Summary

Geração de Lymphocytic micropartículas e Detecção de seu efeito pró-apoptóticos em células epiteliais das vias aéreas

Published: February 20, 2015
doi:

Summary

Micropartículas verter à membrana celular (MPs) são vesículas biológicas activas que podem ser isolados e os seus efeitos patofisiológicos investigados em vários modelos. Descrevemos aqui um método para a geração de MPs derivadas de linfócitos T (LMPS) e para demonstrar o seu efeito pró-apoptóticos em células epiteliais das vias respiratórias.

Abstract

O interesse nas funções biológicas de células derivadas de vesículas de membrana em comunicação célula-célula tem aumentado nos últimos anos. As micropartículas (MP) são um tal tipo de vesículas, que variam em diâmetro de 0,1 mm a 1 mm, e normalmente eliminados da membrana plasmática de células eucarióticas submetidos a activação ou a apoptose. Aqui descreve-se a geração de linfócitos T derivados de micropartículas (LMPS) a partir de células CEM T apoptóticas estimuladas com actinomicina D. LMPS são isoladas através de um processo de múltiplos passos de centrifugação diferencial e caracterizadas por citometria de fluxo. Este protocolo também apresenta um método de detecção da morte celular in situ para demonstrar o efeito pró-apoptótica de LMPS em células epiteliais brônquicas derivadas de rato primários respiratórias explantes de tecido brônquico. Os métodos aqui descritos proporcionam um procedimento reprodutível para o isolamento de quantidades abundantes de LMPS de linfócitos apoptóticos in vitro. LMPS derivadodeste modo pode ser utilizado para avaliar as características de vários modelos de doenças, e para a farmacologia e toxicologia de teste. Dado que o epitélio das vias aéreas como uma barreira física e funcional protectora entre o ambiente externo e o tecido subjacente, o uso de explantes de tecido brônquico, em vez de linhas de células epiteliais imortalizadas fornece um modelo eficaz para investigações que requerem tecido vias aéreas.

Introduction

Microparticles (MPs) are biologically active submicron membrane vesicles released following cell activation or apoptosis. MPs are derived from both healthy and damaged cells and are implicated in many physiological and pathological processes.1 MPs have been detected not only in human plasma, but also in inflammatory and apoptotic tissue. The biological utility of cell membrane–derived MPs has been demonstrated in various settings, including cell signalling models and as pharmacological tools.2,3 We previously demonstrated that LMPs derived from T lymphocytes following actinomycin D stimulation (to induce apoptosis) suppress angiogenesis and inhibit endothelial cell survival and proliferation.4,5 The antiangiogenic effects of LMPs may vary significantly depending on the stimuli used to activate T lymphocytes in vitro.6

The airway epithelium functions as a protective physical and functional barrier. Increased numbers of T lymphocytes in the airway can contribute to cell damage and airway inflammation.7 We have shown that LMPs induce apoptosis of human bronchial epithelial cells,8 which indicated LMPs may change barrier function of bronchial epithelium in vivo. Apoptotic cells can be identified using the TUNEL method, which detects in situ DNA fragmentation.

The overall goal of this protocol is to illustrate the in vitro production of LMPs from a T lymphocyte cell line, and to demonstrate their proapoptotic effect on airway epithelial cells. In situ cell death detection demonstrated that LMPs strongly induce airway bronchial epithelial cell death, suggesting that LMPs-mediated injury to the airway epithelium may impact barrier function of the damaged epithelium.

Protocol

NOTA: Masculino camundongos C57BL / 6 (5-7 semanas de idade) são de Charles River Laboratories International, Inc. (St-Constant, Quebec, Canadá.) E manipulados de acordo com protocolos aprovados pela Comissão de CHU Sainte-Justine Animal Care. Rato explantes de tecido dos brônquios fornecer uma boa fonte de células epiteliais brônquicas primárias para investigar os efeitos pró-apoptóticos de LMPS em células epiteliais. Este protocolo descreve a geração in vitro de LMPS, bem como um método para dete…

Representative Results

LMPS foram caracterizados com coloração de anexina V por 10 células activadas por fluorescência (FACS) e fechado utilizando uma pm grânulos em que 97% das MPs (≤1 um) foram anexina-V-Cy5 positivo (Figura 1A e 1B). Normalmente, cerca de 2,5 mg de LMPS foram obtidos seguindo este protocolo. Explantes de tecido brônquico de ratos C57BL / 6 foram submetidos a tratamento e LMPS veículo. A análise histopatológica das secções brônquicas revelado o efeito de LMPS sobre a integridade est…

Discussion

MPs são mediadores ativos de conversas cruzadas intercelular e seu estudo é promissor em muitas áreas da ciência. 11 Este estudo apresentou um protocolo detalhado para in vitro geração em larga escala de LMPS derivado de uma linha de células T por apoptose. Estas MPs expressar um grande repertório de moléculas de linfócitos e são biologicamente implicado na regulação da homeostase celular e tecidual. No entanto, LMPS derivadas de diferentes fontes podem ser biologicamente diferente. <sup…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho é apoiado por subsídios da Canadian Institutes of Health Research (178.918), Fonds de recherche en santé du Québec – Visão Rede de Investigação em Saúde.

Materials

LMPs production and characterization
CEM T cells  ATCC  CCL-119
X-VIVO 15 medium  Cambrex, Walkersville 04-744Q
Flask T75 Sarstedt 83.1813.502
Flask T175 Sarstedt 83.1812.502
Actinomycin D  Sigma Chemical Co. A9415-2mg
PBS Lifetechnologies 14190-144
0.22µm filter Sarstedt 83.1826.001
Annexin-VCy5 BD Pharmagen  559933
FACS flow solution BD Bio-sciences 342003
Fluorescent microbeads (1 um) Molecular Probes  T8880
Polysterene counting beads (7 um) Bangs laboratories PS06N/6994
Polypropylene FACS tubes Falcon 352058
1 ml pipet Fisher 13-678-11B
5 ml pipet Falcon 357543
25 ml pipet Ultident DL-357551
1,5 ml conical polypropylene micro tube Sarstedt 72.690
15 ml conical polypropylene tube Sarstedt 62.554.205
50 ml conical polypropylene tube Sarstedt 62.547.205
50 ml high speed polypropylene copolymer tube Nalgene 3119-0050
250 ml high speed polypropylene bottle Beckman 356011
Protein assay (Bradford assay) Bio-Rad Laboratories 500-0006
Protein assay standard II Bio-Rad Laboratories 500-0007
Test tube 16×100 VWR 47729-576
Test tube 12×75 Ultident 170-14100005B
Cell incubator  Mandel Heracell 150
Low speed centrifuge IEC Centra8R
High speed centrifuge Beckman Avanti J8
High speed rotor for 250ml bottle Beckman JLA16.250
High speed rotor for 50ml tube Beckman JA30.50
Fow cytometry  BD Bio-sciences FACS Calibur
Spectrophotometer Beckman Series 600
Bronchial tissue explants and sections 
C57BL/6 mice (5-7 weeks old)   Charles River Laboratories, Inc. 
Mouse Airway PrimaCell™ System: CHI Scientific, Inc. 2-82001
 Rib-Back Carbon Steel Scalpel Blades Becton Dickinson AcuteCare 371310 #10
Scalpel Handle Fine Science Tools Inc.  10003-12 #7
phase-contrast inverted microscope Olympus Optical CO., LTD.    CK2
high O2 gas mixture  VitalAire Canada Inc.
modular incubator chamber Billups-Rothenberg Inc. MIC-101
MaxQ 4000 incubated orbital shaker Barnstead Lab-Line,  SHKA4000-7
12-well tissue culture plate Becton Dickinson and Company 353043
Plastic tissue culture dishes (100 mm) Sarstedt, Inc. 83.1802
Surgical scissors Fine Science Tools Inc.  14060-09 Straight, sharp, 9cm longth
Half-curved Graefe forceps Fine Science Tools Inc.  11052-10
humidified CO2 incubator Mandel Scientific Company Inc.  SVH-51023421
 Histopathological examination 
formalin formaldehyde Sigma-Aldrich, Inc.  HT5011
paraffin Fisher scientific  International, Inc. T555
ethyl alcohol Merck KGaA, Darmstadt EX0278-1
 glutaraldehyde  Sigma-Aldrich, Inc.  G6403
Cacodylate Sigma-Aldrich, Inc.  31533
microscope slides VWR Scientific Inc.  48300-025 25x75mm
Xylene Fisher scientific  International, Inc. X5-4
Mayer's hematoxylin Sigma-Aldrich, Inc.  MHS16 Funnel with filter paper  
HCl  Fisher scientific  International, Inc.   A144s-500
eosin  Sigma-Aldrich, Inc.  HT110116 Funnel with filter paper  
Permount™ Mounting Medium Thermo Fisher Scientific Inc.  SP15-100
glass coverslip surgipath medical industries, Inc. 84503 24×24 #1 
TUNEL detection kit In Situ Cell Death Detection, POD 11 684 817 910
oven Despatch Industries Inc. LEB-1-20
rotary Microtome Leica Microsystems Inc. RM2145
filter paper Whatman International Ltd. 1003150 #3
Microscope Nikon Imaging Japan Inc. E800
staining dish complete Wheaton Industries, Inc. 900200 including dish, rack, cover
1.5 ml eppendorf tube Sarstedt Inc.  72.69 39x10mm
Orbital and Reciprocating Water Bath ExpotechUSA ORS200
phosphate buffered saline   GIBCO 14190-144
fume hood Nicram RD Service 3707E

References

  1. Tushuizen, M. E., Diamant, M., Sturk, A., Nieuwland, R. Cell-derived microparticles in the pathogenesis of cardiovascular disease: friend or foe. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 31 (1), 4-9 (2011).
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  4. Yang, C., et al. Lymphocytic microparticles inhibit angiogenesis by stimulating oxidative stress and negatively regulating VEGF-induced pathways. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 294 (2), 467-476 (2008).
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Cite This Article
Yang, C., Xiong, W., Qiu, Q., Tahiri, H., Gagnon, C., Liu, G., Hardy, P. Generation of Lymphocytic Microparticles and Detection of their Proapoptotic Effect on Airway Epithelial Cells. J. Vis. Exp. (96), e52651, doi:10.3791/52651 (2015).

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