Memeli Hücrelerinin Bakteri Mücadelesinden Sonra Stres Granül Oluşumunun İmmünofloresan Analizi

Immunology and Infection

Your institution must subscribe to JoVE's Immunology and Infection section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Hücrelere bakterilerle ve birkaç farklı stresle meydan okuduktan sonra, memeli hücrelerinde stres granülü oluşumunun nitel ve nicel analizi için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu protokol, konakçı-bakteriyel etkileşimlerin geniş bir aralığında hücresel stres granül tepkisini araştırmak için uygulanabilir.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Vonaesch, P., Sansonetti, P. J., Schnupf, P. Immunofluorescence Analysis of Stress Granule Formation After Bacterial Challenge of Mammalian Cells. J. Vis. Exp. (125), e55536, doi:10.3791/55536 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Hücresel bileşenlerin floresan görüntülemesi konakçı-patojen etkileşimlerini araştırmak için etkili bir araçtır. Patojenler, organelle ultrastrüktür, hücre iskeleti ağ organizasyonu ve ayrıca Stres Granülü (SG) oluşumu gibi hücresel işlemleri de içeren enfekte hücrelerin birçok farklı özelliğini etkileyebilir. Patojenlerin konakçı süreçleri nasıl alt üst ettirdiklerinin karakterizasyonu patojenez alanının önemli ve ayrılmaz bir parçasıdır. Değişken fenotipler kolayca görülebiliyor olsa da, patojen yüklemesiyle indüklenen hücresel yapıların nitel ve niceliksel farklılıklarının kesin analizi, deneysel ve kontrol örnekleri arasındaki istatistiksel olarak önemli farklılıkların tanımlanması için gereklidir. SG oluşumu, antiviral yanıtlara yol açan evrimsel olarak korunmuş bir stres tepkisidir ve uzun süredir viral enfeksiyonlar 1 kullanarak araştırılmıştır. SG oluşumu aynı zamanda sinyal kaskatlarını da etkiler ve hala bilinmeyen diğer kavramlara sahip olabilir2 . Bakteriyel patojenler gibi virüs dışındaki patojenlere karşı bu stres tepkisinin karakterizasyonu şu anda ortaya çıkan bir araştırma alanıdır 3 . Şimdilik, SG oluşumunun nicel ve nitel analizi henüz viral sistemlerde rutin olarak kullanılmamaktadır. Burada, çeşitli dışsal streslere yanıt olarak SG oluşumunu etkileyen enfekte olmayan hücrelerde ve bir sitozolik bakteriyel patojen bulaşmış hücrelerde SG oluşumunu indüklemek ve karakterize etmek için basit bir yöntem tarif ediyoruz. SG oluşumunun ve bileşiminin analizi, bir dizi farklı SG işaretleyicisi ve ICY'nin açık kaynak görüntü analiz aracı olan spot detektör eklentisi kullanılarak gerçekleştirilir.

Introduction

Konukçu patojen etkileşimlerini hücre seviyesinde görselleştirmek, patojenik stratejiler hakkında fikir edinmek ve anahtar hücresel yolları tanımlamak için güçlü bir yöntemdir. Gerçekten, patojenler önemli hücresel hedefleri veya yapıları saptamak için araçlar olarak kullanılabilirler, çünkü patojenler merkezi hücresel prosesleri kendi hayatta kalmaları veya yayılımı için bir strateji olarak yıkmaya dönüşmüştür. Hücresel bileşenlerin görselleştirilmesi, flüoresanla etiketlenmiş konukçu proteinleri rekombinant şekilde eksprese ederek gerçekleştirilebilir. Bu, gerçek zamanlı analiz yapmayı sağlarken, spesifik olarak etiketlenmiş konukçu proteinler ile hücre hatlarının üretilmesi oldukça zahmetlidir ve istenmeyen yan etkilere neden olabilir. Çoklu konukçu faktörlerin aynı anda analiz edilebileceği ve birinin belirli bir hücre tipi ile sınırlı olmadığından spesifik antikorları kullanan hücresel faktörlerin saptanması daha elverişlidir. Bir dezavantaj, immünofloresans analizi, konukçu hücre fiksatını gerekli kıldığı için yalnızca statik bir görünümü yakalayabilmesidiriyon. Bununla birlikte, immünofloresan görüntülemenin önemli bir avantajı, hem niteliksel hem de niceliksel analiz için kendini kolayca bulabilmesidir. Bu, konak-patojen etkileşimlerine yeni kavrayışlar sağlamak için istatistiksel olarak önemli farklılıklar elde etmek için kullanılabilir.

Floresan görüntü analiz programları 3D ve 4D analizini gerçekleştirmek için güçlü analitik araçlardır. Bununla birlikte, yüksek maliyetli yazılım ve bakımı, açık kaynaklı yazılımlara dayalı yöntemleri daha cazip kılmaktadır. Biyolojik analiz yazılımını kullanarak dikkatli bir görüntü analizi, görsel analizi desteklediği ve istatistiksel önemleri belirlerken belirli bir fenotipin doğruluğuna olan güvenini arttırdığı için değerlidir. Daha önce SG'ler, bağımsız SG'lerin elle tanımlanmasını gerektiren ücretsiz ImageJ yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir4. Burada, hücresel SG oluşumunun indüksiyonu ve analizi için bir protokol sağlıyoruz(ICO) (http://icy.bioimageanalysis.org) kullanılarak biyolojik enfeksiyonlara karşı korunma sağlar. Biyo-görüntü analiz yazılımı, SG analizi için oldukça uygun olan yerleşik bir spot detektör programına sahiptir. Belirli Bölgelerdeki (ROI'lar) otomatik algılama işleminin hassas ayarlanmasına izin verir. Bu, bireysel SG'lerin manuel analiz ihtiyacını ortadan kaldırır ve örnekleme yanlılığını kaldırır.

Birçok çevresel stres, 0,5 - 5 μm çapında 5 , 6 faz yoğun sitosolik, membranöz olmayan yapılar olan SG oluşumuna neden olur. Bu hücresel tepki, maya, bitkiler ve memelilerde evrimsel olarak korunur ve genel protein translasyonu engellendiğinde oluşur. Translatedly-inactive mRNA'lar için tutulan yerler olarak kabul edilen, hücresel mRNA'ların bir alt grubunun seçici çevirisine izin veren SG'ye durdurulmuş çeviri başlatma komplekslerinin toplanmasını içerir.Stresin giderilmesiyle, SG'ler eritilir ve küresel protein sentezi oranları devam eder. SG'ler, uygulanan strese bağlı olarak tam kompozisyonun değişmesine rağmen, translasyon uzama başlatma faktörleri, RNA metabolizmasına katılan proteinler, RNA-bağlayıcı proteinlerin yanı sıra iskele proteinleri ve konakçı hücre sinyallemesi 2'ye dahil olan faktörlerden oluşur. SG oluşumunu uyaran çevresel faktörler, amino asit açlığı, UV ışınlaması, ısı şoku, ozmotik şok, endoplazmik retikulum stres, hipoksi ve viral enfeksiyonu içerir 2 , 7 , 8 . Bakteriyel, mantar veya protozoon patojenler gibi diğer patojenlerin bu hücresel stres tepkisini nasıl etkilediği hakkında henüz çok az şey bilinmesine rağmen, virüslerin SG oluşumunu nasıl indüklediğini ve yok ettiğini anlamada çok ilerleme kaydedildi 1 , 7 .

ShigeLla flexneri, insanlarda gram negatif fakültatif bir sitozolik patojendir ve şiddetli ishal ya da shigellosis'in sebep olduğu ajandır. Shigellosis önemli bir halk sağlığı yüküdür ve 9 , 10 yaşlarındaki 5 yaşın altındaki çocuklarda yılda 28.000 ölüme neden olur. S. flexneri , kolonik epiteli enfekte eder ve konak hücrenin hücre iskelet sistemi bileşenlerini 11 , 12'yi kaçırarak hücre-hücreye yayılır. Epitelin enfeksiyonu S. flexneri'nin sitoplazmada çoğalmasını destekler, ancak enfekte makrofajlar pyroptoz adı verilen inflamatuar bir hücre ölümü süreciyle ölürler. Enfeksiyon, nötrofillerin büyük miktarda alınmasına ve ısı, oksidatif stres ve doku tahribatının eşlik ettiği ciddi inflamasyona neden olur. Böylece, enfekte olmuş hücreler, Golgi bozulması, genotoksik stres ve sitoskeletal yeniden düzenlenme gibi, enfeksiyon tarafından indüklenen iç strese maruz kalırlar.S, enfekte hücreler de inflamasyon süreci nedeniyle çevresel strese maruz kalmaktadır.

S. flexneri enfeksiyonunun, hücrelerin bir takım SG markörleri kullanarak çevresel streslere tepki verme kabiliyeti üzerindeki etkisinin karakterizasyonu, enfeksiyonun SG bileşimi 3'teki kalitatif ve kantitatif farklılıklara yol açtığını ortaya koymuştur. Bununla birlikte, diğer bakteriyel patojenler hakkında çok az şey bilinmektedir. Burada, konakçı hücrelerin sitosolik patojen S. flexneri ile infeksiyonu için bir metodoloji, farklı çevresel streslere sahip hücrelerin streslenmesi , SG bileşenlerinin etiketlenmesi ve enfekte bağlamında SG oluşumunun ve kompozisyonunun nitel ve nicel analizleri anlatılmaktadır. Ve enfekte olmayan hücreler. Bu yöntem, diğer bakteriyel patojenler için yaygın olarak uygulanabilir. Buna ek olarak, SG oluşumunun görüntü analizi virüsler veya diğer patojenlerin neden olduğu enfeksiyonlar için kullanılabilir. SG'yi analiz etmek için kullanılabilirEnfeksiyona bağlı oluşum veya enfeksiyonun dış kaynaklı streslere yanıt olarak SG oluşumu üzerindeki etkisi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Bakteri ve konakçı hücrelerin hazırlanması

  1. Deneysel durum başına bir kere sayılan steril cımbızla sırasıyla 24 veya 12 oyuklu plakalara 12 veya 14 mm cam kapak kaydırın. Bunları bir doku kültürü kapağında UV muamelesi ile 15 dakika sterilize edin.
    NOT: Bakteri yüklemesi ve dış kaynaklı streslerle SG indüksiyonu için kontrol kuyularını ekleyin.
  2. 12 mm lamelleri olan 24 delikli bir plaka için, lamellerin üzerine 1 x 10 5 memeli hücresi tohumlayın ( örn., HeLa hücreleri); Lamelleri steril bir pipet ucuyla aşağı doğru bastırın. Hücreler, 37 ° C'de, her bir hücre tipi için uygun kültür ortamında% 5 CO 2 doku kültürü inkübatöründe gece boyunca tutsınlar.
    NOT: Plaka hücreleri, böylece hücrelerin birleşmesi ertesi gün% 40 - 60 arasındadır.
    1. HeLa hücreleri için, Olmayan Amino Asitler (NEAA) ve% 10 iyileştirilmemiş Fetal Buzağı Serumu (FCS) ile Dulbecco'nun Modifiye Kartal Ortamında (DMEM) inkübe edin.56 ° C'lik bir su banyosunda 30 dakika ısıtılarak serumunu 15 dakika sonra bir kez döndürerek çözünür hale getirin.
  3. Bakterileri çizmek için, bir -80 ° C dondurucuda depolanan bakteri gliserol stoğundan (% 20 gliserol) küçük bir miktar çıkarmak için steril bir pipet ucu kullanın ve etiketli bir plakaya yerleştirin. Bakterileri plakanın yaklaşık% 10'una yaymak için steril bir halka kullanın. Yeni steril bir halka kullanın ve 3 paralel çizgi yapmak için lekeye sürükleyin, yarım plaka uzunluğunda. Plakanın geri kalanını kaplayan bu çizgileri çizin. Plakayı O / N 37 ° C'de inkübe edin.
    1. Yeni çizgili plakadan tek bir bakteri kolonisi ( ör. S. flexneri ) seçin. 1 haftadan daha eski bakteri kolonileri ile çalışmaktan kaçının.
    2. S. flexneri suşu M90T için, yeni çizgili bir Tryptic Soy Agar -% 0.1 Congo kırmızı agar plakasından 15 mL'lik bir tüpteki 8 mL Triptik Soy arazisine kırmızı bir koloni aşılayın; Kapağı sıkıştırın ve 222 rpm O / N'de 30'da sallayarak inkübe edin.6 ° C.
      DİKKAT: Büyük beyaz kolonileri, virülans plasmidini kaybettikleri ve enfekte olmadıklarından kullanmayın.

2. Ev sahibi Hücrenin Bakteriyel Zorunluluğu

  1. Enfeksiyon potansiyelini en üst düzeye çıkarmak için bakteriler hazırlayın.
    1. S. flexneri için , 8 mL Tryptic Soy Agar'a 150 uL O / N kültür ekleyerek alt kültür ekosistemleri yapınız ve virülans gen ekspresyonunu başlatmak ve enfeksiyonu arttırmak için geç üslü faza (~ 2 saat) 37 ° C'de 222 rpm'de çalkalayarak inkübe edin.
      1. Kültür 0.6 ile 0.9 arasında (600 nm'de ölçülen) optik bir yoğunluğa sahip olduğunda, 1.5 mL tüp içine 1 mL kültür aktarın. 8.000 xg'de 2 dakika pelet bakteri püskürtün ve OD 600 = 1'de enfeksiyon ortamında (NEAA ile DMEM, eksik FCS) yeniden süspanse edin. Böylece, OD 600 0.85 ise, 850 uL'de tekrar süspanse edin.
        NOT: S. flexneri için, OD 600 = 1'de, her mL'de 8 x 10 8 bakteri olacaktır.8 mL ortamda kültürlendi. Enfeksiyonun Bir Çokluğu (MOI) 20'dir. Diğer patojenler için bir OD 600 ve uygun MOI'da ml başına bakteri sayısı ampirik olarak belirlenmelidir.
    2. Bakteri-konak etkileşimlerini arttırmak için bakterileri Poly-L-Lysine (PLL) ile kaplayın.
      NOT: S. flexneri'nin PLL tedavisinin SG dinamikleri üzerinde hiçbir etkisi yoktur. PLL tedavisine uygun oldukları için diğer patojenler değerlendirilmelidir.
      1. Bakterileri PLL ile kaplamak için, 1 dakika 8,000 xg'de bakteri kültürü santrifüjleyin ve sonra OD 600 = 1'de Fosfat Tamponlu Tuz (PBS) içinde 10 ug / mL PLL'de peleti tekrar süspanse edin.
      2. Bakteri solüsyonunu, 12 delikli bir plaka içerisinde bir kuyu gibi küçük bir çanağa ilave edin ve bir plaka çalkalayıcı üzerinde hafifçe ajitasyon ile 10 dakika boyunca oda sıcaklığında (~ 20 ° C) inkübe edin.
      3. 8.000 xg'da 2 dakika pellet bakteri, fazlalık PLL'yi alın. Pelleti 1 mL PBS'de tekrar süspansiyon haline getirin.D Bu yıkama adımını iki kez tekrarlayın. Son yıkamadan sonra OD 600 = 1 olan enfeksiyon ortamında tekrar süspanse edin.
        NOT: Burada S. flexneri için enfeksiyon ortamı FCS içermeyen 20 mM HEPES içeren konakçı hücre ortamıdır.
  2. Bakteriyel mücadele için hücreleri hazırlayın.
    1. Emme pompası kullanarak ortamı memeli HeLa hücrelerinden çıkarın. Hücreleri yıkamak, girdaplamak, bir emme pompası kullanarak ortamı çıkarmak ve 500 μL RT uygun enfeksiyon ortamı ( örn. , 20 mM HEPES w / o FCS ile konakçı hücre ortamı) ile değiştirilmek üzere 500 uL RT HeLa hücre ortamı ekleyin.
    2. NOT: Tüm yıkama adımlarında hızlı bir şekilde çalışın ve hücrelerin kurumasını önlemek için yalnızca aynı anda 4 lamel takın.
  3. Challenge, hücrelerin% 20 - 50'sini bulaştırmak için bakteri bulunan HeLa hücrelerini hazırladı.
    NOT: Her bakteri türü için uygun süre ve MOI belirlenmelidir. Genel olarak, iyi bir başlangıç, 37'de 30 dakika sürer.° C, 10 MOI'dır.
    1. S. flexneri için, iki yöntemden birisini kullanarak (adım 2.3.1.1 veya 2.3.1.2) HeLa hücreleri hücrelerine meydan okuyun.
      1. 13000 x g'de 10 dakika süreyle hücrelere PLL uygulanmayan bakterileri (20 uL OD 600 = 1 / kuyucuk 24 oyuklu plakada 500 uL ortam) döndürün.
      2. Bakterilerin hücrelere yerleşmesine izin vermek için oda sıcaklığında 15 dakika süreyle PLL kaplı bakteri (15 μL OD 600 = 1 / çukur 24-çukurlu tabaka 500 μL ortam) ilave edin.
    2. Enfeksiyonun, yerleşmiş bakteriler içeren hücreleri 30 dakika boyunca 37 ° C'lik bir doku kültürü inkübatörüne yerleştirerek gerçekleşmesine izin verin.
      NOT: Kısa zaman noktaları için, doku kültürü inkübatörü yerine 15 dakika 37 ° C'lik bir su banyosuna plakalar yerleştirerek S. flexneri enfeksiyonunu senkronize edin.
  4. Hücreleri yıkayarak enfeksiyonu durdurun.
    1. Hücreleri yıkamak ve fazla bakteri çıkarmak için, bir emme pompası kullanarak ortamı çıkarın, 1 mLTaze önceden ısıtılmış (37 ° C) HeLa kültür ortamı (DMEM,% 10 FCS, NEAA). Ortamı döndürünüz, çıkarın ve taze ortam ile değiştirin. İki kez tekrarlayın ve hücrelere taze ortam bırakın.
      1. S. flexneri veya diğer hücre içi bakteriler için, HeLa hücrelerinin ve yıkamaların enfeksiyondan sonra ortamı, hücre dışı bakterileri öldürmek ve hücre invazyonunu önlemek için 50 μg / mL gentamisin içeren standart doku kültürü ortamı ile değiştirin.
        NOT: Ekstraselüler bakteriler için ortamda antibiyotik eklemeyin.
  5. Bir doku kültürü kuluçka makinesi içinde bakterilerin hücrelerle istenen miktarda inkübe edin.
    NOT: S. flexneri için enfeksiyon, hücre türüne bağlı olarak 6 saat sürebilir. HeLa hücreleri için enfeksiyon, SG oluşumunu tetiklemek için eksojen stresler eklemeden önce 1.5 - 2 saat devam etsin. Shigella'nın hücre-hücre yayan Caco-2 enfeksiyonları için eksojen stres katmadan önce 30 dakika ila 6 saat enfekte olur. CeBu noktada, bakteriyel enfeksiyon sonucu SG oluşumunu değerlendirmek için eksojen stresler eklenmeksizin sabitlenebilir (bu durumda, bölüm 4'e geçin).

3. Eksojen Stresörlerin Katılmasıyla Stres Granül Oluşumunun Oluşturulması

  1. Bir emme pompası kullanarak enfekte ve enfekte olmayan HeLa hücrelerinden ortamı çıkarın, ortamı, stresör veya inkübe edilmemiş veya bulunmayan 500 μL uygun ortam ile değiştirin.
    NOT: Stres oluşturan koşullar aşağıdakileri içerir (aşağıya bakın). Ek tedaviler için bkz. Kedersha ve ark . 13 .
    1. Isı şoku tedavisi için 20 mM HEPES içeren düzenli ortam kullanın ve plakayı 30 dakika boyunca 44 ° C su banyosuna yerleştirin.
    2. Clotrimazole (mitokondriyal strese neden olur) tedavisi için, 20 uM clotrimazole ile FCS içermeyen normal ortam kullanın ve bir saat boyunca bir doku kültürü inkübatöründe inkübe edin.
      NOT: Tek kullanımlık 20 m'lik alikotları saklayın.Dimetil sülfoksid (DMSO) içinde -20 ° C'de 4 aya kadar klotrimazol stokları. Kontrol hücreleri için DMSO aracı kullanın.
    3. Arsenit (oksidatif strese neden olur) tedavisi için, 0.5 uM arsenit ile düzenli ortam kullanın ve 1 saat boyunca doku kültürü inkübatöründe inkübe edin.
      NOT: 0.5 mM arsenit stokunun tek kullanımlık alikotları -20 ° C'de 6 aya kadar depolayın.
      DİKKAT: Clotrimazole ve arsenite çevre için zararlıdır ve tehlikelidir ve uygun şekilde atılması gerekir.
    4. Des-Metil Des-Amino (DMDA) -pateamin tedavisi için (ökaryotik translasyon başlangıcını inhibe eder) 50-200 nM DMDA pateamin ile düzenli ortam kullanın ve 1 saat süreyle doku kültürü inkübatöründe inkübe edin.
      NOT: DMDA-pateamine'yi -80 ° C'de saklayın. Donma çözülmesini önlemek için reaktifleri küçük miktarlar halinde saklayın.

4. Stres Granül Oluşumunun Fiksasyon ve İmmünofloresan Analizi

NOT: Kontrolü işleyin veSonraki aşamalarda görüntü analizini etkileyebilecek farklılıkların boyanmasını önlemek için aynı zamanda deneysel lamelleri kullanın. Kontrol numuneleri, SG indükleyici tedavi ile veya SGS indükleme tedavisi olmadan enfeksi- yonu içermez ve SG enjeksiyonu uygulanmış ve edilmemiş enfekte örnekler içermez.

  1. Bir emme pompası kullanarak ortamı tamamen çıkarın ve PBS'de 0.5 mL RT% 4 paraformaldehid (PFA) ekleyerek örnekleri düzeltin. Oda sıcaklığında 30 dakika inkübe edin.
    DİKKAT: PFA, işleyici ve çevre için zararlıdır. İşleyiciyi korumak için uygun önlemleri alın ve kimyasal atıklarla bertaraf edin.
    NOT: Alternatif olarak, 15 dakika sabitleyin ve daha sonra SG markörleri 13'ün daha sitoplazmik lokalizasyonunu korumak için -20 ° C önceden karıştırılmış metanol ile 10 dakika değiştirin.
  2. PFA'yı bir pipetle çıkarın ve sıvıyı uygun bir atık kabına yerleştirin. Lamel 1 mL Tris Tamponlu Tuz (TBS: 25 mM Tris, pH 7.3; 15 mM NaCl) ile yıkayın. Lamelleri hafifçe çalkalarken 2 dakika inkübe edinYıkama sırasında bir plaka çalkalayıcı üzerinde.
  3. TBS tamamen bir emme pompası kullanarak çıkarın ve hücreleri permeabilize için TBS 500 mcL 0.3% Triton-X100 10 dakika ekleyin.
  4. Bir emme pompası ile permeabilizing solüsyonu çıkarın. 1 mL TBS ile değiştirin, plakayı yavaşça döndürünüz, TBS'i emme ile çıkarın ve RT'de 1 saat boyunca 1 mL engelleme solüsyonu (TBS'de% 5 FCS) ilave edin.
  5. TBS içinde% 5 FCS içinde birincil antikor çözeltisi (1: 300 seyreltme) hazırlayın. 12 mm lamel başına 50 mcL hesaplayın ve tek bir toplu tüm lamelleri için yeterince olun.
    NOT: Kullanılan ortak primer antikorlar hedef G3BP1, eIF3b ve TIA1'dir.
  6. Birincil antikorun 50 μL'si tezgah veya bölme üzerine sıkıca bantlanmış bir plastik parafin filmi (parafilm) üzerine karıştırın.
    NOT: Malzeme Tablosunda kanonik SG işaretlerinin bir listesi verilmektedir, ancak SG'lerin bileşimi uygulanan strese bağlı olabilir. Diğer SG belirteçleri Kedersha ve ark. 13 S. flexneri enfeksiyonu için bir dizi SG markörü için beklenen sonuçlar Tablo 1'de listelenmiştir.
  7. Cımbızla lamelleri kaldırın, lamelin kenarını dokuya dokunun, kısaca fazla sıvıyı çıkarmak için cımbız bırakın ve damla üzerine yüzü hafifçe koyun. Lamelleri oda sıcaklığında 1.5 saat inkübe edin veya gece boyunca 4 ° C'de nemli bir odada inkübe edin.
    NOT: Nemli bir oda hazırlamak için, önceden ıslatılmış dokuları, plastik parafilm ile kaplı sıkıca kapalı bir bölmenin kenarlarına yerleştirin.
  8. 1 mL TBS ile doldurulmuş yeni bir 24-çukurlu küreye cımbızdaki her lamel aktarın; 5 dakika süreyle bir plaka çalkalayıcı üzerinde hafifçe sallayarak inkübe edin. TBS'yi bir emme pompası kullanarak her oyuktan boşaltın, 1 mL TBS ile değiştirin ve 5 dakika boyunca plakalı çalkalayıcıya yerleştirin. Tekrar tekrar yıkayın.
    NOT: Aşırı sıvıyı bir doku ile çıkararak parafilmi tekrar kullanın ve yüzeyi su ile yıkayın. Parafin filminin kullanmadan önce tamamen kuru olduğundan emin olun.G sonraki boyama adımı için.
  9. İkincil antikor çözeltisini TBS'ye hazırlayın (seyreltme 1: 500 - 1: 2000). Çekirdeği ve bakteri lekelemek için karışıma 2 μg / mL DAPI ekleyin. Aktin lekelemek için flüoresan phalloidin ekleyin. Pipet 50 μL ikincil antikor, plastik parafin film üzerine karıştırın.
    NOT: G3BP1 (keçi antikoru) kullanıldığında, farklı SG işaretleyicilerinin birlikte lokalizasyon çalışmaları için yüksek saflıkta çapraz soğurulmuş eşek sekonder antikorların kullanılması önerilir. Çakışmayan spektrumlu floresanla işaretlenmiş sekonder antikorları seçin. EIF3b, hücrelerin sitoplazmasını açıkça lekeler ve bu nedenle hücreleri tanımlamak için iyi bir belirteçtir. Aktin boyası, hücre-hücre temas bölgelerindeki hücrelerin ve bakteriyel giriş alanlarının tanımlanmasına da yardımcı olur.
  10. Fazla sıvıyı çıkarmak için cımbızla birlikte lamelleri kaldırın, lamellerin kenarını doku üzerine koyun, kısaca cımbız bırakın. Damla üzerine hafifçe yerleştirilmiş lamelleri damla üzerine yerleştirin ve lamelleri inkübe edin.Karanlıkta oda sıcaklığında 1 saat karıştırıldı.
  11. Yeni 1 mL PBS ile doldurulmuş 24 yuvalı plakalara lamel yerleştirmek için cımbız kullanın. Lambanın PBS tarafından tamamen kaplandığından emin olun. Hücreleri 3 kez yumuşak bir çalkalama ile 5 dakika boyunca yıkayın.
    NOT: İkincil antikorun floroforları ışığa duyarlı olduğu için ışığı korumak için yıkama sırasında bir kapağın altındaki plakayı tutun.
  12. Tuzu çıkarmak için kenarları bir doku üzerine kenarından kurutun ve lamelleri bir cam slaytta bulunan floresan montaj medyumunun 5 μL'sine hafifçe koymak için kısaca deiyonize suya lamel koyun. Lensü, oje ile dokunmadan önce sızdırmaz kılın. Slaytları, kısa süreli (haftalık) 4 ° C'de veya uzun süreli (aylık) depolama için -20 ° C'de tutun.
    NOT: Sızdırmazlık esnasında hava kabarcıklarından kaçının; bu, görüntü kalitesine zarar verecektir.

5. Flüoresan Görüntüleme

NOT: Kurulumun optimizasyonu için mikroskop kullanım kılavuzuna bakın.

  1. 40 veya 63X yağ daldırmalı lens kullanarak konfokal bir mikroskop kullanılarak görüntü elde edin. Görüntü alımı için arzu edilen floresan kanallarını seçin. Birden çok floresan kanalı kullanırken ardışık edinim modunu seçin.
    NOT: Sonraki örneklerde aşırı pozlamayı önlemek için SG'lerin en kuvvetli şekilde indüklendiği deney numuneleri ile başlayın. Hücrenin tüm derinliği boyunca SG'ye aşırı maruz kalmadığınızdan emin olun.
    1. Görüntü analizinin doğruluğunu sağlamak için mikroskop ayarları içerisinde bit büyüklüğünü 12 veya daha yüksek olarak ayarlayın.
    2. Görüntü yığını hücrenin tüm derinliğini kaplayacak şekilde ayarlayın. Tüm aralığın dahil edildiğinden emin olmak için farklı kanalları ve farklı SG işaretleyicileri kontrol edin. Yığın başlangıcını, hücrelerin tabanında ve istiflerin üstü, daha fazla SG işaretleyicisinin görülmediği hücrelerin üstündeki yükseklikte ayarlayın.
    3. Yığını bulun. Tüm görüntülerde yığın yüksekliğini aynı tutun.
      NOT: YapmaDeney ve sonraki örnekleme için kullanılacak deneysel örnekler arasındaki alım ayarlarını değiştirin.

6. Görüntü Analizi

NOT: Burada, ücretsiz ICY'yi kullanarak yığılmış yığınlar üzerinde SG analizi analiz edilmiştir. 3D rekonstrüksiyonların görüntü analizi, diğer özel yazılımları kullanarak da yapılabilir. SG saptaması, bu protokol için kurulmuş tam otomatik bir iş akışı yoluyla gerçekleştirilebilir (http://icy.bioimageanalysis.org/protocol/Stress_granule_detection_in_fluorescence_imaging adresinde mevcuttur). Bu protokolü kullanmak için, çekirdeğin, her bir hücrenin merkezini bulmak için bir DNA lekesi ile lekelenmesi ve hücre kenarlarının, bir sitoplazmik işaretleyici (eIF3b gibi) veya yazılım için aktin lekesi ile işaretlenmesi gerekir Hücre sınırlarını tanımlamak için. Otomatik iş akışı, elle türetilen sonuçları doğrulamak için veya hücre sınırları yüksek güvenle tespit edildiğinde analiz için doğrudan kullanılabilir, ki bu mo olacaktırStly hücrelerin yoğunluğuna ve hücre sınırlarını belirlemek için kullanılan işaretleyiciye bağlıdır.

  1. ImageJ veya Fiji'yi kullanarak görüntü yığınlarını daraltın (Resim> Yığınlar> Z projeksiyonu) ve .tiff dosyaları olarak kaydedin.
    NOT: Görüntü analiz yazılımı sonuçlarını orijinal resmin sitesine bağlayacağından, her görüntü için yeni bir klasör oluşturun.
  2. Görüntü analiz platformuna bir kontrol ve deneysel .tiff resmi yükleyin (Dosya> Aç). Sıra penceresine gidin. "Arama Tablosu" nu kanal parametrelerine kaydırın.
  3. Tüm kanal sekmelerinin onay kutusunu tıklayarak tüm kanalları devre dışı bırakın. Kanal 0'ı tıklayın ve ardından yukarıdaki renk çubuğunu tıklayarak tercih edilen rengi seçin. Yoğunluk alanındaki çizgiyi tıklatıp hareket ettirerek tüm yapıları görmek için kanal yoğunluğunu artırın. Bunu tüm kanallar için tekrarlayın.
    NOT: Verilen bir görev için gerekli olmayan kanalları, örnek analizde yanlılığı en aza indirgemek için devre dışı bırakın.
  4. KaydırmaYukarı ve Tuval sekmesinde, yakınlaştırma sekmesini ayarlayarak alan başına yaklaşık 10 hücre yakınlaştırır.
  5. Resimdeki hücrelerin hücre sınırlarını çizmek için çokgen fonksiyon araçlarını (üst çubukta) kullanın. Hücre sınır çizimi için aktin lekesi veya sitosolik işaretleyici kullanın ( örn. EIF3b).
    1. "Dosya ve ROI" araçları içindeki çokgen işlevini tıklayın. Hücre üzerine tıklayarak tasvir etmeye başlayın ve hücre sınırını tekrar tekrar tıklatarak bağlayıcılar yaparak hattı genişletin. ROI'yi tamamlamak için, "Dosya ve ROI" araçlarındaki poligon işlevini tekrar tıklayın.
      NOT: Virüs bulaşmış hücrelerin alt popülasyonlarını belirleyin. Örnek, enfekte olmuş ve bulaşmamış hücrelerin karışımından oluşur. Bakterileri tanımlamak için, DAPI lekesi veya floresan bakteri (GFP ifade eden bakteri gibi) kullanın. Tüm bakterilerin görülmesini sağlamak için yoğunluğu arttırın.
    2. Bir Yatırım Getirisini isimlendirmek için, sağdaki ROI penceresine ve cli'ye gidinCk, görüntüdeki ilgi hücresine. Bu, ROI sekmesinde karşılık gelen ROI'yi vurgulamaktadır. ROI adına çift tıklayın ve adı değiştirin ( ör . Virüs bulaşmış hücre # 1).
      NOT: Hem bulaşmış hem de virüs bulaşmamış hücreleri analiz etmek için bir görüntü kullanılırsa, görüntüyü iki ayrı klasörde kaydetmek ve virüslü ve virüs bulaşmayan hücreleri ayrı ayrı çizmek ve iki farklı elektronik tablo oluşturarak analiz etmeyi kolaylaştırmak daha kolaydır sonra.
  6. "Algılama ve İzleme" sekmesinde (üst çubuk) spot dedektör uygulamasını açın. Giriş sekmesinde, geçerli görüntü seçilecektir. Hiçbir şey değiştirme. Ön-İşleme sekmesinde, analiz edilecek kanalı seçin.
    NOT: Herhangi bir zamanda yalnızca bir kanal analiz edilebilir. Parametreler tatmin edici sonuçlar verecek şekilde kontrol edilmiş olan tam otomatik analiz dizisini kullanırsa burada bir toplu analiz seçilebilir.
    1. Dedektör sekmesinde, "DeKaranlık fon üzerinde parlak lekeleri "seçin.Daha sonra uygun skalayı ve hassaslığı seçin.Bunu farklı ayarları test ederek yapın ve kontrol ve deney numunelerinde nokta tespiti çapraz kontrol edin.
      NOT: 2,048 x 2,048 çözünürlüklü ve 0.12 μm2'lik bir piksel boyutu olan bir görüntü için, 25 ila 100'lük bir duyarlılıkla bir 2. seviye eşik genellikle uygundur, ancak her SG işaretçisi ampirik olarak test edilmelidir. Deney numunesinde SG'leri olan küçük ve büyük SG'lerin hepsi sayılırken, nokta tespitini ayarlayın, böylece muamele edilmemiş kontrol numunesinde noktalar tespit edilmez.
    2. ROI sekmesinde, önerilen ROI From Sequence'i seçin. Filtreleme sekmesinde Filtreleme Yok'u seçin. Çıktı sekmesinde uygun çıktıyı seçin.
      NOT: Farklı bir algılama koşulunu veya farklı kanalları kaydetmek için Belirli Dosyayı Etkinleştir seçimi yararlıdır. İkili görüntü ve orijinal görüntüyü yatırım getirileri ve algılama ile dışa aktarmayı seçmek helKalite kontrol analizi için çok şey var.
    3. "ROI'lar olarak oluşturulmuş önceki noktaları kaldır" ı seçin. "Dosya seçili olmayan" düğmesini tıklayarak dosyayı kaydedecek klasörü seçin. Görüntü sekmesinde istediğiniz seçenekleri seçin. "Algılama işlemini başlat" ı tıklayın.
      NOT: Dışa aktarılan görüntüleme seçeneklerini içeren ad ve konum seçilmiş bir klasör oluşturulur. Bu görüntüler, test edilen her yeni durum için üzerine yazılacaktır. Görüntüleri korumak için, klasörü yeni bir klasör oluşturulacak şekilde yeniden adlandırın veya görüntüleri kaydet klasöründen yeni bir klasöre aktarın. Görüntülerin kalite kontrolü için, ekran algılama işareti, ROI ve ROI numarası ve ismi algılama sayısını seçmek yararlıdır.
  7. Test edilen her resim veya koşul için oluşturulan e-tabloyu kullanarak farklı parametrelerin verilerini bir araya getirin ve kaydedin.
    NOT: Analiz edilecek parametreler, ROI başına SG sayısı, SG yüzey alanları ve SG maxImum, ortalama ve minimum yoğunluklar.
  8. Veriyi aktarın ve istatistiksel önemi analiz edebilen, grafikleyen ve belirleyebilen bir analiz programı kullanarak analiz edin.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bu yazıda açıklanan protokolü açıklamak ve göstermek için, cytosolik patojen S. flexneri ile enfekte olmuş veya olmayan HeLa hücrelerindeki klotrimazol kaynaklı SG'lerin görüntüsünü karakterize ettik. Prosedürün ana hatları Şekil 1'de sunulmakta ve Kongo Kırmızı plakaları üzerinde çizgili olan virulent ve avirulent S. flexneri , bakteri hazırlama, enfeksiyon, çevresel stres eklenmesi, numune fiksasyonu ve boyama, numune görüntüleme ve niceleme yanı sıra görüntü analizi de içermektedir. . SG oluşumunu başlatmak için çeşitli stresler kullanılabilir ve sorgulama için çeşitli SG işaretleri mevcuttur. EIF3b, hücrenin sitoplazmik bölümünü de açıkça lekeleyen ve hücre kenarlarını tanımlamak için kullanılabilen kanonik bir SG işaretidir. G3BP1, herhangi bir arka plan boyaması olmadan SG'lere toplanan yaygın olarak kullanılan bir SG işaretidir ( Şekil 2 A, B D ). Hücreler en iyi şekilde bir konfokal mikroskop ile görüntülenecek ve tüm hücre derinliklerini kapsayan yığınlar görüntüleme analizine özgü ICY'ye yüklenir ( Şekil 2 A - C ). Enfekte olmuş hücreleri daha iyi tanımlamak ve sonraki analizler için enfekte ya da enfekte olmayan gruplara hücreleri koymak için, nükleik asit lekesinin yoğunluğunu arttırmak yararlıdır ( Şekil 2D ). Görüntü analiz yazılımında spot detektör, daha sonra belirlenen ROI'lerin her birindeki SG'leri tanımlamak için kullanılır ( Şekil 2E) ve tanımlanmış tüm SG'leri gösteren bir ikili görüntü oluşturulur ( Şekil 2F).

SG analizi, analiz edilen her bir SG işaretleyicisine göre ayarlanmalıdır ve analiz için uygun ayar seçilmelidir. SG ma'ya odaklanarakRker G3BP1, tespit edilen noktanın boyut gereksinimini değiştirirken veya algılama parametrelerinin duyarlılığını değiştirirse, Şekil 3 A - C'de gösterildiği gibi değişen sonuçlara yol açacaktır. Ölçek seçimi (ölçekler eklenebilmesine rağmen 1 - 3) piksel boyutuna dayanır ve bu nedenle daha yüksek ölçeklerde küçük SG'ler sayılmaz ve SG sayısı azalacaktır ( Şekil 3 C ). Duyarlılık 1 - 100 arasında ölçülür, 100 en hassas olanıdır. Duyarlılığı artırarak, tespit edilen SG sayısı artar ( Şekil 3 C ). Dolayısıyla, yanlış pozitifleri ve yanlış negatifleri en aza indirgemek için doğru ayarların bulunması gerekir. Bu, her ayar için elde edilen görselleri dikkatle analiz ederek en iyi şekilde yapılır. G3BP1 için, 2 hassasiyetli bir skala (2 - 100, kırmızı renkle vurgulanmıştır) en iyi sonucunu vermiştir. Daha düşük duyarlılıkla (50 veya 25) küçük bir ölçekSG'ler sayılamadı (turuncu oklara bakınız). Benzer şekilde, 3'lük küçük ölçekli SG'nin hesabı açıklanmazken, 1'in ölçeği oversampledilmiştir. Daha da önemlisi, eğer gerekliyse, yalnızca büyük SG'lere odaklanmak için ek ölçekler eklenebilir. EIF3b için, eIF3b için (kırmızı ile vurgulanmış) en iyi sonucu eIF3b için 55 (2 - 55) hassasiyetle 2 ölçekte verdiği halde, kırmızı oklar sırasıyla 2 - 50 ve 2 - 55 ölçekli bir ölçekte vurguluyor.

SG analizi için parametreler düzgün bir şekilde ayarlandıktan sonra, veriler birçok yönden analiz edilebilir ( Şekil 4 ). Nokta detektörü, her ROI'de tespit edilen SG sayısını verir ve böylece enfekte ve enfekte olmuş hücreler karşılaştırılabilir ( Şekil 4 A ). Benzer şekilde, bu durumda piksel sayısı, yüzey alanı hesaplanabilen boyut olarak verilir ( Şekil 4 B ). Frekans dağılımı plFarklı hücre popülasyonlarında bulunan SG'lerin boyutlarındaki kaymaları vurgulamak için de faydalıdır. Burada, S. flexneri ile enfekte olmuş hücrelerde büyük SG'lerin eksikliği ve dağılımında belirgin bir değişim görülmektedir ( Şekil 4 C ). Buna ek olarak, yoğunluk (burada gösterilen minimum ve maksimum yoğunluk) analiz edilen SG'lerin kalitesi hakkında bilgi sağlar. S. flexneri'ye bulaşmış hücreler için, SG'ler önemli ölçüde daha yoğun. Bu analizler, hücrelere S. flexneri ile veya bu hücreler olmadan enfekte olduklarında, dışsal strese yanıt olarak oluşan SG'lerin nitel ve niceliksel nitelikleri hakkında istatistiki olarak ilgili bilgiler sağlar.

Şekil 1
Şekil 1 : S. Flexneri ile Hücrelerin İnfeksiyonunda Deneysel İşlemin Özeti veEnfeksiyon SG Oluşumunun Etkisini Analiz Etmek. Kongo kırmızısı bir koloni ve nonvirülant bir Kongo-kırmızı-negatif koloni, triptik soya et suyunda toplanır ve O / N büyütülür. Gecelik kültürü, yapışmayı artırmak için bakteriler PLL ile kaplanmadan önce geç üs fazına kadar alt kültürlenir. 12 kapılı plakalarda cam lamelleri üzerinde büyütülen konakçı hücreler, 30 dakika bakteri ile enfekte edilir. Kontrol hücrelerine bulaşıcı değildir. Hücreler yıkanır ya da stres içeren ortamla değiştirilerek ya da hücreleri stres şartlarına, örneğin ısıya maruz bırakarak SG oluşumunu uyarmak için stres indüktörleri ile işlemden geçirilir. Hücreler daha sonra sabitlenir, geçirgen hale getirilir, immünofloresan SG'ye spesifik belirteçlerle lekelenir ve konfokal mikroskopi kullanılarak imgelendirilir. Z-projeksiyonları ImageJ kullanılarak yapılır ve görüntü analiz yazılımının spot detektörü kullanılarak analiz edilir. Veriler daha sonra analiz edilir. Largayı görmek için lütfen tıklayınız.Bu şekilde.

şekil 2
Şekil 2 : S. Flexneri ile Enfekte HeLa Hücrelerinin Spot Detektör Analizi, Klotrimazol İlavesinden 1 saat önce 1.5 saat. A. SG belirteçleri eIF3b ve G3BP1, DAPI ve aktin ile boyanan hücreleri gösteren z-projeksiyonunun immünofloresan görüntüsü. B. (A) 'deki ile aynı görüntü, ancak aktin leke olmadan hücre sınırlarını tanımlamak için eIF3b kullanımını vurgulamak için leke. C. Nokta detektör modülü ile görüntü analiz yazılımının ekran görüntüsü. D. Farklı kanalları kullanarak görülen enfekte ve enfekte olmayan hücrelerin kapılanması. Tüm bakterileri görmek için yoğunluk artar. Hücrede 1'den fazla bakteri bulunan hücreler kırmızı bir yıldızla etiketlenir. E. Nokta detec'in çıktısıROI adını, noktaların sayısını ve yerlerini belirten tek tek ROI'lerin analizini yapın. F. ROI'lerde tespit edilen lekelerin görüntüsü. Ölçek çubuğu = 30 μm. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Şekil 3
Şekil 3 : Farklı SG İşaretleyicilerinden SG'lerin Saptanması İçin Spot Detektörün Farklı Ölçek ve Duyarlılık Ayarlarının Karşılaştırılması. A. S. flexneri'ye bulaştırılmış veya bulaştırılmamış HeLa hücrelerine zum yapma ve DAPI ve SG markörü G3BP1 ile boyandı ve farklı skalalarda (piksel boyutu kesildi, 1-3) ve hassasiyete (1 - 100) göre analiz edildi. Farklı ölçeklerde analiz edilen enfeksiyona tabi tutulmamış ve enfekte hücrelerdeki SG sayılarının grafik gösterimi ( > B) ve duyarlılık ( C ). Spot boyutu kesintisini değiştirmeden hassaslık sınırını değiştirirken aynı görüntü için SG işaretleyici eIF3b'nin SG numarası algılamanın görselleri ( D ) ve grafik gösterimi ( E ). Kırmızı yazı ve kırmızı simgeler en iyi parametreleri belirtir. Kırmızı oklar, sahte pozitiflere ve turuncu okların SG tespitinin olmamasına işaret ediyor. Değerler standart sapma ile ortalamayı içerir. En iyi sonuçlar kırmızı olarak vurgulanır. Seçilen istatistiksel analiz, soldaki Wilcoxon sıra toplam testi p-değerlerini ve sağdaki varyans F-testini kullanarak açıklık için dahil edildi. * = <0.05, ** = <0.01, *** = <0.001, ns = önemsiz. Ölçek çubuğu = 10 μm. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Es / ftp_upload / 55536 / 55536fig4.jpg "/>
Şekil 4 : S. Flexneri ile Enfekte Clotrimazol ile Tedavi Edilen HeLa Hücrelerinden Elde Edilen Spot Detektör Üretilen SG Verilerinin Analizi. A. Enfekte ve enfekte edilmemiş HeLa hücrelerinde hücre başına G3BP1 SG sayısı. B. Enfekte ve enfekte edilmemiş hücrelerdeki G3BP1-SG'lerin yüzölçümü ve yüzde dağılım frekansı ( C ). D. G3BP1-SG'lerin minimum ve maksimum yoğunluk değerleri (keyfi). Değerler standart hatayla ortalama içerir. Seçilen istatistiksel analiz, soldaki Wilcoxon sıra toplam testi p-değerlerini ve sağdaki varyans F-testini kullanarak açıklık için dahil edildi. * = <0.05, ** = <0.01, *** = <0.001, ns = önemsiz. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Burada özetlenen protokol, dış kaynaklı stres varlığında veya yokluğunda, sitoplazmik patojen S. flexneri ile infekte olmayan hücrelerdeki ve hücrelerdeki SG'lerin indüksiyonu, lokalizasyonu ve analizini anlatmaktadır. Protokoller, serbest görüntüleme yazılımını kullanarak belirli fenotiplerde farklılıkları tanımlamak ve istatistiksel olarak ele almak için SG oluşumunun kesin kalitatif ve kantitatif analizine olanak tanır.

Enfeksiyon, SG indüksiyon ve görüntüleme parçaları için protokol içerisinde birkaç kritik adım vardır. Enfeksiyon için burada açıklanan protokol gibi invazyon gibi konakçı hücrelerle olan bakteriyel etkileşimin mümkün olduğunca senkronize edilmesi önemlidir. Bu, özellikle enfeksiyon süreci boyunca bakteriyel meydan okumanın etkilerini araştırırken önemlidir. Eskiden S. flexneri enfeksiyonundan sonra eIF3b lokalizasyonu gibi bazı fenotiplerin vahşi tipG3BP1 içeren SG'lerin bir araya toplanması gibi diğer fenotipler, daha sonraki zaman noktalarında daha fazla etkilenirken S. flexneri mücadelesi. Dolayısıyla, bakteri yüklemesinin zamansal etkisini kesin olarak tanımlamak için, enfeksiyonun senkronizasyonu önerilir. Özellikle, SG oluşumunu analiz etmek için hücreler üstel büyüme fazında olmalıdır ve bu nedenle stres ilavesi sırasında hücre yoğunluğu da önemli bir parametredir. Ayrıca, SG analizini, konfluent olmayan hücre enfeksiyon modellerine sınırlar. Bir diğer kritik husus, hem görüntülemenin hem de görüntü elde edilmesi sırasında numunelerin işlenmesi sırasında kontrol ve deney numunelerinin birlikte işlenmesidir. İmmünofloresan işlemler için, tüm numuneler, aynı farmakolojik çalışma seyreltmeleriyle, aynı koşullar altında ve aynı koşullar altında ( örn. RT Vs. 4 ° C) boyanmalıdır; aynı zamanda, her lamelleri aynı şekilde yıkama aşamaları sırasında ve Montaj oFenerler. Bu hem nitel hem de nicel olarak analiz edilebilen karşılaştırılabilir immünofloresan lekeleri sağlayacaktır. Montaj ortamındaki farklılıklar görüntü elde edilmesi sırasında numunelerin ağartılmasında belirgin etkilere sahip olabilir ve bu nedenle sabit tutulmalıdır. Benzer şekilde, analizde karşılaştırılması gereken tüm numuneler için görüntü elde etme işlemi, bir lazer mukavemetinden veya numune ayarından kaynaklanan farklılıkları en aza indirgemek için tek bir oturma ve aynı ayarlarla gerçekleştirilmelidir.

Dış stres kullanırken, reaktifi doğru bir şekilde depolamak ve sık sık yeni çalışma stokları yapmak önemlidir. Uzatılmış süreler (örneğin, klotrimazol için> 4 ay) ilacın potensitesinin azalmasına ve SG oluşumunu etkileyecektir. Reaktifler, hücrelere eklenmeden hemen önce kültür ortamına eklenmelidir; Kontrol hücrelerinde SG oluşumunda bir azalma gözlenirse veya SG'lerin toplanması sapkın görünüyorsa, reaktifler bunların ac için test edilmelidirEtkinlik ve yeni stoklar yapılmalıdır.

Bir sınırlama, çok fazla arka plan flüoresanı mevcut olduğunda spot detektörü kullanarak SG tanımlamasının daha az güvenilir hale gelmesidir. Bu birçok SG işaretleyicisi için bir problem değilken, hem SG indükleyici hem de indükleyici olmayan koşullar altında açık bir sitozolik belirteç olan eIF3b gibi bazıları, Şekil 3'te gösterildiği gibi analiz edilmesi daha zordur. Ek olarak, ölçekler ve duyarlılıkların, her bir SG markörü için ampirik olarak belirlenmesi gerekir. Bir diğer kısıtlama, görüntü analiz yazılımı aracılığıyla yapılan analizin 2D görüntülerle en iyi olması ve bu nedenle de optik dilimler veya çökmüş yığınlar üzerinde iyi çalışması, bununla birlikte 3D bilgi kaybına yol açmasıdır. Z-projeksiyonları üzerine yapılan analiz bu nedenle SG'lerin boyutunu gereğinden fazla gösterebilir ve SG'lerin sayısını azaltabilir. SG'lerin 3D analizi Imaris ile gerçekleştirilebilir ve belirli bir fenotip için gerekli görülürse, daha hassas bir mekansal karakterizasyon elde edilebilir. SG analizleri, görüntü analiz yazılımının otomatik spot detektörünü kullanarak hızlı ve standart bir şekilde gerçekleştirilebilir. Buna karşın SG'leri tanımlamak ve tanımlamak için manuel yöntemler daha önce 4 uygulandığından analizin daha fazla önyargıya açık bırakılması ve çok daha fazla zaman alıcı olması. Spot detektörü kullanarak SG analizi, farklı duyarlılık ve boyut eşiklerini seçerek küçük SG agregalarını içermek veya hariç tutmak için uyarlanabilir, böylece SG oluşumunun farklı yönlerini değerlendirmede esneklik sağlar. SG analizi, kurulu bir otomatikleştirilmiş iş akışı 3 kullanılarak tamamen otomatik bir şekilde de yapılabilir. Bu iş akışında, hücrenin merkezi bir DAPI lekesi ile tanımlanır ve program, daha sonra bir sitoplazmik leke (eIF3b gibi) veya aktin bazlı hücre sınırlarının çizilmesi için yumuşak bir kürenin dışarıya doğru büyümesine izin verir. Aynı zamanda, tarafından yarı-otomatikleştirilmiş bir analiz kullanarakAnaliz için ayrı ayrı hücrelerin manuel olarak çizilmesi, hücreler kümeler halinde büyüyünce ve otomatik programın açıkça tanımlanabilmesi için hücre sınırlarının zor olması durumunda avantajlı olabilir. Bu şartlar altında, hücre sınırlarını manüel olarak tanımlamak, yanlış pozitif veya negatif değerleri elimine edebilir.

Protokol, virüsleri, bakterileri, maya ve protozoonları içeren diğer SG kaynaklı koşullara ve diğer patojenlere uyarlanabilir. Özel ilgi konusu diğer sitozolik patojenler, örneğin Rickettsia spp., Francisella tularensis , Burkholdieria pseudomallei ve Listeria spp. Her bulaşıcı ajan ve muhtemelen farklı hücre hatları için, enfeksiyon protokolünün uyarlanması ve eksojen streslerin örnek zamanlarının ampirik olarak belirlenmesi gerekecektir. Ek olarak, görüntü analiz yazılımını kullanarak SG tanımlaması gelecekte canlı hücre görüntülemeye genişletilebilir. Gerçek zamanlı SG analizi gerekirKonak hücrelerinde bir veya daha fazla floresanla işaretlenmiş SG markörünün ekspresyonunu başlatır, ancak SG oluşumunun zamansal ve özel dinamikleri ile ilgili soruları farklı deneysel koşullar altında ele almanızı sağlar. Enfekte ve enfekte edilmemiş hücrelerdeki gerçek zamanlı SG analizini tamamlamak için floresan etiketli bakterilere ihtiyaç duyulur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

PS, Bill ve Melinda Gates Büyük Zorluk Hibe OPP1141322'yi alıyor. PV, İsviçreli Ulusal Bilim Vakfı Early Postdoc Hareketlilik bursu ve Roux-Cantarini doktora sonrası bir burs tarafından desteklendi. PJS, bir HHMI hibesi ve ERC-2013-ADG 339579-Şifre Decrypt tarafından desteklenmektedir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Primary Antibodies
eIF3b (N20), origin goat  Santa Cruz sc-16377 Robust and widely used SG marker. Cytosolic staining allows cell delineation. Dilution 1:300
eIF3b (A20), origin goat  Santa Cruz sc-16378 Same target as eIF3b (N20) and in our hands was identical to eIF3b (N20). Dilution 1:300
eIF3A (D51F4), origin rabbit (MC: monoclonal) Cell Signaling 3411 Part of multiprotein eIF3 complex with eIF3b . Dilution 1:800
eIF4AI, origin goat  Santa Cruz sc-14211 Recommended by (Ref # 13). Dilution 1:200
eIF4B, origin rabbit Abcam ab186856 Good stress granule marker in our hands. Dilution 1:300
eIF4B, origin rabbit Cell Signaling 3592 Recommended by Ref # 13. Dilution 1:100
eIF4G, origin rabbit Santa Cruz sc-11373 Widely used SG marker. (Ref # 13): may not work well in mouse cell lines. Dilution 1:300
G3BP1, origin rabbit (MC: monoclonal) BD Biosciences 611126 Widely used SG marker. Dilution 1:300
Tia-1, origin goat  Santa Cruz sc-1751 Widely used SG marker. Can also be found in P bodies when SG are present (Ref # 13). Dilution 1:300
Alexa-conjugated Secondary Antibodies
A488 anti-goat , origin donkey Thermo Fisher A-11055 Cross absorbed. Dilution 1:500
A568 anti-goat, origin donkey Thermo Fisher A-11057 Cross absorbed. Dilution 1:500
A488 anti-mouse, origin donkey Thermo Fisher A-21202 Dilution 1:500
A568 anti-mouse, origin donkey Thermo Fisher A10037 Dilution 1:500
A647 anti-mouse, origin donkey Thermo Fisher A31571 Dilution 1:500
A488 anti-rabbit, origin donkey Thermo Fisher A-21206 Dilution 1:500
A568 anti-rabbit, origin donkey Thermo Fisher A10042 Dilution 1:500
Other Reagents
Shigella flexneri Available from various laboratories by request
Tryptone Casein Soya (TCS) broth BD Biosciences 211825 Standard growth medium for Shigella, application - bacterial growth
TCS agar BD Biosciences 236950 Standard growth agar for Shigella, application - bacterial growth
Congo red SERVA Electrophoresis GmbH 27215.01 Distrimination tool for Shigell that have lost the virulence plasmid, application - bacterial growth
Poly-L-Lysine (PLL) Sigma-Aldrich P1274 Useful to coating bacteria to increase infection, application - infection
Gentamicin Sigma-Aldrich G1397 Selective killing of extracellular but not cytosolic bacteria, application - infection
HEPES Life Technologies 15630-056 PH buffer useful when cells are incubated at RT, application - cell culture
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) Life Technologies 31885 Standard culture medium for HeLa cells, application - cell culture
Fetal Calf Serum (FCS) Biowest S1810-100 5% supplementation used for HeLa cell culture medium, application - cell culture
Non-Essential Amino Acids (NEAA) Life Technologies 11140 1:100 dilution used for HeLa cell culture medium, application - cell culture
DMSO Sigma-Aldrich D2650 Reagent diluent, application - cell culture
Sodium arsenite Sigma-Aldrich S7400 Potent stress granule inducer (Note: highly toxic, special handling and disposal required), application - stress inducer
Clotrimazole Sigma-Aldrich C6019 Potent stress granule inducer (Note:health hazard, special handling and disposal required), application - stress inducer
Paraformaldehyde (PFA Electron Microscopy Scences 15714 4% PFA is used for standard fixation of cells, application - fixation
Triton X-100 Sigma-Aldrich T8787 Used at 0.03% for permeabilizationof host cells before immunofluorescent staining, application - permeabilization
A647-phalloidin Thermo Fisher A22287 Dilution is at 1:40, best added during secondary antibody staining, application - staining
DAPI Sigma-Aldrich D9542 Nucleid acid stain used to visualize both the host nucleus and bacteria, application - staining
Parafilm Sigma-Aldrich BR701501 Paraffin film useful for immunofluorescent staining of coverslips, application - staining
Prolong Gold Thermo Fisher 36930 Robust mounting medium that works well for most fluorophores , application - mounting
Mowiol Sigma-Aldrich 81381 Cheap and robust mounting medium that works well for most fluorophores, application - mounting
24-well cell culture plate Sigma-Aldrich CLS3527 Standard tissue culture plates, application - cell culture
12 mm  glass coverslips NeuVitro 1001/12 Cell culture support for immunofluorescent applications, application - cell support
forceps Sigma-Aldrich 81381 Cheap and robust mounting medium that works well for most fluorophores, application - mounting
Programs and Equipment
Prism GraphPad Software Data analysisand graphing program with robust statistical test options, application - data analysis
Leica SP5 Leica Microsystems Confocal microsope, application - image acquisition
Imaris Bitplane Professional image analysis program, application - data analysis
Excel Microsoft Data analysis and graphing program, application - data analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Reineke, L. C., Lloyd, R. E. Diversion of stress granules and P-bodies during viral infection. Virology. 436, (2), 255-267 (2013).
  2. Kedersha, N., Ivanov, P., Anderson, P. Stress granules and cell signaling: more than just a passing phase. Trends Biochem Sci. 38, (10), 494-506 (2013).
  3. Vonaesch, P., Campbell-Valois, F. -X., Dufour, A., Sansonetti, P. J., Schnupf, P. Shigella flexneri modulates stress granule composition and inhibits stress granule aggregation. Cell Microbiol. 18, (7), 982-997 (2016).
  4. Kolobova, E., Efimov, A., et al. Microtubule-dependent association of AKAP350A and CCAR1 with RNA stress granules. Exp Cell Res. 315, (3), 542-555 (2009).
  5. Anderson, P., Kedersha, N. Stress granules: the Tao of RNA triage. Trends in biochemical sciences. 33, (3), 141-150 (2008).
  6. Anderson, P., Kedersha, N. Stressful initiations. J Cell Sci. 115, Pt 16 3227-3234 (2002).
  7. Mohr, I., Sonenberg, N. Host translation at the nexus of infection and immunity. Cell Host Microbe. 12, (4), 470-483 (2012).
  8. Hu, S., Claud, E. C., Musch, M. W., Chang, E. B. Stress granule formation mediates the inhibition of colonic Hsp70 translation by interferon- and tumor necrosis factor. Am J Physiol Gastointest Liver Physiol. 298, (4), 481-492 (2010).
  9. Barry, E. M., Pasetti, M. F., Sztein, M. B., Fasano, A., Kotloff, K. L., Levine, M. M. Progress and pitfalls in Shigella vaccine research. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 10, (4), 245-255 (2013).
  10. Lanata, C. F., Fischer-Walker, C. L., et al. Global Causes of Diarrheal Disease Mortality in Children. PloS One. 8, (9), 72788 (2013).
  11. Ashida, H., Ogawa, M., et al. Shigella deploy multiple countermeasures against host innate immune responses. Curr Opin Microbiol. 14, (1), 16-23 (2011).
  12. Ashida, H., Ogawa, M., Mimuro, H., Kobayashi, T., Sanada, T., Sasakawa, C. Shigella are versatile mucosal pathogens that circumvent the host innate immune system. Curr Opin Immunol. 23, (4), 448-455 (2011).
  13. Kedersha, N., Anderson, P. Mammalian stress granules and processing bodies. Methods Enzymol. 431, 61-81 (2007).
  14. Ray, K., Marteyn, B., Sansonetti, P. J., Tang, C. M. Life on the inside: the intracellular lifestyle of cytosolic bacteria. Nat Re. Micro. 7, (5), 333-340 (2009).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics