Neutrophile Isolation Protocol

Biology

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Summary

Neutrophile Granulozyten gehören zu den ersten Zellen, die auf dem Gelände der entzündlichen Immunantwort kommen, und ihre Funktionen und Mechanismen wurden ausführlich in vitro untersucht. Wir zeigen eine Standard-Dichtegradienten Trennverfahren für die menschliche Neutrophile aus dem Vollblut unter Verwendung kommerziell erhältlicher Trennmedien isolieren.

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Oh, H., Siano, B., Diamond, S. Neutrophil Isolation Protocol. J. Vis. Exp. (17), e745, doi:10.3791/745 (2008).

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Abstract

Neutrophile polymorphkernige Granulozyten (PMN) sind die häufigsten Leukozyten bei Menschen und unter den ersten Zellen, die auf dem Gelände der entzündlichen Immunantwort kommen. Aufgrund ihrer Schlüsselrolle bei Entzündungen sind neutrophile Funktionen wie Fortbewegung, die Produktion von Zytokinen, Phagozytose und Tumorzellen zu bekämpfen intensiv untersucht. Zur Charakterisierung der spezifischen Funktionen der neutrophilen Granulozyten, ist eine saubere, schnelle und zuverlässige Methode zur Trennung von anderen Blutzellen wünschenswert, in-vitro-Studien, zumal Neutrophilen kurzlebig sind und sollte innerhalb von 2-4 Stunden nach der Entnahme verwendet werden. Hier zeigen wir eine Standard-Dichtegradienten Trennverfahren für die menschliche Neutrophile aus dem Vollblut unter Verwendung kommerziell erhältlicher Trennung Medien, die eine Mischung aus Natrium-metrizoate und Dextran 500 ist zu isolieren. Das Verfahren besteht aus Schichten Vollblut über den Dichtegradienten-Medium, Zentrifugation, Trennung von neutrophilen Schicht und Lyse der restlichen Erythrozyten. Die Zellen werden dann gewaschen, gezählt und in Puffer resuspendiert, um gewünschte Konzentration. Wenn richtig ausgeführt, hat diese Methode wurde gezeigt, dass Proben von> 95% Neutrophile mit> 95% Lebensfähigkeit zu erhalten.

Protocol

Neutrophile Isolation Protocol

  1. Bringen Sie alle Reagenzien auf Raumtemperatur.
  2. Sammeln Sie 5,0 ml der neutrophilen Isolation Medien in Zentrifugenröhrchen. Sorgfältig Schicht 5,0 ml Blut über die Trennung Medien. Führen Sie diesen Schritt langsam und vorsichtig, und mit der Pipettenspitze dicht an der Oberfläche der Medien zur Vermeidung der Vermischung des Blutes und der Medien.
  3. Zentrifuge bei 500 RCF für 35 min bei 20-25 ° C. Das Blut sollte trennen in 6 verschiedenen Bands: Plasma, Monozyten, Isolation Medien, Neutrophilen, mehr Isolation Medien, und die roten Blutkörperchen Pellet (Abbildung 1). Wenn diese Bänder nicht klar sind, war die Trennung Prozess nicht sauber und muss wiederholt werden.
  4. Entfernen Sie vorsichtig die oberen drei Schichten (Plasma, Monozyten und Isolation Medien) mit Hilfe einer Pipette. Entsorgen Sie diese Schichten.
  5. Sorgfältig Pipette die Schicht von Neutrophilen und alle die Isolierung Medien unter der Neutrophilen. Legen Sie die Lösung in ein sauberes Zentrifugenröhrchen.
  6. Verdünnen Sie die Neutrophilen-Lösung auf 10 ml mit HBSS ohne Ca 2 + / Mg 2 +. Drehen Sie die Röhre ein paar Mal, um die Zellen zu suspendieren.
  7. Zentrifugieren Sie die Neutrophilen-Lösung bei 350 RCF für 10 Minuten. Ein rotes Pellet sollte am unteren Ende der Röhre vorhanden ist, mit Neutrophilen und Rest-roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Entfernen Sie den Überstand mit einer Pipette vorsichtig, so dass die Pellets nicht gestört wird.
  8. Um lysieren die restlichen Erythrozyten, 2 ml Red Cell Lysis Buffer, um das Rohr. Um das Pellet, Wirbel der Flasche bei einer Einstellung von 3-4. Erhöhen Sie die Vortex-Einstellung über 4, da dies kann dazu führen, die Neutrophilen zu aktivieren. Es kann notwendig sein, Wirbel für einige Sekunden oder "Puls" der Wirbel um das Pellet zu lösen.
  9. Zentrifugieren Sie die Röhrchen bei 250 RCF für 5 min. Entfernen Sie den Überstand mit Pipette. Wiederholen Sie die Lyse-Prozess, falls erforderlich.
  10. Add 500 ul HBSS ohne Ca 2 + / Mg 2 + in jedes Röhrchen. Wieder Wirbel um das Pellet bei einer Einstellung von 3-4 resuspendieren. Verdünnen auf 10 ml mit HBSS ohne Ca 2 + / Mg 2 +.
  11. Zentrifugieren bei 250 RCF für 5 min. Den Überstand aspirieren und verwerfen.
  12. Das Pellet in 250 ul HBSS / HSA-Lösung (2% HSA). Zellen können dann gezählt und angepasst werden, um gewünschte Konzentration.

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Discussion

Der Dichtegradient Trennverfahren wird verwendet, um menschliche Neutrophile aus Vollblut mit einer Mischung aus Natrium-metrizoate und Dextran 500 zu isolieren. Diese Methode basiert auf den mononukleären Leukozyten Trennverfahren durch Boyum (1968), die für die Neutrophilen Trennung von Ferrante und Thong (1980) wurde modifiziert, basiert.

Nach der Entnahme aus einem Spender, kann Vollblut mit EDTA, Citrat oder Heparin antikoaguliert werden. Da sie kurzlebig sind, sollten Neutrophilen innerhalb von 2-4 Stunden nach der Entnahme verwendet werden. Das Verfahren besteht aus Schichten Vollblut über den Dichtegradienten-Medium, Zentrifugation, Trennung von neutrophilen Schicht und Lyse der restlichen Erythrozyten. Die Zellen werden dann gewaschen, gezählt und erneut auf die gewünschte Konzentration.

Wenn die sechs Bands nicht unterscheidbar sind nach dem ersten Zentrifugationsschritt wurde das Trennverfahren nicht sauber und muss wiederholt werden. Für saubere Trennung, stellen Sie sicher, dass die Isolierung Medien noch nicht abgelaufen ist oder verseucht. Die Trennung kann auch nicht erfolgreich sein, wenn der Blutspender hat Alkohol oder Medikamente in den 72 Stunden vor der Blutentnahme konsumiert.

Um zu verhindern, Neutrophilenaktivierung während der Trennung Verfahrens ist es am besten, HBSS ohne Ca2 verwenden + / Mg2 +, da die Ionen in den Prime-Zellen gezeigt worden. Resuspension des Pellets sollten auch langsam ausgeführt werden, und Vortex-Einstellungen sollten im niedrigen bis mittleren Bereich, so dass Zellen nicht aktiviert werden aufbewahrt werden.

Wenn richtig ausgeführt, hat diese Methode wurde gezeigt, dass Proben von> 95% Neutrophile mit> 95% Lebensfähigkeit zu erhalten. Reinheit und Lebensfähigkeit durch Kennzeichnung der Zellen mit Neutrophilen-spezifischen Marker CD66b und Trypanblau Ausschluß beurteilt werden.

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Acknowledgments

Die Finanzierung von NIH R01 HL56621.

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Lymphocyte Poly(R) Reagent Cedarlane Labs PolymorphprepTM can be used as an alternative
Hank’s Balanced Salt Solution without Calcium Chloride Reagent Invitrogen
Human Serum Albumin Reagent ZLB Bioplasma
Red Cell Lysis Buffer Reagent Roche Group
Centrifuge Tool
Vortexer Tool
Pasteur Pipettes and bulb Tool
PolymorphprepTM Reagent Axis-Shield Alternative reagent to Lymphocyte-Poly (R)
Syringe Filter Other EMD Millipore SLGV033RS Millex-GV, 0.22 μm, PVDF, 33 mm, gamma-sterilizable
Hank’s Balance Salt Solution with Calcium Chloride Reagent Invitrogen

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References

  1. Boyum, A. Separation of leucocytes from blood and bone marrow. Scand. J. Clin. Invest. 21, Suppl 97. 77-83 (1968).
  2. England, J. M., Rowan, R. M. The assignment of values to fresh blood used for calibrating automated blood cell counters. Clin. Lab. Haemat. 10, 203-212 (1988).
  3. Garcia, A. Comparison of two leukocyte extraction methods for cytomegalovirus antigenemia assay. J. Clin. Microbiol. 34, 182-184 (1996).
  4. Ferrante, A., Thong, Y. H. Optimal conditions for simultaneous purification of mononuclear and polymorphonuclear leucocytes from human peripheral blood by the Ficoll-Hypaque method. J. Immunol. Methods. 36, 109-109 (1980).

Comments

21 Comments

  1. what is the rational for using whole blood instead of purified white blood cells or enriched neutrophils for NBT test???

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 28, 2008 - 12:37 PM
  2. Why must HSA and not BSA be used? Do you have references for the effect of ETOH and drugs on separation success, and mechanism of action?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    October 29, 2008 - 11:21 AM
  3. BSA can activate neutrophils. Brian Siano, on behalf of Hana Oh and Scott Diamond

    Reply
    Posted by: Brian S.
    October 29, 2008 - 11:43 AM
  4. How many HBSS and how many HSA need for HBSS/HSA solution preparation?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    January 21, 2009 - 2:50 PM
  5. hi, why do you use HSA? or what is the action of HSA in buffer?  

    Reply
    Posted by: Anonymous
    May 10, 2009 - 3:14 AM
  6. so many things contradict in the movie vs your text

    Reply
    Posted by: Laura K.
    December 4, 2009 - 4:00 PM
  7. From JoVE editor: video and text are complementary parts of each video-article. They are not necessarily 100% the same. There are things that are better described in video than in text, and vice versa. I think in this case the video part is very comprehensive and provides a very clear demonstration on how to do the experiment.

    Reply
    Posted by: Moshe P.
    December 7, 2009 - 3:22 PM
  8. Are there any other reasons why one will not get 6 bands of separation using Polymorphprep? My separation is still not perfect. Repeatign causes the monocyte layer to lower towards the neutrophils. Any suggestions? Donor blood is not affected as mentioned in your video.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    June 9, 2010 - 11:28 PM
  9. Any suggestions of modify this protocol so that it will work with NHP blood?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 14, 2011 - 6:36 PM
  10. Why is ²% HSA added in the last step? What is the advantage of doing that? And what happens is I dont add it?

    Reply
    Posted by: Alex B.
    July 6, 2011 - 3:59 AM
  11. DŒs HBBS for HBBS/HSA preparation contain Ca AND Mg or only Ca?

    Reply
    Posted by: Marija P.
    November 3, 2011 - 3:20 PM
  12. I believe the question above refers to the last step of resuspension of neutrophils. At this point you could use various types of buffer solutions that suite your specific experimental goals. If trying to create a suspension of neutrophils in a physiological saline buffer, both Ca and Mg can be added.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    November 3, 2011 - 3:27 PM
  13. I notice that the HBSS contains no phenol red in your neutrophil isolation method. I have noticed that phenol red is avoided (both during isolation and during experiments) in a number of papers implementing neutrophil isolation techniques. Any idea what phenol red dŒs to neutrophils? I have used a variation on the isolation technique (generously shared by Drs. Oh, Siano and Diamond) and ended by suspending my isolated neutrophils in RPMI with phenol red. Although phenol red might not be the (only) culprit, I am not seeing any neutrophil killing activity (ADCC assay).
    I plan to attempt the method provided in this video later this week. Any ideas about phenol red?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    March 19, 2012 - 9:58 AM
  14. We avoid pH indicator dyes because they often cause autofluorescence and lead to high background in fluorescent assays. We don't have any direct measurements of fluorescent dyes on neutrophil function.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    March 19, 2012 - 10:10 AM
  15. I have seen that during neutrophil isolation from my blood there is no layer of neutrophils while there is a thick band of ruptured RBC at that position,every time.Can anyone suggest me,what could be the reason for that?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 3, 2012 - 4:25 AM
  16. I'm getting the same result every time. Did you ever find out what's causing a thick band of RBC at the position of neutrophils bands?

    Reply
    Posted by: Zahra M.
    February 17, 2014 - 12:23 PM
  17. I have been in face of the same problem that part of RBC can not sediment to the bottom band. This almost happpens when centrifuging at 500RCF but hardly happen at 450 RCF. So I guess 500 RCF is inappropriate.

    Reply
    Posted by: Xu L.
    May 25, 2017 - 3:50 AM
  18. Is this protocol applicable to Dog and Rat Neutrophil isolation? If so, do I still use HSA?

    Reply
    Posted by: Vishnu U.
    June 27, 2012 - 3:04 PM
  19. I have a similar question. I am interested in using this protocol to isolate neutrophils from mouse whole blood. Did you ever find out if this protocol works for rat neutrophil isolation?

    Reply
    Posted by: Hanna M.
    January 29, 2014 - 1:59 PM
  20. Hi. It is said in the article that the neutrophil yield would be 2x10^6 per ml. Does that mean 2x10^6 per ml of whole blood used? So using 5 ml of blood (as used in the article) would yield 10 million neutrophils?
    I got an extremely low count for my neutrophils. about 2 million from 5ml blood. Can you please help me troubleshoot?
    Also, why did you mention 10-15ml blood (yielding x10^8 cells) in the beginning? Is it that you carry out the isolation from 10-15 ml blood in 2 or 3 parts of 5 ml each? Please help.
    Thanks.

    Reply
    Posted by: Sumana B.
    September 25, 2014 - 3:17 PM
  21. I a following this protocol, but running into clumping of the cells. Is there any way to prevent this from happening?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    August 9, 2017 - 9:52 PM

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