Burada belirtilen optimize edilmiş protokol, AECII'nin fare akciğer dokusundan neonatal, genç ve yetişkin yaşlarında izolasyonu ve analizi için güvenilir ve tekrarlanabilir bir yaklaşım sunar. Ayrıca, ayırmadan önce isteğe bağlı bir PFA fiksasyon adımı sunar; bu da AECII'nin BSL1 koşulları altında farelerden ayırılmasına olanak tanır; daha önce solunum yolu patojenleriyle enfekte olmuş olsalar bile. Dikkatlice yapılan akciğer maruziyeti ve perfüzyonun birleşimiyle, ardından enzimlerin intratrakeal aşılanması ve akciğere düşük eriyen agarozun entegrasyonu sayesinde, doku yapısı korunur ve yüksek kaliteli tek hücreli süspansiyonların geri kazanılmasına olanak tanır. Yan saçılma özelliklerine akış sitometrik sıralaması, soy-negatif kapıtma ve CD326-pozitif hücreler için pozitif seçim eklenmesi, AECII'nin olağanüstü saf popülasyonları ortaya çıkardı. Bu tür saflık, moleküler ve fonksiyonel analizlerin sonraki süreçlerin AECII biyolojisinin içinden temsilci olmasını ve hücre tiplerini kirletmesiyle karıştırılmamasını sağlamak için özellikle önemlidir; bu da gen-ifade ve virüs-konak etkileşim çalışmalarının yorumlanabilirliğini artırır.
Yukarıda bahsedilen protokol, lökositik ve lökositik olmayan antijenlere yönelik geniş bir floresan etiketli antikor yelpazesi kullanılarak AECII dışı bırakılmasını ve ardından yan saçılma özellikleri ile epitelel hücre spesifik molekül CD326'nın ekspresyonuyla AECII'nin pozitif seçilmesini içermektedir. Bu yöntemin AECII popülasyonlarının oldukça saf olduğu gösterilse de (SPC kullanılarak, yani AECII'nin kendine özgü bir belirteçiyle elde edilmiş), elde edilen popülasyonların saflığı şu ana kadar yalnızca post-sortlama hücre içi boyama ile doğrulanabilmiştir. Bu protokol, AECII'nin öncelikle virüs tarafından hedef alındığı ve belirgin hücresel adaptasyonlar gösterdiği SARS-CoV-2 ve grip virüsleriyle enfekte akciğerlerden AECII'yi izole etmek içinuygulanabilir. Ancak, bu yöntem, akciğer kanseri biyolojisi çalışmaları bağlamında fare AECII'nin izole edilmesi için uygun olmayabilir; çünkü EpCAM (CD326), farelerde ve insanlarda pulmoner kanser hücreleri tarafından da ifadeedilir 13. Bu çalışmalar için, SPC promotörünün transkripsiyonel kontrolü altında floresan proteinleri ifade eden transgenik fare suşlarının kullanımı, birincil AECII'nin güvenilir izolasyonu için daha uygun bir yaklaşım sağlayabilir.
Yenidoğan akciğer başına 0,15 × 106 geçerli AECII ve yetişkin akciğer başına 1,0 × 106 hücreye kadar verim, protokolün verimliliğini ve ölçeklenebilirliğini göstermektedir. Büyük AECII miktarlarının başarılı izolasyonuna önündeki büyük engellerden biri, verimsiz enzimatik sindirim ve akciğer dokusunun mekanik parçalanmasıdır. Bu nedenle, 2.1.4. adımda bronkoalveoller boşlukların enzimle tam doldurulmasını sağlamak ve 3.1.3. adımda mekanik doku parçalanmasını dikkatlice yapmak çok önemlidir. Etkili enzimatik sindirim, genellikle aşağıdaki filtre adımlarında bir piston kullanılarak parçalanabilen görünür agregaların minimum katkısı olan bulanık hücre süspansiyonu sağlar. Hücre süzgecinden geçirilemeyen daha büyük agregalar genellikle yetersiz enzimatik sindirim sonucu ortaya çıkar. Enzimatik sindirim sürelerinin uzatılması tavsiye edilmemektedir, çünkü bu, sonrakiimmünboyama 14'ü ve dolayısıyla FACS tabanlı AECII izolasyonunun doğruluğunu olumsuz etkileyebilir.
Enzimatik ve mekanik doku parçalanmasının verimliliğinin yanında, genetik arka plan AECII verimini etkileyebilir. Bu protokol için C57BL/6 arka planındaki fareler kullanıldı. Bildirilen gelişimsel15, immünolojik16 ve fizyolojik 17,18,19 suş-spesifik farklılıklara uygun olarak, diğer laboratuvar fare türlerinin (örneğin, BALB/c, DBA) kullanımının farklı AECII verimlerine yol açabileceği düşünülebilir. Ayrıca, iltihaplı akciğerlerden (enfeksiyon veya enfeksiyon olmayan) kaynaklanan AECII verimi önemli ölçüde azalabilir. Bu, IAV20,21 ve SARS-CoV-2 22,23,24 gibi ana hedefleri temsil eden dolaylı (iltihaplayıcı) veya doğrudan (patojen-aracılı) AECII hücre ölümünün sonucu olabilir.
Mekanik ayrışma, enzimatik sindirim ve akış ayırma sırasında hücresel bütünlüğün korunması, sonraki moleküler ve/veya fonksiyonel analizler için ayrıca önemli bir teşviktir. Bu nedenle, sıralama sonrası AECII yaşamılığı ve hücresel fonksiyonu değerlendirildi. AECII, Matrigel'e yapışabilir ve karakteristik lamellar vücut zengin morfolojisini en az 24 saat boyunca koruyabilmiştir; bu da izolasyon sonrası işlevsel yetkinlik ve ex vivo kültüre uygunluk (enfeksiyon modelleri dahil) olduğunu gösterir.
Sıralanmış AECII'nin IAV-mCherry raporlayıcıvirüsü 12 ile verimli enfekte edilmesi ve güçlü viral çoğaltma gözlemi, bu sistemi epitelyal-içsel antiviral yanıtları aydınlatmak için sağlam bir platform olarak doğrulamaktadır. AECII, yüzey aktif biyosentez, alveolar rejenerasyon ve doğuştan bağışıklık ile ilgili temel süreçleridüzenlediğinden, saflaştırılmış AECII popülasyonlarında IAV replikasyon kinetiği ve konak transkripsiyonel yanıtlarını inceleme kapasitesi, karışık hücreli preparatlarda elde edilemeyen içgörüler sağlayacaktır.
Bu protokolün önemli yeniliklerinden biri, taze ve inaktive edilmiş örneklerin yan yana analizini mümkün kılan bir fiksasyon prosedürünün yer almasıdır. PFA fiksasyonu ve uyarlanmış FFPE RNA çıkarma süreçleri, başarılı nicel ters transkripsiyon PCR (qPCR) ile kanıtlandığı gibi, aşağı akış transkriptomik analizleriyle uyumlu derecede RNA bütünlüğünü korur.
PFA fiksasyon süreleri, boyama kalitesini ve dolayısıyla FACS tarafından AECII'nin geri kazanılmasını etkileyebilir. Ayrıca, RNA'nın verimi ve kalitesi genellikle fiksasyon süreçlerinden etkilenir. Kullanılan in vivo enfeksiyon modeline bağlı olarak, bu yönler deneysel tasarım için dikkate alınmalıdır. Uzun fiksasyon süresinden kaçınmak ve bunun yerine PFA tedavisinin süresini optimize etmek önerilir; böylece gerekli minimum sürenin kullanılmasını sağlamaktır; bu süre ilgili virüsün tam inaktivasyonunu sağladığı deneysel olarak kanıtlanmıştır.
Ribozomal RNA (rRNA) bolluğunun mikrofluidik bir cihazla değerlendirilmesi, biyolojik örneklerdeki mRNA kalitesini tahmin etmek için bir vekil işlevi görür. Özetlenen AECII fiksasyon/RNA izolasyon protokolü, 28S/18S rRNA oranlarının >1 ve RNA kalite numarası (RQN) değerlerinin >8 olduğu gibi, aşağı akış transkriptomik analizler için yeterli kalitede sağlam RNA'nın izolasyonunu sağlar. 80 °C kuluçka aşamasının RNA verimini ve kalitesini kritik şekilde azalttığını belirtmek önemlidir. Termal işlem sürelerinin uyarlanması, sonraki akım uygulamalarda RNA verimi ve kalitesini artırmak için isteğe bağlı olarak uygulanabilir.
Bu metodolojik gelişmeler birlikte, AECII biyolojisinin sağlık, enfeksiyon hastalıkları ve gelişim (yenidoğandan yetişkine kadar) bağlamında incelenmesi için kapsamlı bir araç seti sağlar. Bu yaklaşımla izole edilen yüksek verim ve saflık, transkriptomik, proteomik ve kromatin erişim testlerini ve fonksiyonel testleri (örneğin, ex vivo enfeksiyon) kapsayan çoklu omik profilleme ile AECII'nin ilgili mekanizmlerini in vivo daha ayrıntılı olarak incelemeye olanak tanır.