Bu protokol, nötrofil ömrünü 5 günden fazla uzatmak için CLON-G'nin hazırlanmasını detaylandırır ve akış sitometrisi ve konfokal floresan mikroskobu ile nötrofil ölümünü değerlendirmek için güvenilir bir prosedür sağlar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Bu protokol, nötrofil ömrünü 5 günden fazla uzatmak için CLON-G'nin hazırlanmasını detaylandırır ve akış sitometrisi ve konfokal floresan mikroskobu ile nötrofil ölümünü değerlendirmek için güvenilir bir prosedür sağlar.
Bir nötrofilin ortalama ömrü 24 saatten azdır, bu da nötrofiller hakkındaki temel araştırmaları ve nötrofil çalışmalarının uygulanmasını sınırlar. Önceki araştırmamız, çoklu yolakların nötrofillerin kendiliğinden ölümüne aracılık edebileceğini göstermiştir. Bu yolakları, kaspaz-lizozomal membran geçirgenliğini-oksidan-nekroptoz inhibisyonunu ve granülosit koloni uyarıcı faktörü (CLON-G) eş zamanlı olarak hedefleyerek, nötrofil fonksiyonunu önemli ölçüde tehlikeye atmadan nötrofil ömrünü 5 günden fazla uzatan bir kokteyl geliştirilmiştir. Aynı zamanda, nötrofil ölümünü değerlendirmek ve değerlendirmek için güvenilir ve istikrarlı bir protokol de geliştirilmiştir. Bu çalışmada CLON-G'nin nötrofil ömrünü in vitro olarak 5 günden fazla uzatabildiğini göstermiş, FACS ve konfokal floresan mikroskobu ile nötrofil ömrünün uzamasını sergilemiş bulunmaktayız. Bu rapor, CLON-G'nin hazırlanması için prosedürleri tanıtmakta ve nötrofillerin incelenmesi ve daha sonra nötrofil ölümünün sorgulanması için kullanılabilecek nötrofillerin in vitro spontan ölüm testini sergilemektedir, böylece nötrofil topluluğu için güvenilir bir kaynak sağlamaktadır.
Nötrofillerin bol miktarda sitoplazmik granül, nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) oksidaz, antimikrobiyal enzimler ve istilacı mikroplara karşı savunma yapan çeşitli organellerden oluşan bir cephanelik içerdiği bilinmektedir; Ek olarak, oldukça hareketlidirler ve iltihaplanma bölgesine alınan ilk hücrelerdir, yani nötrofiller doğuştan gelen bağışıklık sisteminin ilk savunma hattıdır 1,2. Bu nedenle granülosit transfüzyon tedavisi, nötropeniye bağlı enfeksiyonlar için nötrofil bağışıklığını geçici olarak artırmak için umut verici bir klinik tedavi haline gelmiştir 3,4,5. Son keşifler, nötrofillerin birçok fizyopatolojik senaryoda çok yüzlü efektörler olarak da işlev gördüğünü açıkça göstermiştir6. Bir nötrofilin ortalama ömrü 24 saatten azdır ve bu nedenle, nötrofiller üzerine temel araştırmalar ve nötrofil çalışmalarının uygulanması, kararlı genetik manipülasyon ve uzun süreli depolama ile ilgili sınırlamalar nedeniyle son derece zordur 7,8,9,10,11 . HL-60, PLB-985, NB4, Kasumi-1 ve indüklenmiş pluripotent kök hücreler12 gibi bazı nötrofil fonksiyonlarını kısmen sergileyebilen bazı hücre hatları vardır. Bu hücre hatları etkili gen düzenleme ve kriyoprezervasyon sağlayabilir; Bununla birlikte, birincil nötrofillerden hala oldukça farklıdırlar ve bu nedenle nötrofil fonksiyonlarını sadık bir şekilde özetleyemezler13. Bu nedenle, bu alandaki araştırmaların çoğu hala taze izole edilmiş birincil nötrofillere dayanmaktadır. Alan hala nötrofillerdeki spesifik gen fonksiyonlarını araştırmak için pahalı ve zaman alıcı koşullu nakavt fareleri üretmeye dayanıyor, ancak şu anda hiçbir insan modeli mevcut değil.
Nötrofil ölümünde yer alan heterojen süreçleri ve bu süreçleri düzenleyen çoklu yolları keşfetmeye yönelik çabalarımızı ortaya koyduktan sonra,14,15, CLON-G (kaspazlar-lizozomal membran geçirgenliği-oksidan-nekroptoz inhibisyonu artı granülosit koloni uyarıcı faktör) olarak adlandırılan yeni bir tedavi yakın zamanda bildirilmiştir 16. KLON-G, Q-VD-oph (kinolil-valil-O-metilaspartyl-[-2,6-diflorofenoksi]-metil keton), Hsp70 (ısı şoku proteini 70), DFO (deferoksamin), NAC (N-asetilsistein), Nec-1'ler (nekrostatin-1'ler) ve G-CSF'den (granülosit koloni uyarıcı faktör) oluşur. Nötrofil spontan ölümüne, apoptoz, nekroptoz ve piroptoz dahil olmak üzere birçok yol aracılık eder. Q-VD-oph, kaspaz 1, kaspaz 3, kaspaz 8 ve kaspaz 917'yi hedef alarak nötrofillerin pan-kaspaz inhibitörü olarak apoptozunu inhibe eder. Nötrofil nekroptozu, reseptörle etkileşime giren protein kinaz-1 (RIPK1) ve karışık soy kinaz etki alanı benzeri proteini (MLKL)18 içeren bir sinyal yoluna bağlıdır. Bir RIPK1 inhibitörü olarak, Nec-1'ler nötrofillerin nekrotozunu inhibe eder. Hsp70 ve DFO, nötrofil apoptozu19 ve piroptoz20'yi indükleyebilen lizozomal membran geçirgenliğini (LMP) inhibe edebilir. Reaktif oksijen türleri (ROS), LMP19 ve apoptoz21'e aracılık ederek ve sağkalım sinyallerini22'yi inhibe ederek nötrofil ölümünde hayati rol oynamaktadır. ROS birikimini azaltabilen bir antioksidan olarak NAC, nötrofil ölümünü geciktirir. Bir büyüme faktörü olarak, G-CSF nötrofil sağkalım sinyallerini aktive eder ve calpain kaynaklı apoptozu inhibe eder23,24. Aynı anda birden fazla nötrofil spontan ölüm yolunu hedefleyerek, nötrofil ömrü, işlevlerinden ödün vermeden etkili bir şekilde 5 günden fazla uzatılabilir. CLON-G tedavisi, nötrofil topluluğundaki araştırmaları hızlandırabilecek nötrofil koruma, taşıma ve gen manipülasyonu olanaklarını genişletir. Bu arada, nötrofil ölümü bilgisine dayanarak, hücre ölümü testleri için şu anda onaylanmış protokoller nötrofillerde beklenmedik hasara neden olabilir14, bu nedenle bu protokoller nötrofil çalışmaları için daha uygun olacak şekilde rafine edilmiştir. Bu rapor, CLON-G ile nötrofil kültürlemesi için ayrıntılı protokoller ve akış sitometrisi ve floresan görüntüleme kullanılarak fare nötrofillerinin in vitro hücre ölüm testini sunmaktadır. CLON-G hem fare hem de insan nötrofilleri üzerinde etkilidir; ancak, bu protokolü basitleştirmek için fare örnekleri burada gösterilmiştir. NAC konsantrasyonu, fare nötrofilleri için 1 mM ve insan nötrofilleri için 10 μM'dir. Hsp70 türe özgüdür ve bu nedenle nötrofilin kaynağına göre kullanılmalıdır. Bu protokol için, nötrofillerin periferik kandan mı yoksa kemik iliğinden mi izole edildiği ve nasıl izole edildiği önemli değildir.
Bu çalışma için, deneyler için yeterli nötrofil elde etmek için fare kemik iliğinden nötrofiller izole edilmiştir, çünkü kemik iliğinden yaklaşık 1 x 10 7-1.5 x 107 nötrofil elde edilebilirken, tek bir 8-12 haftalık C57BL / 6 faresinin (her iki cinsiyetten) periferik kanından sadece 1 x 106 nötrofil izole edilebilir. Gradyan santrifüjlemesi, FACS ayıklama veya MACS sıralamanın mekanik uyarımından kaynaklanan olası hasarı ve aktivasyonu önlemek için gerçekleştirilmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Boston Çocuk Hastanesi ve Deneysel Hematoloji Eyalet Anahtar Laboratuvarı (SKLEH) Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tüm prosedürleri onayladı ve izledi. Şekil 1 , CLON-G ve in vitro ölüm testi ile nötrofil kültürlenmesinin bir akış şemasını göstermektedir.
1. CLON-G ile nötrofil ömrünün uzatılması
NOT: Belirtilen tüm işlemler ve malzemeler steril olmalıdır. Tüm çözeltilerin iyi karıştırıldığından ve eşit olarak dağıtıldığından emin olun.
2. Nötrofillerin in vitro spontan ölüm testi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
CLON-G ile tedavi edilen nötrofillerin Wright-Giemsa boyalı morfolojisi (Şekil 2A-D) ve FACS fenotipleri (Şekil 2E-J) etkilenmedi. CLON-G ile tedavi edilen nötrofillerin 24 saatte yaşayabilirliği, akış sitometri analizine (Şekil 3) ve floresan görüntü analizlerine (Şekil 4) dayanarak yaklaşık% 90 + idi. Daha düşük canlılık, yanlış depol...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Nötrofiller doğuştan gelen ve adaptif bağışıklıkta hayati roller oynar ve homeostazları sıkı bir şekilde düzenlenir. Nötrofiller, insan periferik kanındaki en bol lökositlerdir ve sağlam ve hızlı bir ciroya sahiptirler. Sağlıklı bir yetişkin, kemik iliğinden günde 1 x 109 nötrofil / kg salgılayabilir28. Nötrofillerin ölümü bu nedenle bu alanın şaşırtıcı gizemlerinden biri haline geldi ve onları daha iyi anlamak için çok çaba sarf edildi. Kaspaz 29,30,31,32
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar, araştırmanın herhangi bir çıkar çatışması olmadan yapıldığını beyan ederler.
Bu proje, Haihe Hücre Ekosistemi İnovasyon Fonu Laboratuvarı (22HHXBSS00036, 22HHXBSS00019), Çin Tıp Bilimleri Akademisi (CAMS) Tıp Bilimleri İnovasyon Fonu (2021-I2M-1-040,2022-I2M-JB-015), Merkez Üniversiteler Özel Araştırma Fonu, Pekin Birliği Tıp Koleji (3332022062) ve Sichuan Eyaleti Bilim ve Teknoloji Destek Programı (NO. 2021YJ0480) tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 0.2 ve mikro; m şırınga filtresi | Pall Corporation | 4612 | Filtrat hazırlanmış CLON-G bileşenleri. |
| 1,5 mL mikro santrifüj tüpü | LABSELECT | MCT-001-150 | Lab sarf malzemesi. |
| 15 mL Santrifüj Tüpleri | LABSELECT | CT-002-15 | Lab sarf malzemesi. |
| 24 kuyulu hücre kültürü plakası | Falcon | 351147 | Nötrofil kültür plakası. |
| 50 mL Santrifüj Tüpleri | LABSELECT | CT-002-50 | Lab sarf malzemesi. |
| Nötrofil ölümünün akış sitometrisi analizi için | BD LSRII | BD | |
| Kalsiyum klorür (CaCl2) | Sigma Aldrich | C4901 | Annexin-V bağlanmasının yardımcı maddesi ve fosfatidilserine. |
| Konfokal mikroskop | Perkinelmer | UltraVIEW VOX | Nötrofil ölümünün floresan analizi için cihaz. |
| Konfokal plaka | NEST | 801001-20mm | Floresan görüntü tahlili için laboratuvar sarf malzemesi. |
| Boncuk sayma | Thermo Fisher | C36950 | Nötrofil ölümünün akış sitometrisi analizinde miktar tayini. |
| DFO | Sigma Aldrich | D9533 | Bileşeni. LMP inhibitörü. |
| Dimetil sülfoksit (DMSO) | Sigma Aldrich | D2650 | Q-VD-oph ve Nec-1'ler için çözücü. |
| Fetal Sığır Serumu | Gibco | 10099141C | Nötrofil kültürü temel ortamının bileşeni. Beslenme kaynağı. |
| FITC-Annexin-V | BD | 51-65874X | Annexin-V, yaşlı hücrelerin fosfatidilserisine bağlanabilir. Bu FITC kanalında. |
| Hsp70 | Abcam | ab113187 | CLON-G'nin Bileşeni. LMP inhibitörü. |
| NAC | Sigma Aldrich | A9165 | bileşeni. Antioksidan. |
| NEC-1S | EMD Millipore | 852391-15-2 | CLON-G'nin Bileşeni. Nekrotoz inhibitörü. |
| Penisilin-Streptomisin Çözeltisi (PS) | Gibco | 15070063 | Nötrofil kültürü temel ortamının bileşeni. Hücreleri bakteri komtaminasyonundan korumak için antibiyotikler. |
| Propidium Iodür (PI) | BioLegend | 421301 | Nötrofil ölüm testi için. DNA'ya bağlanan küçük bir floresan molekülü ancak sağlam bir plazma zarına sahip hücrelere pasif olarak geçemez. |
| Q-VD-oph | Selleck chem | S7311 | CLON-G'nin Bileşeni. Pan-kaspaz inhibitörü. |
| Enjeksiyon için Rekombinant İnsan Granülosit Koloni Uyarıcı Faktör (CHO hücresi) (G-CSF) | Chugai Pharma China | GRANOSIT | Bileşeni. Akt yolu ile nötrofil sağkalımını teşvik edin. |
| Yuvarlak Tabanlı Polistiren Tüpler | Falcon | 100-0102 | Akış sitometrisi analizi için laboratuvar sarf malzemesi. |
| RPMI1640 | Gibco | C11875500BT | Nötrofil kültürü temel ortamının bileşeni. |
| Salin | LEAGENE | R00641 | Nötrofil ölümünün akış sitometrisi analizi için çözelti. |
| Sodyum hidroksit (NaOH) | FENG CHUAN | 13-011-00029 | NAC için pH ayarlaması. |
| Wright-Giemsa Leke Çözeltisi | Solarbio | G1020 | Nötrofil sitospin boyama. |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.