Из-за короткой продолжительности жизни, терминального дифференцировки и литического содержания нейтрофилов изучение этих клеток всегда было проблемой. Помимо использования мышиных моделей или клеток из когорт пациентов, клеточные линии являются полезными инструментами, помогающими изучать биологию нейтрофилов16. Тем не менее, нейтрофильные клеточные линии не могут полностью повторить все аспекты биологии нейтрофилов, добавляя дополнительный уровень сложности в изучении этих клеток. Наиболее часто используемой моделью in vitro является клеточная линия HL-60, которая может быть дифференцирована в нейтрофильные клетки путем обработки диметилсульфоксидом или ретиноевой кислотой17,18. Хотя эти клетки полезны при изучении миграции и дыхательного всплеска, они не подходят для изучения микробиоцидной активности нейтрофилов. Существуют и другие клеточные линии (PLB-98, NB4), и они также связаны с их набором ограничений19.
Крайне важно подтвердить с помощью первичных наблюдений за нейтрофилами человека, сделанных с помощью моделей заболеваний мышей и клеточных линий. Нейтрофилы не могут быть эффективно криоконсервированы и, таким образом, часто выделяются из цельной крови или пышной шерсти, полученной от доноров и немедленно обработанной. После выделения клетки начинают подвергаться сложной форме спонтанной гибели, регулируемой окислением, цитоплазмазами и протеазами, обнаруженными в гранулах нейтрофилов20,21. Неправильные методы или техники выделения могут привести к активации нейтрофилов, только ускоряя гибель клеток. Крайне важно иметь надежный и последовательный метод получения чистых и качественных нейтрофилов от доноров.
Было опубликовано много методов выделения нейтрофилов человека10,22. Они в основном делятся на две категории, с некоторыми общими стратегиями. Первая категория основана на антителах, будучи либо положительным, либо отрицательным отбором. Положительный отбор будет маркировать нейтрофилы напрямую, что обеспечивает высокочистую клеточную популяцию, хотя он также приводит к быстрой активации клеток, гибели клеток, а также к нежелательной маркировке нейтрофилов23. Отрицательный отбор, хотя и оставляющий клетки немаркированными и дающий очень чистую популяцию, ускоряет гибель нейтрофилов, хотя точный механизм неизвестен(рисунок 5). Необходимо дополнительно исследовать вопрос о том, изменяется ли экспрессия генов или белков после положительного или отрицательного отбора. Более того, из-за количества антител, необходимых для истощения других типов клеток, эти методы не могут выводить большое количество нейтрофилов. Тем не менее, анализы на основе антител все еще могут использоваться для краткосрочной культуры и экспериментов в меньших масштабах и являются методами выбора для экспериментов, требующих очень высокой чистоты клеток, таких как исследования экспрессии генов и белков.
Второй тип метода изоляции основан на градиенте и плотности. Он обычно включает в себя Перколла, Фиколла-Пака или другие компоненты полисахарида / поливинилпирролидона и использует силу центрифугирования для разделения различных типов клеток крови на основе плотности клеток. Эти методы часто дополняются осаждением эритроцитов декстраном. Эти методы могут обрабатывать большие масштабы исходного материала и могут достигать высокой чистоты. Одним из предостережений выделения на основе плотности является неэффективное отделение других гораздо менее распространенных гранулоцитов (в основном эозинофилов) от нейтрофилов, и это, следовательно, является основным ограничением представленного протокола, поскольку даже наличие загрязнения мелкими клетками может повлиять на реакцию нейтрофилов24.
Здесь представлен обобщенный метод, основанный на градиентной изоляции, уточняющий предыдущие методы10,22. Мы используем текущее занижение специфичности нейтрофилов для надежного выделения чистых нейтрофилов человека с ограниченными остаточными тромбоцитами и эритроцитами, предотвращая активацию нейтрофилов и ускоренную смерть. Наиболее важным этапом является наслоение градиента, которое гораздо эффективнее получается путем добавления среды градиента плотности под кровью для получения резкого интерфейса. Быстрое исследование кольца PBMC и градиента после центрифугирования может выявить возможное загрязнение, активацию и низкий выход. При работе с мембраной лейкафереза или пухлой оболочкой важно разжижение крови, поскольку чрезмерная плотность клеток приведет к агрегации клеток, что приведет к примесям и активации клеток.
Этот протокол должен быть завершен в течение 2 ч, чтобы обеспечить свежесть клеток, и этапы, включающие градиентную среду плотности, декстран и лизис, должны быть выполнены немедленно, так как воздействие этих растворов может изменить нейтрофилы. При этом протоколе ожидаемый выход нейтрофилов составляет не менее ~ 10 миллионов / 10 мл цельной крови и не менее ~ 60 миллионов / 10 мл пышной шерсти. Оценка качества выделения должна быть сделана следующим образом: активированные нейтрофилы должны быть менее 10%, загрязнение лимфоцитов ниже 5%, минимальный эозинофил (тот же боковой рассеяние, но меньшая популяция прямого рассеяния), а жизнеспособность клеток должна быть более 90%. Более низкая чистота может быть результатом неправильного наслоения или хранения среды градиента плотности или из-за качества и свежести исходного продукта крови.