Method Article
من المهم ماكروبينوسيتوسيس، امتصاص السوائل غير محددة على نطاق واسع، في العديد من مجالات البيولوجيا السريرية بما في ذلك أمراض المناعة والعدوى والسرطان والأعصاب. هنا، قد كيفت للسماح بالقرار الفائق، خلية واحدة قياس ماكروبينوسيتوسيس في ماكروبينوسيتوسيس طراز الكائن الحي ديسكويديوم ديكتيوستيليوم باستخدام التدفق الخلوي التقنيات الموجودة.
امتصاص السوائل غير محددة واسعة النطاق ماكروبينوسيتوسيس مهم لانتشار بعض الخلايا السرطانية مستضد أخذ العينات وغزو الخلية المضيفة وانتشار أمراض الأعصاب. وقد السلالات المختبرية المستخدمة عادة من الاميبا ديسكويديوم ديكتيوستيليوم معدلات عالية للغاية من امتصاص السوائل عندما نمت في المتوسط المغذيات، أكثر من 90% منها بسبب ماكروبينوسيتوسيس. وبالإضافة إلى ذلك، العديد من المكونات الأساسية المعروفة للثدييات ماكروبينوسيتوسيس موجودة أيضا، مما يجعل من نظام نموذجا ممتازا لدراسة ماكروبينوسيتوسيس. هنا، الأسلوب القياسي لقياس السوائل المدخلة باستخدام ديكستران فلوري كتسمية يتكيف مع شكل لوحة 96-جيدا، مع العينات التي تم تحليلها بالتدفق الخلوي باستخدام ملحق الفائق أخذ عينات (HTS).
ويتم تغذية الخلايا ديكستران الفلورية غير قوينتشابل لمدة محددة سلفا من الوقت، غسلها بالانغماس في المخزن المؤقت المثلج وفصل استخدام أزيد الصوديوم 5 مم، التي توقف الرقابة أيضا. ثم يتم تحليل خلايا في كل بئر بالتدفق الخلوي. الأسلوب كما يمكن تكييفها لقياس امتصاص الغشاء والبلعمه من الخرز الفلورسنت أو البكتيريا.
هذا الأسلوب صمم للسماح لقياس امتصاص السوائل ديكتيوستيليوم بطريقة تتسم بكفاءة العالية الإنتاجية والعمالة والموارد. أنه يسمح بمقارنة متزامنة لسلالات (مثل خروج المغلوب طفرات الجينات) وشروط متعددة (مثل الخلايا في وسائل الإعلام المختلفة أو تعامل مع تركيزات مختلفة من المانع) بالتوازي ويبسط الدورات الزمنية.
امتصاص السوائل غير محددة واسعة النطاق ماكروبينوسيتوسيس مهم في عدة سياقات البيولوجية1، بما في ذلك أخذ العينات مستضد بالمناعة الخلايا2، دخول الممرض المضيف الخلايا3، سرطان الخلية الانتشار4 انتشار أمراض بريون5. وفي الثدييات وخلايا ديكتيوستيليوم ، PI أكتين6،7،9،،من8ف-3 (3,4,5)10 (على الرغم من أن الطبيعة الدقيقة للمادة الدهنية تختلف بين اثنين11)، وتنشيط رأس12،13و14،راك المنشط15 هامة لكفاءة امتصاص السوائل ماكروبينوسيتوسيس، على الرغم من أنه لا تزال هناك العديد من الأسئلة دون إجابة حول كيف يتم التصحيح ماكروبينوسيتيك تشكيل المنظمة والمدخلة في نهاية المطاف. اكتشاف البروتينات أكثر أهمية بالنسبة ماكروبينوسيتوسيس، وفيما بعد، تحديد كيف أنها هامة في مختلف السياقات البيولوجية، سوف تعطي فهم أكثر شمولاً من ماكروبينوسيتوسيس ومن المحتمل أن يسمح تطوير واستهدفت علاجات لمجموعة من الشروط.
ديكتيوستيليوم نظام نموذج مثالي لدراسة ماكروبينوسيتوسيس. مستوى عال من ماكروبينوسيتوسيس التأسيسي في سلالات المختبر القياسية يعني أن امتصاص السوائل هو ما يزيد على 90 في المائة بسبب ماكروبينوسيتوسيس6. وهذا ما يسمح ماكروبينوسيتوسيس أن يقاس فقط بتحديد امتصاص السوائل، وخلافا لخلايا الثدييات حيث أن نسبة امتصاص السوائل بسبب ماكروبينوسيتوسيس أقل بكثير. ماكروبينوسيتوسيس يعرف جيدا جداً، ويقدم بسهولة تصور12 في هذا النظام وبالمثل مزايا واضحة للتحقيق الأساسية مكونات مصانة ماكروبينوسومي على النظم الأخرى حيث قد يكون هناك إشارات تنظيمية متعددة 16 , 17.
هذه التقنية القياسية المستخدمة لقياس ماكروبينوسيتوسيس بخلايا الثدييات ينطوي على تحديد الخلايا بعد النبض مع ديكستران لفترة قصيرة من الوقت متبوعاً بالفحص المجهري لتحديد منطقة الخلية التي تحتلها الحويصلات ديكستران إيجابية18. هذا الأسلوب لا تمثل مع ذلك إمكانية ماكروبينوسوميس تقلص عند دخول الخلية، التي سجلت في ديكتيوستيليوم19، ويأخذ في الحسبان سوى الطائرات وحيدة الخلية، بمعنى أن حجم استيعابه وليس واضحا. أسلوب بديل، لإحصاء عدد ماكروبينوسوميس في وقت معين، قد سلبيات نفس20. استخدام ديكتيوستيليوم تجنب هذه القضايا؛ ومع ذلك، التقنيات الموجودة لقياس امتصاص السوائل ديكتيوستيليوم نسبيا كمية العمل المكثف، باستخدام كبير للخلايا وديكستران21. يتم هز الخلايا في كثافة عالية في ديكستران الفلورسنت وإزالتها في نقاط زمنية مختلفة لتحديد الأسفار المدخلة فلوريميتير باستخدام عينات. يمكن تحليل الخلايا التي أعدت هذه الطريقة بالتدفق الخلوي للحصول على خلية واحدة، بدلاً من مستوى السكان،22من القرار، على الرغم من أن هذه تظل منخفضة الإنتاجية.
هنا، الأسلوب القياسي لقياس السوائل المدخلة باستخدام ديكستران فلوري كتسمية يتكيف مع شكل لوحة 96-جيدا، مع العينات التي تم تحليلها بالتدفق الخلوي باستخدام ملحق الفائق أخذ عينات (HTS). ويتم تغذية الخلايا ديكستران الفلورية غير قوينتشابل لمدة محددة سلفا من الوقت، غسلها بالانغماس في المخزن المؤقت المثلج وفصل استخدام أزيد الصوديوم 5 مم، التي توقف الرقابة أيضا. ثم يتم تحليل خلايا في كل بئر بالتدفق الخلوي. تم تصميم هذا الأسلوب التغلب على أوجه قصور الأساليب المذكورة أعلاه وتسمح بمقارنة متزامنة لامتصاص السوائل عدد كبير من سلالات/الظروف أثناء استخدام موارد أقل، والحد من العمال المعنيين.
1-إعداد الخلايا والمواد
2-تحويل القياسات النوعية في الكمية (اختياري)
3-قياس امتصاص السوائل
رقم 1: التخطيطي لقياس الإنتاجية العالية من ماكروبينوسيتوسيس. (أ) النمو ديكتيوستيليوم على صفيحة SM المصنف مع البكتيريا الغازية ك. (أصفر). حصاد الخلايا من الجبهة التغذية (برتقالي)، تجنب الخلايا التي يتم تطويرها بالفعل (الأخضر)، إلى 25 مل2 المخزن المؤقت. دوامة أن تنأى، بيليه بالطرد المركزي 3 دقيقة في 300 س ز، ثم أغسل 3 مرات في 50 مل2 المخزن المؤقت، مع تجاهل المادة طافية في كل مرة. ريسوسبيند إلى 1 × 105 خلايا/مل في HL5 النمو المتوسطة وإضافة 50 ميليلتر في ثلاثة آبار كل عينة لوحة مسطحة القاع 96-جيدا. احتضان عند 22 درجة مئوية ل 24 h. مخفف (ب) تريتك ديكستران إلى 1 مغ/مل في HL5 النمو المتوسطة من حل أسهم من 50 ملغ/مل. إضافة 50 ميليلتر لكل عينة (باستثناء آبار مراقبة الامتصاص 0 دقيقة)، واحتضان عند 22 درجة مئوية ل 1 ح، بعد الذي إضافة ديكستران إلى عنصر تحكم امتصاص 0 دقيقة. (ج) صب مباشرة في وسائل الإعلام، وبات لوحة على أنسجة إزالة الزائدة المتوسطة وتغرق في حمام من المثلج المخزن المؤقت2 ، سد الآبار لغسل. صب المخزن المؤقت وبات الجافة مرة أخرى. إضافة 100 ميليلتر من 5 مم أزيد الصوديوم المذابة في2مولودية لفصل الخلايا. أن تدفق سيتوميتير لقياس fluorescence المدخلة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
4-القيام بامتصاص السوائل وقت-الدورات
5-جرعة منحنيات الاستجابة
6-البلعمه، وامتصاص الغشاء
مجرد التقنية قد أنجز وخلايا محملة ديكستران وجاهزة للتحليل (الشكل 1)، ضمان cytometer التدفق غير محظور وضبط التشكيل الجانبي مبعثر مبعثر/الجانب الأمامي لتبدو وكأنها الخلايا هو مبين في الشكل 2 ألف. إذا تم حظر الجهاز، سوف تبدو أكثر مثل ما هو مبين في الشكل 2 (ب) ويجب أن تكون ممنوعة قبل المتابعة. كفالة المعلمات إظهار عنصر التحكم أكسينيك الخلايا يكون الفلورية العالية ديكستران المدخلة في نقاط زمنية أطول وانخفاض الأسفار المدخلة في أقصر منها (الشكل 2).
عندما تبحث عن الاختلافات بين طفرات، فمن المحتمل أنه سوف يكون هناك واحد من ثلاثة تعمل. طفرات يمكن أن يكون امتصاص السوائل العادية، يمكن أن يكون عيب في جزئية، أو امتصاص السوائل ويمكن إلغاؤها تماما. ويبين الشكل 2D سلالة مع امتصاص السوائل العادية، في هذه الحالة سلالة المختبر القياسية Ax2، متحولة مع ~ 50% انخفاض في امتصاص السوائل (Ax2 راسج-14) وواحدة مع إلغاء امتصاص السوائل (Ax3 جيفب-28). الحصول على امتصاص السوائل متوسط متوسط (قسم 3.5) واستخدامها لحساب حجم السائل مستوعبة (كما هو الحال في الشكل 3) أو مقارنة البيانات إلى عنصر تحكم (كما هو الحال في الشكل 4 باء و 4 ج).
عند أداء دورة وقت امتصاص السوائل، كما هو الحال في الشكل 3 ألف، ينبغي زيادة الأسفار المدخلة ل 60 – 90 دقيقة، بعدها يبدأ ديكستران يكون اكسوسيتوسيد وهو التوصل إلى هضبة (الشكل 3B). استخدام 60 دقيقة كنقطة الوقت القياسي عندما تسمح مقارنة ماكروبينوسيتوسيس في طفرات/ظروف مختلفة ولذلك إشارة جيدة أن يتحقق، ولا توجد إشارة فقدت بسبب الرقابة. طفرات حيث يتم عرقلة الرقابة شديدة قد يستغرق وقتاً أطول للوصول إلى هضبة29.
عند معالجة الخلايا مع مثبطات فعالة ضد ماكروبينوسيتوسيس في ديكتيوستيليوم (إعداد كما هو الحال في الشكل 4A)، ديكستران المنضوية في ح 1 سوف تذهب وصولاً إلى لا شيء تقريبا على أعلى تركيزات مثبط في معظم الحالات (الشكل 4 باء). قد لا تكون بعض مثبطات 100% فعالة، بيد مثل نوكودازولي يمنع فقط تصل إلى 50% لامتصاص السوائل التي ماكروبينوسيتوسيس عند إضافة حادة (الشكل 4). إذا لم تكن فعالة مثبطات، الخلايا سيتم استيعاب كمية مماثلة من ديكستران كعنصر التحكم، ولن ينظر انخفاض في الأسفار. يسمح هذا الأسلوب طائفة كبيرة من الموانع المختلفة، وتركيزات مثبط يكون صاحبها للآثار على امتصاص السوائل ماكروبينوسيتوسيس بسرعة كبيرة، تقليل الوقت الذي يقضيه في تحسين علاج مثبط.
رقم 2: إعداد تدفق البيانات سيتوميتير والممثل. (أ) يجب تعيين الأمام مبعثر (FSC) والجانب مبعثر (SSC) لمحات من الخلايا حيث يمكن بسهولة تمييز الخلايا. يظهر مثال عن كيفية ظهور الخلايا Ax2. (ب) إذا تم حظر cytometer التدفق، كما في هذا المثال، يكون الخلايا مبعثر الجانب منخفضة جداً. الليزر سوف لا تثير في فلوروفوريس بشكل صحيح، وينبغي أن يكون الجهاز غير المحظورة قبل المتابعة. يجب أن يتم تجاهل أية بيانات تم الحصول عليها في حين تم حظره بالجهاز. (ج) الأسفار يجب تعيين حيث يحتوي نموذج امتصاص 0 دقيقة الفلورية منخفضة، مما يزيد عند الخلايا قد تم المحتضنة لأطول في الأجل المتوسط الفلورسنت، كما هو موضح في هذا المثال مأخوذ من ويليامز & كاي 201824. (د) أمثلة للخلايا التي قد تم المحتضنة مع ديكستران تريتك ح 1 مع ماكروبينوسيتوسيس العادي (Ax2، الخضراء)، لتخفيض ماكروبينوسيتوسيس (Ax2 راسج-HM172614، البرتقالي) وإلغاء ماكروبينوسيتوسيس (Ax3 جيفب-، HM177628, الأزرق). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3: أداء امتصاص السوائل وقت-دورات في لوحات 96-جيدا. (أ) ديكستران ينبغي أن تضاف إلى كل مجموعة من عينات تسلسلياً، مع نفس وقت الانتهاء. ثم تغسل الآبار وفصل وقياس fluorescence المدخلة بالتدفق الخلوي. يتم عرض مثال مرات إضافة ديكستران هنا. (ب) أداء امتصاص السوائل وقت دورة الخلايا Ax2 في لوحات 96-جيدا. مأخوذة من ويليامز & كاي 201824، تظهر أشرطة الخطأ الخطأ القياسي لثلاث تجارب مستقلة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4: منحنيات الاستجابة جرعة امتصاص السوائل. (أ) إضافة مجمع الفائدة، في هذه القضية PI3K المانع LY294002، إلى HL5 التي تحتوي على 1 ملغ/مل تريتك-ديكستران في مضاعفة التركيز الأقصى النهائية المرجوة. مزيج مع متوسط النمو HL5 + 1 ملغ/مل ديكستران المحتوية على المركبات وحدها بنسب مختلفة لتوليد سلسلة تخفيف من 200 ميليلتر المتوسطة كل حالة. إضافة إلى الآبار كالمعتاد ح 1 قبل الغسيل وقياس fluorescence المدخلة. (ب) منحنى استجابة جرعة امتصاص السوائل للخلايا Ax2 المحتضنة مع المتوسطة المحتوية على LY294002 من أ. مقتبس من ويليامز & 2018 كاي24. هو تطبيع امتصاص السوائل إلى عنصر تحكم غير معالجة. وتظهر أشرطة الخطأ الخطأ القياسي لثلاث تجارب مستقلة. (ج) امتصاص السوائل جرعة منحنى استجابة للخلايا Ax2 المحتضنة مع نوكودازولي. مقتبس من ويليامز & 2018 كاي24. هو تطبيع امتصاص السوائل إلى عنصر تحكم غير معالجة. وتظهر أشرطة الخطأ الخطأ القياسي لثلاث تجارب مستقلة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
بينما أساليب أخرى لتقدير امتصاص السوائل منخفضة الإنتاجية، غسل الخلايا في الموقع ، واستخدام أزيد الصوديوم لفصل الخلايا هي الخطوات الحاسمة في هذا الأسلوب، والتي تسمح بقياس الإنتاجية العالية من ماكروبينوسيتوسيس، امتصاص الغشاء، أو البلعمه من ديكتيوستيليوم. كما يتم إرفاق الخلايا إلى سطح وليس المتوسط، يمكن غادر تعلق بينما المتوسط حولهم هو أولاً خلعت وثم تغيرت بالانغماس في المخزن المؤقت وخلعت مرة أخرى. أزيد الصوديوم، مما يستنزف ATP الخلوي و الغشاء30ديبولاريزيس، ثم يستخدم لفصل الخلايا، وأيضا يمنع الرقابة دون التأثير على الخلية صلاحية24.
بينما استخدام التدفق الخلوي لقياس ماكروبينوسيتوسيس من ديكتيوستيليوم يعطي مقياسا دقيقا جداً لامتصاص السوائل بسرعة كبيرة، تحديد السبب لماذا غيرت سلالة معينة أو شرط امتصاص السوائل، زيادة استخدام التحقيق المجهر هو المطلوب24. كما تجدر أن أظهرت النتائج المنشورة سابقا، في بعض الحالات، فرقا في امتصاص السوائل من سلالات متحولة نمت أما على سطح (كما هو الحال في هذه الحالة)، أو في الهز تعليق (كما هو الحال في بروتوكول قياسي)31. باستخدام هذا الأسلوب قد يعني أنه، في حالات نادرة، هي غاب العيوب الواضحة امتصاص السوائل. بالإضافة إلى ذلك، عند قياس البلعمه، يمكن أن تستخدم فقط بتركيزات منخفضة من الجسيمات. الحد الأقصى لمعدل البلعمه التي يمكن تحديدها مع هذا الأسلوب أقل بكثير من الحد الأقصى الحقيقية، على الرغم من أنه لا يزال من الممكن قياس الاختلافات ذات الصلة بين السلالات وظروف24في البلعمه. لتحديد الحد الأقصى لمعدل البلعمه، يجب أن يقاس امتصاص في الهز تعليق ب بروتوكول بديلة27. الخلايا التي قد فاجوسيتوسيد الخرز زادت مبعثر الجانب، حيث ينبغي تصحيح هذا لبناء على ذلك عند إعداد cytometer التدفق.
يمكن استخدام التدفق الخلوي لقياس امتصاص السوائل في خلايا الثدييات32، لكن نسبة أعلى من السوائل المرحلة الإقبال بمسارات أخرى اندوسيتيك من ينظر في ديكتيوستيليوم مصدر قلق. وبالإضافة إلى ذلك، يتم فصل الخلايا عادة استخدام التربسين في 37 درجة مئوية، مما يتيح مواصلة التقدم اندوسيتيك من ديكستران المدخلة. أزيد الصوديوم المثلج لا تسبب الضامة لفصل من سطح (ويليامز، والمراقبة غير منشورة)، مما يجعل هذا الأسلوب لا ينطبق على خلايا الثدييات دون مزيد من التحسين.
قياس الإنتاجية العالية من ماكروبينوسيتوسيس لديه القدرة على استخدامها على الشاشة بسرعة وبتكاليف زهيدة لتأثيرات مثبطات، والطفرات الوراثية أو الجينات ضربة قاضية على الخلايا ديكتيوستيليوم . وينبغي دائماً مقارنة طفرات للوالدين المباشر فقط. إذا كان القارئ ليس لديه تفضيل مسبق لسلالة ديكتيوستيليوم ، سلالات غير أكسينيك مثل DdB أو NC4 أكثر "البرية من نوع" من تلك التي أكسينيك ويمكن معالجته فعالية كسلالات أكسينيك33. وإلا فهي سلالات Ax2 أكسينيك سلالات مع أقل عدد الجينوم الازدواجية34، في حين أن العديد من سلالات Ax4 تالين بالضربة القاضية وينبغي أن تكون تجنبها إذا أمكن23. يمكن طلب معظم سلالات المنشورة سابقا من مركز الأسهم ديكتي35.
هذا الأسلوب يتيح إمكانيات التحقيق أكبر مما كان ممكناً في السابق إلى آثار الظروف المختلفة، ومثبطات والطفرات في ماكروبينوسيتوسيس من ديكتيوستيليوم.
الكتاب قد لا يوجد تضارب في الكشف عن.
ونحن نشكر "مجلس البحوث الطبية" المملكة المتحدة للتمويل (U105115237) إلى ررك الأساسي.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
LSR_II flow cytometer | BD Biosciences | - | Other Flow cytometers can also do this role, e.g. the LSRFortessa by BD |
TRITC-dextran (155 kDa) | Sigma-Aldrich | T1287 | Other non-quenchable dextrans, and other sizes are also fine |
HL5 medium | Formedium | HLGCFG | |
96-well tissue culture plate | Corning | 3596 | Any flat-bottom tissue culture treated 96-well plate will work |
Dihydrostreptomycin sulfate | Sigma-Aldrich | PHR1517 | |
Ampicillin sodium | Formdium | AMP50 | |
Kanamycin monosulfate | Sigma-Aldrich | 60615 | |
Sodium azide | VWR | 103694M | |
Magnesium sulfate hydrate | VWR | 25169.295 | |
Calcium chloride dihydrate | VWR | 1.02382.0250 | |
Potassium dihydrogen phopshate | VWR | 1.04877.1000 | |
Di-potassium hydrogen phosphate | VWR | 1.05104.1000 | |
Fluorimeter | Perkin-Elmer | LS 50 B | |
FM1-43 | Thermofisher | T35356 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 1.00 µm | Polysciences | 15702-10 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 1.50 µm | Polysciences | 09719-10 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 1.75 µm | Polysciences | 17687-5 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 2.00 µm | Polysciences | 09847-5 | |
Texas Red E. coli bioparticles | Thermofisher | E2863 | |
Flow-set fluorospheres | Beckman Coulter | 6607007 | Calibration Beads |
SM agar | Formedium | SMACFG | |
0.22 µm syringe filter | Elkay Laboratory Products | E25-PS22-50S | |
10 mL Syringe | Becton Dickinson | 302188 | |
Round-bottom polystyrene tubes | Corning | 352058 | Use a tube that will fit onto your flow cytometer. |
70 µm cell strainer | Falcon | 352350 | |
50 mL centrifuge tube | Sarstedt | 62.547.004 | |
Repeating pipette | Eppendorf | M4-SK | |
5 mL repeating pipette tips | Eppendorf | 30089650 | |
DMSO | Sigma-Aldrich | D2650-100ML | |
LY294002 | Cayman Chemical Company | 70920 | |
Nocodazole | Sigma-Aldrich | M1404-2MG |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved