Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

Bereiding van acinaire cellen ten behoeve van Calcium Imaging, Cell Injury Metingen en adenovirale infectie

Published: July 5, 2013 doi: 10.3791/50391

Summary

We beschrijven een reproduceerbare werkwijze voor het bereiden muizen acinaire cellen van een muis voor het onderzoek van acinaire cel calcium signalen en celbeschadiging met fysiologisch en pathologisch relevant stimuli. Werkwijze voor adenovirale infectie van deze cellen is ook voorzien.

Abstract

Het acinaire cel het belangrijkste parenchymale cel van de exocriene pancreas en speelt een grote rol bij de secretie van pancreasenzymen in de ductus pancreaticus. Het is ook de plaats voor de initiatie van pancreatitis. Hier beschrijven we hoe acinar cellen worden geïsoleerd uit hele pancreas weefsel en intracellulair calcium signalen worden gemeten. Verder beschrijven we de technieken van deze cellen transfecteren met adenovirale constructen, en vervolgens het meten van de lekkage van lactaat dehydrogenase, een marker van celschade, in omstandigheden die acinar celbeschadiging in vitro te induceren. Deze technieken zorgen voor een krachtig hulpmiddel te karakteriseren acinar cel fysiologie en pathologie.

Introduction

Dynamische veranderingen in cytosolische calcium zijn nodig voor zowel de fysiologische en pathologische acinar cel gebeurtenissen. Deze uiteenlopende effecten van calcium wordt gedacht dat het gevolg zijn van verschillende ruimtelijke en temporele patronen van calcium signalering 1. Bijvoorbeeld, enzym en secretie vloeistof uit de acinaire cel verbonden calcium pieken van een beperkt gebied van het apicale pool waar afscheiding plaatsvindt 2. In tegenstelling, is een wereldwijde calcium golf gevolgd door intense niet-oscillerende calcium signalen geassocieerd met vroege pathologische gebeurtenissen die leiden tot acute pancreatitis 3,4. Deze omvatten intra-acinar protease activering, verminderde enzym secretie, en acinar celschade. Ons laboratorium gebruikt geïsoleerde pancreatische acini deze eerste pathologische gebeurtenissen die leiden tot ziekte zowel in vivo en in vitro onderzoeken 5-7. De methoden die hier gedetailleerd beschrijven isolatie van primaire acinaire cellen voor het meten van cytosolic calciumgehalte en celschade. Werkwijze voor adenovirale infectie van deze cellen is ook voorzien.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Voorbereiding Pancreatic Acinaire Cellen voor Calcium Imaging

  1. Bereid HEPES incubatiebuffer bevattende 20 mM HEPES, 95 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 0,6 mM MgCl2, 1,3 mM CaCl2, 10 mM glucose, 2 mM glutamine en 1 x minimale Eagle's medium niet-essentiële aminozuren. Stel de uiteindelijke oplossing op pH 7,4 met NaOH.
  2. Bereid een BSA incubatiebuffer door toevoeging BSA (1% w / v final) tot 25 ml HEPES incubatiebuffer (hierboven beschreven).
  3. Bereid een collagenase digestie buffer door het toevoegen van 1,1 mg / ml (200 eenheden / ml) type-4 collagenase en 1 mg / ml sojaboon trypsine remmer 6 ml BSA incubatiebuffer (hierboven beschreven).
  4. Acid-wash 22x22 mm dekglaasjes door onderdompeling in twee delen HNO3 en enerzijds HCl gedurende 2 uur. Decanteren dan met DI-water en op te slaan in 70% ethanol.
  5. Euthanaseren een muis door CO 2 stikken. Oriënteer het dier in rugligging, en bereiden de buikoppervlak door cleaning met 70% ethanol. Voer een laparotomie de buikholte bloot. Ontleden de alvleesklier en onmiddellijk in een kleine wegen boot met 6 ml collagenase spijsvertering buffer.
  6. Ontleden weg elke grote stukken vet of zichtbare bloedvaten, verwijder vervolgens 5 ml collagenase spijsvertering buffer en voeg het terug naar de 15 ml conische buis.
  7. Met behulp van fijne dissectie schaar gehakt de alvleesklier in de kleine wegen boot met 1 ml collagenase spijsvertering buffer. Hak tot de verkregen oplossing wordt gelijkmatig gedispergeerd.
  8. Breng het gehakte product in een 125 ml Erlenmeyer kolf plastic en voeg de rest 5 ml collagenase digestie buffer aan de container. Zorg ervoor dat het weefsel wordt volledig ondergedompeld in buffer.
  9. Plaats de kolf in een 37 ° C waterbad en schud bij 90 rpm gedurende 30 minuten. Tijdens deze korte periode van downtime, bereiden calcium activerende agonisten (bv. caerulein, carbachol) en spoel de 22x22 mm zuur gewassen dekselslips met DI-water. Droog, en dan boven op een vlakke ondergrond omzoomd door laboratorium film.
  10. Na de 30 min digest is voltooid, de overdracht van de schorsing terug tot de 15 ml conische buis en laat de cellen om zich te vestigen. Voorzichtig pipet uit de collagenase spijsvertering buffer en vervangen met 6 ml BSA incubatiebuffer. Schud de buis met de hand gedurende 10 seconden om de cellen te dispergeren in kleinere clusters. Onmiddellijk na het schudden, verwijder alle grote, drijvend vuil uit de wisselvalligheid media.
  11. Laat de resterende cellen om zich te vestigen, en wisselen de media met verse BSA incubatie buffer.
  12. Herhaal stap 1.11 maal, totdat de suspensie slechts uit kleine clusters die alleen fijn zichtbaar voor het blote oog. De cellen moeten lijken op die in figuur 1A (bovenste rij).
  13. Verwijder de BSA incubatiebuffer en te vervangen door HEPES incubatie buffer.
  14. Bereid een 750 uM, 100X voorraad van Fluo-4:00 in 10% DMSO.
  15. Plaats de cellen in de 15 ml conische buis met de celsuspensie en BSA-vrij HEPES incubatiebuffer. Om dit te doen, voeg een geschikt volume (1:100 verdunning) van de voorraad oplossing voor de celsuspensie. Dan plaat 500 ul van deze suspensie op elk 22x22 mm dekglaasje.
  16. Houd dekglaasjes in het donker bij kamertemperatuur. Neem de eerste Ca 2 + metingen 30 min. na het laden. De kleurstof wordt automatisch uit het medium verwijderd bij het opstarten van de perfusie, die optreedt na 30 min dye laden.

2. Het meten van calcium in Pancreatic Acinaire Cellen

  1. Spoel elke perfusie set-up met DI-water en vullen met een geschikte hoeveelheid buffer of agonist. Prime elke spuit met buffer of agonist om een ​​goede doorstroming te verzekeren. Klem spuiten om een ​​ring te staan ​​ongeveer 1-2 meter boven de microscoop podium.
  2. Gebruik fijn pincet om zorgvuldig te begrijpen van zijn kant een dekglaasje bevattende celsuspensie. Kantel het dekselslip 45 °, en laat het overtollige buffer weg kan lopen. Plaats het dekglaasje bovenop de rubberen pakking de cellen bovenop het dekglaasje en monteer de kamer (Figuren 2A en 2B).
  3. Beveilig de perfusie kamer naar het podium en steek de slang die buffer in de eerste inlaat van de kamer (figuur 2C) bevat. Draai de spuit met buffer op en laat de buffer perfuseren over het gehele oppervlak van het dekglaasje. Zodra de buffer de andere kant van de kamer is bereikt, plaatst een vacuümleiding in de vacuüminlaat. Steek geen andere buizen (met agonist, remmers, enz.) in hun juiste positie langs de kamer.
  4. Visualiseren cellen met behulp van een 200X of 400X, 1,4 numerieke apertuur objectief en een argon laser om de kleurstof Fluo-04:00 wekken bij een golflengte van 488 nm (figuur 1A, bodem). De energie-instellingen van de laser worden aangepast dat de fotomultiplicator (PMT) Wordt niet verzadigd door het uitgezonden licht. Bovendien is de spanning over de PMT moet worden geoptimaliseerd voor een maximale lichtdetectie.
  5. Long pass emissiesignalen van> 515 nm worden verzameld bij framesnelheden van 2,5 sec / frame visualiseren langzaam oscillerende patronen en 0,2-0,3 sec / frame visualiseren sneller globale calciumgolven (figuren 3 en 4).
  6. Na beeldvorming is voltooid, sluit u de spuiten en verwijder alle slangen. Demonteer de kamer en herhaal de stappen 2,2-2,4.
  7. Verzamelen van gegevens als numerieke waarden van fluorescentie-intensiteit in de tijd en transfer naar Afbeelding J (software pakket geboden als freeware door de National Institutes of Health en is te vinden op http://rsb.info.nih.gov/ij/ ).
  8. Bekijk real-time beelden van de cel en het identificeren van gebieden van belang (ROI; dwz apicale, basolaterale, kernenergie, enz.)
  9. Acquire fluorescentie-intensiteiten voor deze ROI en represent als fluorescentie-intensiteit / basislijn fluorescentie-intensiteit (dwz F/F0).
  10. Genereer traces door het uitzetten van F / F 0 versus tijd. Naast doordrukken worden representatieve beelden gangbare en weergegeven met pseudocolor.

3. Voorbereiding van de Alvleesklier Acinaire Cellen voor mobiele Injury Testen

  1. Warm DMEM F-12 media (zonder fenol rood) tot 37 ° C.
  2. Voeg BSA (0,1% w / v final) en HCl (50 uM final) de DMEM F-12 media.
  3. Aliquot 50 ml DMEM in een conische buis.
  4. Bereid een collagenase buffer door het toevoegen van 0,5 mg / ml (12 U / ml) van collagenase type IV tot 10 ml aangevuld DMEM F-12 media.
  5. Euthanaseren een muis door CO 2 stikken. Oriënteer het dier in rugligging, en bereiden de buikoppervlak door reiniging met 70% ethanol. Voer een laparotomie de buikholte bloot. Ontleden de alvleesklier en onmiddellijk in een kleine weegschuitje containing 6 ml collagenase buffer.
  6. Gehakt het weefsel met behulp van fijne dissectie schaar voor 3-5 minuten of totdat de verkregen oplossing lijkt gelijkmatig verspreid.
  7. Breng het gehakt weefsel naar een 125 ml erlenmeyer met 5 ml extra collagenase buffer, vervolgens plaats in een 37 ° C waterbad onder schudden bij 90 rpm gedurende 5 minuten.
  8. Haal ze uit de shaker, zodat cellen te kort af te wikkelen, en uitwisseling met 5 ml vers collagenase buffer. Dan Incubeer nog eens 35 min in een 37 ° C waterbad onder schudden bij 90 rpm.
  9. Krachtig resuspendeer de digest met een transfer pipet totdat de suspensie er homogeen zonder duidelijke celklonten. Dan zachtjes pipet de celsuspensie door middel van een pre-natte nylon in een erlenmeyer.
  10. Krachtig pipet nog 3 ml vers DMEM F-12 media (met collagenase) door het gaas, om erdoor eventuele resterende cellen.
  11. Voeg nog een 6-10 ml DMEM F-12 media en eenllow de cellen om zich te vestigen voor 2-3 minuten. Herhaal deze stap twee keer, en verwijder het supernatant na de laatste wasbeurt.
  12. Voeg vers DMEM F-12 media, resuspendeer de cellen, en de plaat 500 pi celsuspensie in elk putje van een 48-well weefselkweek platen. De cellen moeten lijken op die afgebeeld in figuur 1B.
  13. Laat de plaat te zitten in een 37 ° C waterbad bij 90 rpm gedurende 5 min voor het toevoegen van agonisten.
  14. Stimuleren van de cellen met verschillende agonisten voor 2-4 uur.
  15. Kantel de plaat in een hoek, zodat de cellen om zich te vestigen en voorzichtig pipet uit een hoeveelheid van de media (meestal 100 pl) en flits bevriezen in vloeibare stikstof.
  16. Flits bevriezen de resterende celsuspensie. Flash Koud essentieel LDH metingen. Als alternatief monsters op ijs worden bewaard indien zij op dezelfde dag worden getest of opgeslagen in -20 ° C voor lange termijn opslag.

4. Meten lactaatdehydrogenase Lekkage

  1. Los het LDH substraat (dat is verschaft in de kit) met 12 ml assaybuffer (ook).
  2. Ontdooi ingevroren celsuspensie en media monsters in een waterbad bij kamertemperatuur.
  3. Plaat 50 ul van elk monster media in een 96-well plaat.
  4. Aan de celsuspensie, voeg de nodige volume 10X lysis buffer zodat de uiteindelijke concentratie 1X. Vortex kort en incubeer bij 37 ° C gedurende 60 minuten.
  5. Centrifugeer gelyseerde monsters bij 250 xg gedurende 4 minuten tot pellet celresten.
  6. Voor cellysaten plate 50 ui van een 1:10 verdunning in elk putje van een 96 putjesplaat.
  7. Voeg 50 ul van gereconstitueerde substraat aan elk putje, incubeer de plaat in het donker bij kamertemperatuur gedurende 30 minuten.
  8. Stop de reactie doortoevoegen van 50 pi van de stopoplossing (verschaft in de kit) aan elk putje.
  9. Meet absorptie bij 490 nm.
  10. Gebruik de volgende formules om% LDH lekkage te berekenen. De optische dichtheden hieronder worden gecorrigeerd door het aftrekken van een blanco OD lezen van een goed met alleen PBS, substraat, en stop oplossing.

LDH in media = (Media OD492) x (media verdunningsfactor) x (vol. van media) * Aangezien het meestal niet nodig om media monsters te verdunnen, zal de verdunningsfactor vaakst equal1.

Totale LDH = ((Lysate OD 490) x (lysate verdunningsfactor) x (vol. in cel suspensie)) + ((Media OD 490) x (verdunningsfactor) x (vol. van media gealiquoteerd voor bemonstering))

Vergelijking 1

5. Infecteren Pancreatic Acinaire Cellen met Adenovirus

  1. Bereidenacinaire cellen zoals beschreven in paragraaf 3.
  2. Na stap 3.12, voeg 10 7 infectieuze eenheden (IFUs) van adenovirus aan de celsuspensie en incubeer 30 minuten bij 37 ° C.
  3. Gelijkmatig plaat 2 ml celsuspensie in een 6-wells plaat.
  4. Voor de meeste expressie constructen, moeten cellen adequaat worden besmet binnen 18 uur, en voor sommige luciferaseconstructies, net binnen 6 uur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Een voorbeeld van acinaire cel calcium metingen in respons op fysiologische stimuli wordt verschaft in Figuur 3. Acinaire cellen werden beladen met de calcium kleurstof Fluo-4 en geperfuseerd met acetylcholine analoge carbachol (CCh, 1 uM)) 8. Cellen gereageerd in de vorm van een calcium-golf die initieert in het apicale gebied en propageert aan de basolaterale regio 3,9. Vertegenwoordiger traces weergegeven in figuur 3B tonen de typische piek-plateau patroon vaak waargenomen met 1 uM carbachol. Omgekeerd, met submaximale doses van het cholecystokinine analoge caerulein (22:00) levert oscillerende calcium reacties (figuur 4) 10.

Lekkage van LDH uit acinaire cellen in reactie op pancreatitis-inducerende agonisten wordt getoond in figuur 5. Hier laten we de concentratie-afhankelijke toename in LDH lekkage in aanwezigheid van caerulein, carbachol of tHij galzuur taurolithocholic zuur-3-sulfaat (TLCS). De concentraties nodig zijn om maximale lekkage van LDH induceren zijn consistent met die welke vereist zijn om intra-acinaire protease activatie en pathologische calcium signalering induceren, suggereert deze gebeurtenissen kunnen leiden tot letsel.

Acinaire cellen werden geïnfecteerd met een luciferase reporter adenovirus dat wordt gedreven door de promoter van een stroomafwaartse effector Cn, nucleaire factor van geactiveerde T-cellen (NFAT, figuur 6A). We geven representatieve gegevens valideren onze infectiemethode, demonstreren concentratie-en tijdsafhankelijke toename van NFAT-luciferaseactiviteit in aanwezigheid van TLCS (figuren 6B en 6C).

Figuur 1
Figuur 1. Representatieve beelden van acinaire cellen folgende diverse bereidingen. (A) Acinar cellen bereid voor Ca2 + metingen, zoals gevisualiseerd 630X vergroting. Bovenste rij toont helder veld microscopie, onderste rij toont acinar cellen opgeladen met het Ca 2 + kleurstof Fluo-4 en gevisualiseerd met behulp van fluorescentie microscopie. (B) Acinaire cellen voorbereid cytotoxiciteit assays, zoals gevisualiseerd bij 400X vergroting.

Figuur 2
Figuur 2. . De perifusion kamer (A) De kamer bestaat uit drie lagen:. Een metalen voet, een rubberen pakking, en een plastic afdekking (B) De rubberen pakking wordt geplaatst bovenop de metalen basis en een 22x22 mm dekglaasje met cellen wordt geplaatst omhoog bovenop de rubber pakking. Het plastic deksel is geschroefd op de metalen basis en een 18x18 mm dekglaasje is bovenaan geplaatst. (C) De kamer wordt danbevestigd aan de microscoop podium. Tubing, bevattende buffer of agonist, wordt gevoed in inhammen gelegen aan de rand van de kamer (pijl). Afzonderlijke buizen leidt tot een vacuüm (pijlpunt).

Figuur 3
Figuur 3. Een typische piek-plateau calciumsignaal na stimulatie met carbachol (1 uM). (A) Van links naar rechts; Helderveld weergave van een acinus gelabeld aan het (A) Pical en (B) asolateral gebieden van belang uit een acinar cel. Cellen werden beladen met de calcium indicator Fluo-4 (5 uM). Na stimulatie met fysiologische carbachol (1 uM; Ach analoog), de volgende beelden tonen de inleiding van de calcium signaal in het apicale gebied gevolgd door overdracht naar het basisgebied (B) Elke image panelen (1-4), is een framesnelheid. langs een vertegenwoordiger tracering van verandering in fluorescentie in de tijd voor elk gebied van belang. Beelden zijnvertegenwoordigd in pseudocolor met een kleurenschaal (rechtsonder). Links en rechts pijlen geven de tijd van de eerste calcium stijging in de apicale en basale regio's, respectievelijk. Dit cijfer werd oorspronkelijk gepubliceerd in het Journal of Biological Chemistry. (Orabi AI, Shah AU, Muili K., Luo Y., Mahmood SM, Ahmad A., A. Reed, Husain SZ Ethanol verhoogt carbachol geïnduceerde protease activatie en versnelt calcium golven in geïsoleerde rat alvleesklier acini. The Journal of Biological Chemistry , 2 86, 14.090-14.097 (2011)).

Figuur 4
Figuur 4. Een typisch calcium oscillatie na stimulatie caerulein (22:00). (A) Veranderingen in whole cell cytosolische calcium werden eens per seconde gemeten door time-lapse confocale microscopie met behulp van de calcium kleurstof Fluo-4 / AM. Beelden worden weergegeven in pseudocolor met een kleur scale (rechtsboven). (B) Vertegenwoordiger grafiek van de fluorescentie in de tijd werden opgenomen van een enkele cel behandeld met caerulein (10:00) bij pH 7,4. Dit cijfer werd oorspronkelijk gepubliceerd in het Journal of Biological Chemistry. (Reed AM, Husain SZ, Thrower E., Alexandre M., Shah A., Gorelick FS, Nathanson MH Lage extracellulaire pH Veroorzaakt schade in de alvleesklier Acinaire Cell door Enhancing Calcium Signalering The Journal of Biological Chemistry, 286, 1919-1926 ( 2011)).

Figuur 5
Figuur 5. Meetcel letsel door acinaire cellen behandeld met verschillende pancreatitis-inducerende agonisten. In geïsoleerde acinar cellen, werd lactaat dehydrogenase (LDH) lekkage gebruikt als een biochemical indicator voor de schade. Geïsoleerde acinaire cellen werden behandeld met verschillende concentraties (A) caerulein (1-100 nM) (B) carbachol (1 mM -1 uM) en (C) TLCS (50-500 pM) en% LDH lekkage werd gemeten na 2 hr. (N = 3). #, * P <0,05 vergeleken met de controle en TLCS alleen respectievelijk.

Figuur 6
Figuur 6. Meten luciferaseactiviteit in acinaire cellen geïnfecteerd met adeno-NFAT-luciferase. (A) Schema voor de infectie van muizen primaire acinaire cellen met adenovirale NFAT-luciferase. (B) Toediening van TLCS (5-500 uM) geïnduceerde NFAT-luciferaseactiviteit. (C) Tijdsverloop tonen accumulatie van luminescentie met TLCS (500 uM) gegeven over een 6hr periode. (N = 3). *, # P <0,05, vergeleken met de controlegroep of TLCS alleen respectievelijk.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

De celisolatie methode en de daaropvolgende analyses afgeschilderd hier vertegenwoordigen krachtige instrumenten om de fysiologische en pathofysiologische kenmerken van de exocriene pancreas bestuderen. Werkwijze voor het isoleren gedispergeerde acinaire cellen werd eerst beschreven door Amsterdam en Jamieson in 1972 11. De methoden die hier gepresenteerd zijn op basis van meer recente isolatie methoden beschreven door Van Acker en collega's 12. Hoewel deze technieken zijn zeer reproduceerbaar en gemakkelijk te leren, zijn er verschillende essentiële zaken moet elke methode die nauwkeurig moeten worden uitgevoerd. Inzicht in deze technische details zal zorgen voor eenvoudiger trouble-shooting en verbeterde toepassing.

Bij de voorbereiding van de cellen voor calcium metingen, hebben we vastgesteld dat de alvleesklier van jongere knaagdieren levert meer consistente resultaten. De acini zijn meer gelijkmatig verdeeld, misschien omdat ze bevatten minder fibro-vetweefsel. Voor Ca 2 + metingen, bereiden we kleinere acini voor optimale single cell imaging. Dit vereist een hogere concentratie collagenase (1.1 mg / ml of 200 U / ml) dan die voor LDH metingen. Voor LDH metingen, bereiden we grotere acini omdat deze methode veroorzaakt minder schade bij baseline. De bereiding Daarom krijgt een lagere concentratie collagenase (0.5 mg / ml of 91 U / ml).

Voor Ca 2 + metingen, is het essentieel dat cellen worden uitgeplaat op zuur gewassen dekglaasjes. Het doel van de zuur-wassen is een schoon oppervlak en elektrostatische interacties die maximale hechting van acini zal verschaffen. Cell Tak (BD Bioscience) kan worden gebruikt in plaats van of naast deze methode. Voorts is het essentieel dat de Ca2 + kleurstof in een BSA-vrij incubatiebuffer om (1) wordt geladen om de kleurstof te voorkomen binding aan BSA en (2) om de acini tot maximaal zich aan het met zuur gewassen dekglaasjes .

t "> De perfusie kamer beschreven werd op maat ontworpen. Commerciële kamers en stroom systemen, echter, zijn verkrijgbaar via Warner Instruments. Naast de perfusie, het opzetten van een goed geregelde vacuüm is een kritische factor in het voorkomen van acinaire cellen van wordt afgezogen de dekglaasje.

Bij het meten van calcium signalen van acinaire cellen beschrijven we het gebruik van een confocale microscoop. Confocale beeldvorming maakt gebruik van een pinhole in de voorkant van een fotomultiplicatorbuis om licht van boven of onder het brandvlak te elimineren. In tegenstelling, wide-field imaging detecteert licht door de excitatie pad van het monster, dat uit maakt van de focus licht (dwz licht boven en onder de gewenste vlak van focus) aan de fluorescentie beeld van het monster besmetten. Het voordeel van confocale microscopie op wide-field is dat het zorgt voor dunne plaat beeldvorming van een monster, alsmede 3D reconstructie van optische schijven samen verzameldeen Z-as. Bovendien, confocale microscopie biedt high-speed verzameling systemen die snelle veranderingen in de calcium fluorescentie met behulp van een draaiende schijf, lijn scanner, sweptfield scanner, of zelfs versmald gebieden vanuit een punt scanner kan vastleggen.

Ruimtelijke en temporele veranderingen in calcium signalering patronen zoals golven en trillingen respectievelijk betrouwbaar worden gemeten met de F / F 0 berekening, maar dit is niet een echte indicator van [Ca 2 +]. Kwantitatieve metingen van [Ca 2 +] kan worden berekend met excitatie en emissie golflengte calcium kleurstoffen zoals Fluo-4, hoewel fouten optreden in deze metingen door fotobleken en kleurstof verlies 13,14. [Ca 2 +] nauwkeuriger worden gemeten met ratiometrische kleurstoffen, zoals fura2 of Indo1 15, maar dit is onpraktisch voor de meeste confocale microscopen vanwege de vereiste van een UV laser voor excitatie. Anderzijds, concomitant gebruik van Fluo-3 of Fluo-4 en Fura-Rode kan verhouding beeldvorming met de 488 nm excitatie lijn die aanwezig is op de meeste confocale microscopen 16 is mogelijk.

LDH lekkage is een gevoelig instrument voor het meten acinar celschade 7,17. Een andere complementaire methode is propidiumiodide opname 18. Adenovirus infecties realiseren een hoge infectie tarieven in gekweekte acini 19. De concentratie van het virus moet worden getitreerd. Bovendien is het nuttig om vergelijkbare controle omstandigheden waarin een irrelevant adenovirale construct ook geïnfecteerd verschaffen. De meeste van onze infectie studies duren tot 12 uur. Voor langere perioden kunnen antibiotica worden toegevoegd aan de DMEM-F12 medium in het begin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Geen belangenconflicten verklaard.

Acknowledgments

Dit werk werd ondersteund door een National Institutes of Health Grant DK083327 en DK093491 (tot SZH).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Mice NCI N/A Male 20-30 grams; virtually any strain should yield comparable results.
HEPES American Bioanalytical AB00892
Sodium Chloride J.T. Baker 3624-05
Potassium Chloride J.T. Baker 3040-01
Magnesium Chloride Sigma M-8266
Calcium Chloride Fischer C79
Dextrose J.T. Baker 1916-01
L-Glutamine Sigma G-8540
1X minimum Eagle's medium non-essential amino acid mixture Gibco 11140-050
Sodium Hydroxide EM SX0593
Bovine Serum Albumin Sigma A7906
Collagenase Worthington 4188
Soybean Trypsin Inhibitor Sigma T-9003
Carbon Dioxide Matheson Gas 124-38-9
125 ml Erlenmeyer plastic flask Crystalgen 26-0005
Dissection kit Fine Science Tools 14161-10
70% Ethanol LabChem LC222102
P1000, P100, P10 pipettes Gilson FA10005P
Weighing boat Heathrow Scientific HS1420A
Plastic transfer pipettes USA Scientific 1020-2500
15 ml conical tubes BD Falcon 352095
50 ml conical tubes BD Falcon 352070
1.5 ml micro-centrifuge tube Fisher 05-408-129
0.65 ml micro-centrifuge tube VWR 20170-293
22 x 22 mm glass coverslips Fisher 032811-9
Nitric Acid Fischer A483-212
Hydrochloric Acid Fischer A142-212
Deionized water N/A N/A
18 x 18 mm coverslips Fischer 021510-9
Laboratory film Parafilm PM-996
Fluo-4AM Invitrogen F14201
Dimethylsulfoxide Sigma D2650
Luer lock Becton Dickinson 932777
60 ml syringe BD Bioscience DG567805
23 ¾ gauge needle BD Bioscience 9328270
PE50 tubing Clay Adam PE50-427411
Flat head screwdriver N/A N/A
DMEM F-12, no Phenol Red Gibco 21041-025
30.5 gauge needle BD Bioscience 305106
5 CC syringe BD Bioscience 309603
25 ml Erlenmeyer flask Fischer FB50025
Nylon mesh filter Nitex 03-150/38 150 um pore size
48 well tissue culture plate Costar 3548
96 well tissue culture plate Costar 3795
6 well tissue culture plate Costar 3506
Liquid nitrogen Matheson Gas 7727-37-9
Cytotoxicity assay kit Promega G1782
Adeno-GFP N/A N/A Gift from J. Williams
Equipment
Ring stand with clamps United Scientific SET462
Perifusion chamber N/A N/A Designed by S.Z.H and colleagues at Yale University
Vacuum line Manostat 72-100-000
Water bath with shaker Precision Scientific 51220076
Confocal microscope Zeiss LSM 710
BioTek Synergy H1 plate reader BioTek 11-120-534
Tissue culture hood Nuaire NU-425-600
Tissue culture Incubator Thermo 3110

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Toescu, E. C., Lawrie, A. M., Petersen, O. H., Gallacher, D. V. Spatial and temporal distribution of agonist-evoked cytoplasmic Ca2+ signals in exocrine acinar cells analysed by digital image microscopy. Embo J. 11, 1623-1629 (1992).
  2. Ito, K., Miyashita, Y., Kasai, H. Micromolar and submicromolar Ca2+ spikes regulating distinct cellular functions in pancreatic acinar cells. Embo J. 16, 242-251 (1997).
  3. Husain, S. Z., et al. The ryanodine receptor mediates early zymogen activation in pancreatitis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 14386-14391 (2005).
  4. Raraty, M., et al. Calcium-dependent enzyme activation and vacuole formation in the apical granular region of pancreatic acinar cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 13126-13131 (2000).
  5. Orabi, A. I., et al. Dantrolene mitigates caerulein-induced pancreatitis in vivo in mice. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 299, G196-G204 (2009).
  6. Shah, A. U., et al. Protease Activation during in vivo Pancreatitis is Dependent upon Calcineurin Activation. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. , (2009).
  7. Muili, K. A., et al. Pharmacologic and genetic inhibition of calcineurin protects against carbachol-induced pathologic zymogen activation and acinar cell injury. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. , (2012).
  8. Orabi, A. I., et al. Ethanol enhances carbachol-induced protease activation and accelerates Ca2+ waves in isolated rat pancreatic acini. J. Biol. Chem. 286, 14090-14097 (2011).
  9. Nathanson, M. H., Padfield, P. J., O'Sullivan, A. J., Burgstahler, A. D., Jamieson, J. D. Mechanism of Ca2+ wave propagation in pancreatic acinar cells. J. Biol. Chem. 267, 18118-18121 (1992).
  10. Reed, A. M., et al. Low extracellular pH induces damage in the pancreatic acinar cell by enhancing calcium signaling. J. Biol. Chem. 286, 1919-1926 (2011).
  11. Amsterdam, A., Jamieson, J. D. Structural and functional characterization of isolated pancreatic exocrine cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 69, 3028-3032 (1972).
  12. Van Acker, G. J., et al. Tumor progression locus-2 is a critical regulator of pancreatic and lung inflammation during acute pancreatitis. J. Biol. Chem. 282, 22140-22149 (2007).
  13. Ito, K., Miyashita, Y., Kasai, H. Kinetic control of multiple forms of Ca(2+) spikes by inositol trisphosphate in pancreatic acinar cells. J. Cell Biol. 146, 405-413 (1999).
  14. Leite, M. F., Burgstahler, A. D., Nathanson, M. H. Ca2+ waves require sequential activation of inositol trisphosphate receptors and ryanodine receptors in pancreatic acini. Gastroenterology. 122, 415-427 (2002).
  15. Paredes, R. M., Etzler, J. C., Watts, L. T., Zheng, W., Lechleiter, J. D. Chemical calcium indicators. Methods. 46, 143-151 (2008).
  16. Schild, D., Jung, A., Schultens, H. A. Localization of calcium entry through calcium channels in olfactory receptor neurones using a laser scanning microscope and the calcium indicator dyes Fluo-3 and Fura-Red. Cell Calcium. 15, 341-348 (1994).
  17. Saluja, A. K., et al. Secretagogue-induced digestive enzyme activation and cell injury in rat pancreatic acini. Am. J. Physiol. 276, 835-842 (1999).
  18. Husain, S. Z., et al. Ryanodine receptors contribute to bile acid-induced pathological calcium signaling and pancreatitis in mice. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. , (2012).
  19. Gurda, G. T., Guo, L., Lee, S. H., Molkentin, J. D., Williams, J. A. Cholecystokinin activates pancreatic calcineurin-NFAT signaling in vitro and in vivo. Mol. Biol. Cell. 19, 198-206 (2008).

Tags

Kankerbiologie Cellular Biology Moleculaire Biologie Geneeskunde Biochemie Biomedische Technologie Acinaire Cells Pancreatitis Transfection microscopie confocale Calcium Signalering alvleesklier Acinaire Cells Pancreatitis Calcium Signalering cytotoxiciteit LDH Lekkage celschade imaging
Bereiding van acinaire cellen ten behoeve van Calcium Imaging, Cell Injury Metingen en adenovirale infectie
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Orabi, A. I., Muili, K. A., Wang,More

Orabi, A. I., Muili, K. A., Wang, D., Jin, S., Perides, G., Husain, S. Z. Preparation of Pancreatic Acinar Cells for the Purpose of Calcium Imaging, Cell Injury Measurements, and Adenoviral Infection. J. Vis. Exp. (77), e50391, doi:10.3791/50391 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter