1,200 V / cm의 전기장을 만들고, 0.8 mm의 직경과 그들 사이에 5mm 거리 두 개의 병렬 PT / IR 와이어 전극에 전달됩니다.
  6. 펄스 전송 후 10 분 동안 그대로 세포를 남겨주세요. 형광 및 위상 대비 현미경을 통해 퓨전 수율을 결정합니다.

III. 이미지 수집 및 융합 수율의 결정

  1. 세포는 객관적 (x20) 및 냉각 CCD 카메라 (VisiCam 1280, Visitron, 독일)이 장착된 형광 현미경 (우리의 경우에는 자이스 혈구 AxioVert 200 자이스 혈구, 독일)를 사용하여 관찰하고 있습니다. 이미지 MetaMorph 7.1.1 (분자 디바이스, 미국)에 인수 있지만, 다른 유사한 수집 소프트웨어도 사용할 수 있습니다. CMFDA는 548 nm의에서 492 nm의에서 단색 (폴리 크롬 IV, Visitron, 독일)와 CMRA와 흥분이다. CMFDA 및 CMRA의 형광은 (D605/55m, C 두 방사 535 nm의 중심 필터, 한 (HQ535/30m, CMFDA)과 510 nm의에서 다른 중심을 사용하여 획득한 것입니다MRA, 채도, 미국) 모두. 이색성 거울 (Q515LP)의 사용은 채널 크로스 이야기를하지 못했습니다.
  2. 각 잘 다섯 무작위로 선택된 분야 세 가지 이미지 (위상 콘트라스트, 빨간색과 초록색 형광) 취득. 각각의 이미지 플렛에서 3 채널 이미지를 만듭니다. 이러한 이미지의 fluorescing 세포질은 세포 점막과 함께 볼 수 있습니다. 융합 세포 따라서 쉽게 [그림 1]을 결정하실 수 있습니다.
  3. 각 3 채널 이미지의 모든 세 가지 유형의 세포 (빨강, 녹색 및 dually 형광)을 계산합니다. 각 이미지의 모든 세포의 숫자 dually 형광 세포의 수를 나누어 dually 형광 세포의 비율을 결정합니다. 퓨전 수율은 융합 세포의 절반이 감지되지 않습니다 때문에이 곱한 dually 형광 세포의 비율로 정의 (때 같은 색상 퓨즈의 세포).입니다

대표 결과

그림 1
그림 1 electrofusion 후 B16F1 세포의 세 채널 현미경 이미지 :. 위상 콘트라스트, CMRA 형광 (548 nm의 여기에서)와 CMFDA 형광 (492 nm의 여기에서), 객관적인 확대 20x

Discussion

비 - 구체적으로, 예를 들어, 외부 전기 분야로를 융합 세포 점막의 능력은 생물학 생명 공학, 의학 및 연구에 중요합니다. 이러한 특이 현상이 융합은 매우 가치있는 하이브리드 전지와 같은 단클론 항체와 같은 자사 제품의 생산을 가능하게하고, 퓨전 [2]의 근본적인 메커니즘에 대한 정보를 제공합니다. 제대로 세포의 다른 유형이 조정될 수 있습니다 이후 Electrofusion은 잠재적으로 매우 효과적인 방법입니다. 가까운 신체 접촉 세포가 자신의 fusogenic 상태로 가지고있을 때 Electrofusion는 고전압 전기 펄스에 의해 (융합하는 경향) 이루어진다. electrofusion의 효율 electrofusion 과정의 두 부분에 영향을 미칠 다양한 매개 변수에 따라 달라집니다. electrofusion 과정의 첫 부분은 세포 사이의 가까운 신체 접촉의 성과이며, 어떤은 다른 방법으로 얻을 수있다 [3-8]. 준수 방법은 (합류로 성장하는 세포) 세포를 효율적으로 사이에 큰 영역에서 자발적으로 설립된 세포 접촉에 의해 사용될 수 있지만, 그것은 많은 핵 매우 큰 융합 세포를 생산하고 있습니다. 생존 가능성이 더 높습니다 그리고 작은 세포가 세포 분열 따위에 의해 번식 (2-5 핵 포함), (그림 1)를 얻을 수있다 어디에 우리는 수정된 준수 방법을 사용하고 있습니다. 세포 사이의 연락도 실험 [9]에서 사용 삼투 치료로 인해 세포의 삼투 부기의 혜택을 누릴 수 있습니다. electrofusion 과정의 두 번째 부분은 세포 점막의 fusogenic 상태의 달성이다. Fusogenic 상태는 멤브레인의 electropermeabilized 상태 (세포가 아닌 구체적으로 정상적으로 그대로 막 통과할 수없는 분자로 permeabilized 아르)와 잘 연결합니다 및 전기 펄스 (진폭, 길이, 횟수 및 빈도와) 같은 매개 변수에 의해 적용됩니다 [10] . 최적의 electroporation을 위해 필요한 전기 매개 변수의 값은 [1]과 electrofusion가 다른 세포와 세포 사이의 차이가 크기와 자신의 생물 학적 특성에 따라 달라집니다. 전기 매개 변수 따라서 융합을 얻기 위해, 융합 파트너로 사용하는 다른 세포 라인에 대한 최적화해야합니다.

Disclosures

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

Acknowledgments

이 작품은 슬로베니아어 연구기구 (프로젝트 J2 - 9764 및 프로그램 P2 - 0249)에 의해 지원되었다. 이 비디오는 "Electroporation 기반 기술 및 트리 트먼트"류블랴나, 슬로베니아 대학 전기 공학부 주최 과학 워크샵 및 대학원 과정에 대한 보충 자료를 나타냅니다.

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
CMRA Reagent Invitrogen C34551 Cytosolic fluorescent dye
CMFDA Reagent Invitrogen C7025 Cytosolic fluorescent dye
DMSO Reagent Sigma-Aldrich D2650
DMEM Reagent Sigma-Aldrich D5671 Dulbecco’s modified Eagle’s medium
Fetal calf serum Reagent Sigma-Aldrich F4135
L-glutamine Reagent Sigma-Aldrich G7513
crystacillin Reagent Pliva 625110 antibiotic
gentamicin Reagent Sigma-Aldrich G1397 antibiotic
Hepes Reagent Sigma-Aldrich H0887
KH2PO4 Reagent Merck & Co., Inc. A124873 927
KH2PO4 Reagent Sigma-Aldrich 4248
MgCl2 Reagent Sigma-Aldrich M-8266
NaCl Reagent Fluka 71382
KCl Reagent Merck & Co., Inc. A154336 908
MgSO4 Reagent Sigma-Aldrich M2643
D-glucose Reagent Sigma-Aldrich G8270
CaCl2 Reagent Sigma-Aldrich C4901
sucrose Reagent Sigma-Aldrich 16104
Electric pulse generator Tool IGEA Cliniporator VITAE
Multiwell plate Tool Techno Plastic Products 92424
50 ml centrifuge tube Tool Techno Plastic Products 91050
15 ml centrifuge tube Tool Techno Plastic Products 91015
25 cm2 culture flask Tool Techno Plastic Products 90026
Electrodes Tool Custom Made Pt/Ir

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References

  1. Čemazar, M., Jarm, T., Miklavčič, D., Maček-Lebar, A., Ihan, A., Kopitar, N. A., Serša, G. Effect of electric-field intensity on electropermeabilization and electrosensitivity of various tumor-cell lines in vitro. Electro. Magnetobiol. 17, 263-272 (1998).
  2. Trontelj, K., Reberšek, M., Kandušer, M., čurin šerbec, V., Miklavčič, D. Optimization of bulk cell electrofusion in vitro for production of human-mouse heterohybridoma cells. Bioelectrochemistry. 74, 124-129 (2008).
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Trontelj, K., Ušaj, M., Miklavčič, D. Cell Electrofusion Visualized with Fluorescence Microscopy. J. Vis. Exp. (41), e1991, doi:10.3791/1991 (2010).More

Trontelj, K., Ušaj, M., Miklavčič, D. Cell Electrofusion Visualized with Fluorescence Microscopy. J. Vis. Exp. (41), e1991, doi:10.3791/1991 (2010).

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