A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
تعمل الحويصلات الدقيقة المتساقطة من غشاء البلازما كمؤثرات خلوية. الحويصلات الدقيقة للطحال (SMVs) هي علامات بديلة للحالات الفيزيولوجية المرضية. في الفئران والفئران ، يميز محتوى وخصائص SMV الشيخوخة أو الالتهاب ويتم تغييرها عن طريق العلاجات الواقية للخلايا ، مما يجعلها أداة مراقبة قيمة ولكنها وفيرة للأبحاث قبل السريرية.
الحويصلات الدقيقة (MVs) عبارة عن شظايا فرعية من الميكرون يتم إطلاقها من غشاء البلازما للخلايا المنشطة والتي تعمل كمؤثرات خلوية مسببة للالتهابات وتخثر. في الفئران ، الطحال MVs (SMVs) هي علامات بديلة للظروف الفيزيولوجية المرضية. أظهرت الدراسات السابقة في المختبر أن Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis) ، وهو أحد مسببات الأمراض الرئيسية في اللثة ، يمكن من تساقط البطانة وموت الخلايا المبرمج بينما يفضل عديدات السكاريد الدهنية (LPS) تساقط الحويصلات الدقيقة المشتقة من خلايا الطحال (SMVs). أظهرت الدراسات في الجسم الحي جدوى التحكم الدوائي في تساقط SMV. يضع البروتوكول الحالي إجراء موحديا لعزل المتلازمات المتلازمة الطحالية من نموذج عدوى الفئران الحادة P. gingivalis . P. اللثة تم إحداث عدوى في الفئران الصغيرة C57BL / 6 عن طريق الحقن داخل الصفاق (ثلاث حقن من 5 × 107 بكتيريا / أسبوع). بعد أسبوعين ، تم جمع الطحال ووزنها وعد خلايا الطحال. تم عزل SMVs وقياسها كميا بواسطة فحوصات البروتين والحمض النووي الريبي والبروثرومبيناز. تم تقييم صلاحية الخلية إما عن طريق أصباغ استبعاد يوديد البروبيديوم أو التريبان الأزرق. بعد استخراج خلايا الطحال ، تم الحصول على عدد العدلات عن طريق قياس التدفق الخلوي بعد 24 ساعة من زراعة خلايا الطحال. في الفئران المحقونة باللثة ، لوحظت زيادة بمقدار 2.5 ضعف في وزن الطحال وزيادة بمقدار 2.3 مرة في عدد خلايا الطحال ، بينما تم تعزيز عدد العدلات بمقدار 40 ضعفا. تراوحت صلاحية خلايا خلايا الطحال من الفئران المحقونة بالمتصورة اللثوية من 75٪ -96٪ وانخفضت بنسبة 50٪ بعد 24 ساعة من الثقافة دون أي فرق كبير مقارنة بالضوابط غير المكشوفة. ومع ذلك ، فإن خلايا الطحال من الفئران المحقونة تلقي كميات أكبر من MVs عن طريق فحص البروثرومبيناز أو قياسات البروتين. توضح البيانات أن SMVs التخثرية هي أدوات موثوقة لتقييم استجابة الطحال المبكرة لعدوى المتصورة اللثوية داخل الصفاق.
الحويصلات الدقيقة (MVs) ، والتي تسمى أيضا الجسيمات الدقيقة أو الجسيمات الخارجية ، هي شظايا غشاء البلازما التي يبلغ قطرها 0.1-1.0 ميكرومتر يتم إطلاقها في سوائل الجسم والفضاء خارج الخلية استجابة لمحفزات الخلايا المختلفة. تم تحديده لأول مرة على أنه غبار الصفائح الدموية الذي يعرض الدهون الفوسفورية المخثرة ، ومعظمها من الفوسفاتيديل سيرين (PSer) ، وتشكل MVs سطحا إضافيا لتجميع مجمعات تخثر الدم1،2. تم إثبات الدور الرئيسي للمركبات المتوسطة المنتشرة كمؤثرات تخثر في المرضى الذين يعانون من متلازمة سكوت2 ، وهو مرض وراثي نادر يؤدي إلى التعرض الوظيفي ل PSer والنزيف (الشكل التكميلي 1). تمت دراسة MVs على نطاق واسع كمؤشرات حيوية منتشرة لمخاطر التخثر في الأمراض المزمنة المرتبطة باضطرابات القلب والأوعية الدموية مثل مرض السكري وأمراض الكلى المزمنة وتسمم الحمل وارتفاع ضغطالدم 3،4. يتم التعرف عليها حاليا على أنها مؤثرات خلوية حقيقية في السوائل أو أنسجة الأعضاء مثل عضلةالقلب 1. نظرا لأنها تنقل البروتينات النشطة والدهون والميرنا المرسال ، فإنها تعدل عن بعد استجابات الأوعية الدموية مثل الإرقاء والالتهاب وتكوين الأوعية الدموية ونمو الأوعية الدموية أو إعادة تشكيلالأنسجة 5.
بينما تفحص الدراسات السريرية قيمة تشخيص MVs فيما يتعلق بعوامل الخطر ، فإن MVs المعزولة من سوائل المريض أو أنسجته تمكن من تقييم خصائص المستجيب خارج الجسم الحي 6. يتم تحقيق فك رموز الآليات التي تحكم التكوين الحيوي للجهد المتوسط وقدرات الحديث المتبادل بشكل عام في نماذج زراعة الخلايا لتحديد الجزيئات النشطة المكشوفة أو المغلفة داخل MVs وإشاراتها النهائية. تعتمد تفاعلات MV مع الخلايا المستهدفة على ارتباط البروتين / البروتين الغشائي ، عند توفر الروابط المضادة المناسبة ، و / أو اندماج الدهون7.
في ظل الظروف الفسيولوجية ، تنشأ MVs المنتشرة في البلازما في الغالب من خلايا الأوعية الدموية ، كما هو محدد بواسطة علامات تمايز عنقود النسب (CD) 8،9. ومع ذلك ، في علم الأمراض ، لا سيما في السرطان10 ورفض الكسب غير المشروع11،12 ، يتم التخلص من MVs من الأنسجة التالفة وتحمل سمات تخثر ضارة ومسببة للالتهابات. يتم اكتشافها في الدورة الدموية الجهازية ، مما يجعلها مجسات مفيدة لمراقبة العلاجات الوقائية أو التجديد ، والأهداف الدوائيةالمحتملة 13. نظرا لأن MVs تنتشر كحوض تخزين ديناميكي يعكس توازن الخلايا الوعائية والأنسجة في الصحة والمرض ، يجب أيضا التحقيق في فهم أفضل لعملها عن بعد في الجسم الحي ، بعد الحقن الوريدي أو تقطير الأنف في الصغيرة14،15. في الواقع ، تم اعتبار MVs مساهما رئيسيا في المسارات المعقدة التي تربط الالتهاب المبالغ فيه والتخثر16.
التهاب دواعم السن هو مرض التهابي من أصل معدي يصيب الأنسجة الداعمة للأسنان17،18 ويرتبط بخطر تجلط الدم. يتميز بنزيف اللثة وتدمير العظام السنخية وحركة الأسنان ويمكن أن يؤدي في النهاية إلى فقدان الأسنان. ينتشر التهاب دواعم السن بشكل كبير في جميع أنحاء العالم ويصيب أكثر من 50٪ من السكان ، مع 11٪ يظهرون شكلا حادا19. يحدث التهاب دواعم السن بسبب خلل التنكسج البكتيري للأغشية الحيوية تحت اللثة ، والتي تحافظ على استجابة التهابية متفاقمة تؤدي إلى تدمير الأنسجة20. على مدى العقد الماضي ، تم ربط التهاب دواعم السن بالأمراض الجهازية مثل اضطرابات القلب والأوعية الدموية والسكري والتهاب المفاصل الروماتويدي. التفسيرات المحتملة هي عمل مسببات أمراض اللثة عن بعد و / أو زيادة الالتهاب الجهازي بوساطة السيتوكينات المسببة للالتهابات مثل الإنترلوكين (IL-1 ، IL-6) و TNF-α21،22.
من بين مسببات الأمراض المرتبطة بظهور التهاب دواعم السن وتطوره ، تم العثور على Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)23 في معظم الآفات الشديدة التي تحصد العديد من عوامل الفوعة ، بما في ذلك عديدات السكاريد الدهنية (LPS) 24 التي تحفز الاستجابات الالتهابية بوساطة المستقبلات الشبيهة بالحصيلة (TLR)25 وتجنيد العدلات وكريات البيض متعددة الأشكال (PMNs) في موقع العدوى الأولية26. LPS من P. gingivalis ينشط TLR-4 أو TLR-2 ، مما يسهل اكتشاف المناعة والتهرب من البقاء على قيد الحياةالبكتيرية 27. على مستوى الأوعية الدموية ، يرتبط تنشيط TLR2 بواسطة LPS بالتخثر المناعي. القدرة الفريدة ل P. gingivalis على دفع إشارات TLR-2 بينما يضعف التعرف المعتمد على TLR-4 بشكل كبير تفضل العدوى المستمرة منخفضة الدرجة28،29.
إجراءات في الجسم الحي لدراسة استجابات MV للعدوى المزمنة والمستمرة لمسببات الأمراض منخفضة الدرجة نادرة. تم وصف الأساليب المنهجية لاستخراج MVs Tissular بشكل سيئ في الأدبيات وتتعلق عموما بحصاد MVs من الأنسجة المرضية مثل الأورام الصلبة أو التنكس الدهني في الكبد أو لويحات تخثر الشرايين أو الطعوم11،29،30 ، بينما يستشعر الطحال البكتيريا والفيروسات في مجرى الدم. كما أنه يخزن كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية والخلايا الليمفاوية والخلايا الوحيدة والخلايا القاعدية والحمضات المشاركة في الاستجابة المناعية. تولد الخلايا المحببة مثل العدلات من اللب الأحمر أيضا أنواعا من الأكسجين التفاعلية (ROS) والبروتياز الذي يدمر مسببات الأمراض ويمنع العدوى من الانتشار31،32. بشكل مثير للدهشة ، وعلى حد علمنا ، لا يتم التحقيق في MVs الطحال في سياق إهانات الأنسجة التي يسببها مسببات الأمراض. هناك حاجة عالمية غير ملباة لدراسة الاختلافات في MVs Tissular في علم الأمراض الفيزيائية.
أظهرت البيانات المختبرية من مختبرنا أن LPS يحفز تساقط MVs مخلوطة التخثر من خلايا الطحال في الفئران ، والتي بدورها تؤدي إلى شيخوخة الخلايا البطانية التاجية المستنبتة والنمط الظاهري البطاني المسبب للالتهابات والتخثرالمتتالي 11. تم إثبات جدوى التحكم الدوائي في الطحال MVs بعد علاج بتركيبة أوميغا 3 المحسنة. تم العثور على التزقيم الفموي للفئران في منتصف العمر والعمر ليكون وقائيا من تساقط MVs التخثر من خلايا الطحال وخصائصها الضارة المسببة تجاه البطانة التاجية33.
بالمقارنة مع الدم ، يوفر الطحال ميزة كونه مصدرا مهما للكريات البيض في فرد واحد. بالإضافة إلى ذلك ، تم مؤخرا اقتراح محور الطحال والقلب3،34 ، مما يجعل الطحال مساهما محتملا في مخاطر القلب والأوعية الدموية المرتبطة بالعدوى ذات الأهمية المفيدة للتحكم الدوائي. يعد تقييم خصائص SMVs أو إطلاقها أمرا أساسيا في فهم الاستجابات التي يسببها مسببات الأمراض أو الالتهابات. ومن المثير للاهتمام أنه يمكن تحقيقه في المعالجة وفي النماذج الفيزيائية المرضية المختلفة (العمر وارتفاع ضغط الدم والسكري). في الواقع ، من خلال مقارنة الفئران في منتصف العمر والعمر33 ، يمكن إثبات الاختلافات في خصائص الطحال MVs وإطلاقها بعد ثقافة بسيطة لخلايا الطحال لمدة 24 ساعة.
بالنظر إلى الأدلة المذكورة أعلاه على تغيير الخصائص المستجيبة للطحال MVs مع الحالة الفيزيولوجية المرضية وجدوى السيطرة الدوائية في الفئران ، يتم وصف بروتوكول موحد هنا لعزل طحال الفئران MVs. من شأن الإجراء أن يتناسب بشكل أفضل مع التحقيقات المتعمقة لآليات in vivo التي تدعم التأثيرات بوساطة SMVs ، في نهاية المطاف في الفئران الهندسية. تم إنشاء الإجراء في الفئران C57BL / 6 باستخدام عدوى موضعية داخل الصفاق بواسطة P. gingivalis ، لإثبات التأثير البعيد لمسببات الأمراض على خصائص المستجيب MV (SMV).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على جميع البروتوكولات التجريبية واتبعتها المبادئ التوجيهية ذات الصلة للجنة الأخلاقيات المحلية (APAFIS # 2020121815051557) ورعاية في الجامعة الأم و INSERM. تم استخدام ذكور الفئران الصغيرة C57BL / 6 ، بعمر 6-8 أسابيع ، في التجارب. تم فحص الفئران بانتظام لتقييم الألم والتوتر ، وتمت مراقبة أوزانها يوميا. ما لم ينص على خلاف ذلك ، يجب أن تكون جميع المخازن المؤقتة والمحاليل للاستخراج معقمة وفي درجة حرارة الغرفة.
1. تحضير
2. استخراج خلايا الطحال
3. إزالة كريات الدم الحمراء عن طريق صدمة تناضحية
4. تعديل تركيز خلايا الطحال المعزولة
5. عزل الحويصلات الدقيقة لخلايا الطحال
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تعطي البيانات المقدمة تمثيلا كاملا للإجراء بأكمله ، باستخدام حالتين رئيسيتين للحيوانات: السيطرة على الفئران الصغيرة C57BL / 6 غير المعالجة وزملائها في القمامة التي تخضع لستة حقن PG داخل الصفاق (IP) كل يومين ، لمدة أسبوعين. كما أنها تظهر العمل عن بعد لحقن PG داخل الصفاق على استج?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تؤكد الدراسة الحالية أن الطحال هو مصدر رئيسي وموثوق به للمركبات المتوسطة ذات الصلة الفيزيائية المرضية مقارنة بالمصادر الأخرى مثل الدم ، ذات الحجم المحدود في الفئران. شريطة اتخاذ الاحتياطات ، فإن الطريقة سهلة الإعداد ولا تتطلب معدات باهظة الثمن. نظرا لعدم توفر طريقة بدي...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
المؤلفون مدينون لكلودين إيبل من Service commun de cytométrie en flux (Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg) لمساعدة الخبراء وتشكيل تحليل قياس التدفق الخلوي المعقد للطحال وعلي الحباب للتدريب الأولي على وضع العلامات على خلايا طحال الفئران. ساعد دينيز كاراجيوز في حفر جمع الأدب. تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منحتين من ANR COCERP (N° A17R417B) و ENDOPAROMP (N°ANR-17-CE17-0024-01).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
2 mL tubes type Eppendorf | Dutscher | 54816 | Conical bottom stériel microtubes |
Allegra 64 R Centrifuge | Beckman Coulter | ||
Automatic cell counter | Biorad | ||
Bovine serum albumin | Euromedex | 04-100-812-E | Prepared, filtered with 0.22 µm sieve and stored at 4 °C under sterile conditions by using the following formulas: 2 mM EDTA, 0,5% BSA and sterile PBS |
CD11 (Mac-1) | e-Biosciences | 45-00112-80 | Conjugated to eFluor 450; λmax excitation 405 nm λmax emission 445 nm |
CD16/32 | BD Biosciences | 553142 | unconjugated |
EDTA | Calbiochem | Calbiochem | S 6381-92-6 |
Falcon tube | Cell star | 227261 | 50 mL |
Fetal Bovine serum | Dutscher | S1810-500 | Batch number = S14028S1810 |
Fortessa Aria | BD Biosciences | for cell sorting | |
Fortessa flow cytometer | Becton-Dickinson. | ||
Fungizone | PAN biotech | P06-01050 | |
HBSS | Gibco | 14175-053 | Without phenol red, without Ca+2 and Mg+2 |
ICAM-1 | abcam | ab171123 | |
LYG-6 (Gr-1) | BD Biosciences | 566218 | Conjugated to BUV395; λmax excitation 348 nm, λmax emission 395 nm |
Lysis buffer erythrocytes (ACK) | Sigma | Prepared, filtered with 0.22 µm sieve and stored at 4°C under sterile conditions by using the following formulas: NH4Cl, 0.15 M (molarity), 53.491 (mw) 4 g KHCO3 1 mM (molarity) 100.115 (mw), 50 mg EDTA 0.1 mM (molarity), 292.24 (mw), 14.6 g pH: 7.2–7.4 | |
NanoDrop 1000 spectrophotometer | Thermoscientific | ||
PBS | Lonza | 17-516F | Without Ca+2 and Mg+2 |
Plastic petri dish | 100 mm | ||
Polystyren tube | Falcon | 352070 | |
q-Nano Gold | iZON science | ||
RPMI 1640 culture medium: 2 g/L glucose | PAN biotech | p04-18047 | Supplemented withsupplemented with Streptomycin (100 U/mL) /Penicillin (100 U/mL), Fungizone (250 mg/mL), L-glutamine (2 mM) and FBS 10%. |
Scalpels | |||
Sieve Nylon | Falcon USA | 352360 | 100 µm |
Streptomycin/Penicillin | PAN biotech | P06-07100 | |
Syringe | 2 mL | ||
Trypan Blue | Biorad | 1450013 | |
VCAM1 | abcam | ab215380 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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