A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
يفصل هذا البروتوكول عزل السكان المناعيين وغير المحصنين الأحياء عن رئة الفأر في حالة مستقرة وبعد عدوى الأنفلونزا. كما يوفر استراتيجيات البوابات لتحديد المجموعات الفرعية للخلايا الظهارية والنخاعية.
تتعرض الرئة باستمرار لمسببات الأمراض والمحفزات البيئية الضارة الأخرى ، مما يجعلها عرضة للتلف والخلل الوظيفي وتطور الأمراض. كانت الدراسات التي تستخدم نماذج الفئران لعدوى الجهاز التنفسي والحساسية والتليف والسرطان حاسمة للكشف عن آليات تطور المرض وتحديد الأهداف العلاجية. ومع ذلك ، فإن معظم الدراسات التي ركزت على رئة الفأر تعطي الأولوية لعزل الخلايا المناعية أو الخلايا الظهارية ، بدلا من كلا المجموعتين في وقت واحد. هنا ، نصف طريقة لإعداد معلق شامل أحادي الخلية لكل من السكان المناعيين وغير المناعيين المناسب لقياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا المنشط بالفلورة. تشمل هذه المجموعات الخلايا الظهارية والخلايا البطانية والخلايا الليفية ومجموعة متنوعة من مجموعات الخلايا النخاعية الفرعية. يستلزم هذا بروتوكول غسل قصبات هوائية وتضخم لاحقة من الرئتين مع متباينة. ثم يتم هضم الرئتين في خليط liberase. تحرر طريقة المعالجة هذه مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا المتنوعة وتؤدي إلى تعليق أحادي الخلية لا يتطلب تفككا يدويا ضد مرشح ، مما يعزز بقاء الخلية وينتج عنه أعداد كبيرة من الخلايا الحية لتحليلات المصب. في هذا البروتوكول ، نحدد أيضا مخططات البوابات للمجموعات الفرعية للخلايا الظهارية والنخاعية في كل من الرئتين الساذجة والمصابة بالإنفلونزا. يعد العزل المتزامن للخلايا المناعية الحية وغير المناعية أمرا أساسيا لاستجواب الحديث المتبادل بين الخلايا واكتساب فهم أعمق لبيولوجيا الرئة في الصحة والمرض.
تتكون الرئة من الشعب الهوائية والحويصلات الهوائية والخلالية. توجد الخلايا المناعية وغير المناعية داخل هذه المقصورات للمساهمة في كل من وظيفة الرئة المتجانسة (تبادل الغازات) ودفاع المضيف ضد الإهانات البيئية ، مثل العدوى الفيروسية. الممرات الهوائية الكبيرة والصغيرة ، أو الشعب الهوائية والقصيبات الهوائية ، مبطنة بالخلايا الظهارية. الخلايا الظهارية السائدة في هذه المناطق هي الخلايا الهدية والهدبية المسؤولة عن إفراز الجزيئات الواقية وتسهيل إزالة الغشاء المخاطيالهدبي 1. الحويصلات الهوائية هي أكثر الهياكل البعيدة في الرئة ، مبطنة بنوعين من الخلايا الظهارية ، الخلايا السنخية من النوع الأول (ATIs) والخلايا السنخية من النوع الثاني (ATIIs). ATI هي المسؤولة عن تبادل الغازات ، وتقوم ATIIs بإفراز المواد الخافضة للتوتر السطحي وإعادة تدويرها لضمان التوتر السطحيالمناسب 2،3. تتجدد ATIIs ذاتية التجديد ويمكن أن تتمايز أيضا إلى ATI ، وهو دور مهم بشكل خاص بعد تلف الرئة4. بالإضافة إلى ذلك ، توفر ATIIs مكانة داعمة لنوع الخلايا المناعية الرئيسي الذي يملأ مكانة السنخية ، البلاعم السنخية (AMs) 5،6. خارج الظهارة ، تشكل الخلايا الليفية والخلايا البطانية والضامة الخلالية (IMs) (التي يمكن أن تكون مرتبطة بالأعصاب والأوعية) النسيجالخلالي 7،8،9،10. استجابة للعدوى والإصابة ، تموت العديد من خلايا الرئة ، وتتسلل الخلايا المناعية ، بما في ذلك الخلايا الوحيدة والعدلات ، إلى الأنسجة11،12. تتمايز الخلايا الوحيدة المتسللة للرئة إلى البلاعم ويمكن أن تساهم في حجرة البلاعم على المدىالطويل 13.
الطرق الحالية لتحضير معلقات أحادية الخلية من رئة الفأر تعتمد بشكل عام على الكولاجيناز وتتطلب تفككا جسديا للأنسجة14. يمكن أن يؤدي هذا إلى انخفاض أعداد الخلايا غير المناعية القابلة للحياة. تعتمد بعض البروتوكولات لعزل الخلايا الظهارية على التباين وتنتج نسبا أعلى من الخلايا الظهارية الحية. ومع ذلك ، فإن هذه البروتوكولات عموما لا تحقق في غلة الخلايا المناعية وقابليتهاللحياة 15،16،17. قياس التدفق الخلوي هو طريقة شائعة تستخدم للتمييز بين مجموعات الخلايا داخل الأنسجة المهضومة. في خط الأساس ، يتم تحديد بوابات قياس التدفق الخلوي ل AMs و IMs والخلايا الوحيدة والعدلات بوضوح. ومع ذلك ، أثناء الالتهاب ، تصبح عملية البوابات متغيرة ويصعب تفسيرها بسبب الاستمرارية في التعبير عن علامة السطح للخلايا الوحيدة المتسللة التي تتمايز إلى ضامة. لذلك ، يحدد البروتوكول المقدم هنا أيضا استراتيجيات البوابات لتحديد مجموعات الخلايا النخاعية ذات الأهمية بعد الإصابة.
يعد التفكك القوي للخلايا الظهارية والنخاعية في الرئة أمرا ضروريا لتمييز وظائفها الاستتبابية والالتهابية. ستمكن طريقة عزل هذه الحجرات الخلوية بالتوازي من إجراء تحليلات نهائية لأنواع الخلايا الرئيسية التي تحافظ على الصحة وتدفع المرض. يمكن العثور على نظرة عامة تخطيطية على سير عمل هذا البروتوكول في الشكل 1.
يتوافق هذا البروتوكول مع إرشادات اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامها في كلية الطب بجامعة هارفارد (أرقام المنح: R35GM150816 و P30DK043351). تم استخدام إناث الفئران C57BL / 6J التي تتراوح أعمارها بين 8-12 أسبوعا للتجارب. هذا البروتوكول مناسب أيضا للفئران الذكور. وترد تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.
1. تحضير المواد
2. حصاد الرئتين
3. هضم الرئتين
4. تحضير تعليق الخلية الواحدة
5. قياس التدفق الخلوي وتحليلات المصب
سيؤدي الهضم الناجح إلى ما يقرب من 20-25 مليون خلية مع قابلية للحياة بنسبة 90٪ -95٪. إذا تمت إضافة ما يقرب من 25,000 حبة عد إلى جزء 8٪ من الرئة ، فيجب أن تضر الخرزات بنسبة 1٪ -3٪ من الأحداث التي تم جمعها. بعد البوابات على الفردي ، يجب أن يكون ما يقرب من 90٪ -95٪ من الخلايا سلبية الزومبي ال?...
يحدد هذا البروتوكول هضم رئة الفأر الذي يعزل ما يقرب من 20-25 مليون خلية لكل فأر مع قابلية للحياة بنسبة 90٪ -95٪. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح بجمع BALF لمزيد من التحليل. يتوافق تعليق الخلية الناتج مع تقنيات معملية متعددة ، بما في ذلك قياس التدفق الخلوي وفرز الخلايا المنشطة بالفلورة ل?...
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم دعم هذا العمل جزئيا من خلال منح من المعاهد الوطنية للصحة (R35GM150816 و P30DK043351) ، ومؤسسة تشارلز إتش هود ، ومعهد هارفارد للخلايا الجذعية. نشكر ألكسندر مان وجميع الأعضاء الآخرين في مختبر فرانكلين على مساعدتهم ومشورتهم في تصميم وتحسين مخططات وتحليلات بوابات قياس التدفق الخلوي. نشكر أيضا نواة قياس التدفق الخلوي في كلية الطب بجامعة هارفارد. تم إجراء تحليل قياس التدفق الخلوي باستخدام FlowJo. تم إنشاء مخططات الشكل باستخدام BioRender.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 mL syringe with Slip Tip | VWR | BD309659 | |
1.7 mL microcentrifuge tube | DOT Scientific | RN1700-GMT | |
10 mL pipettes (disposable) | Fisher Scientific | 12-567-603 | |
10 mL Syringe with BD Luer-Lok Tip | VWR | 75846-756 | |
123 count eBeads Counting Beads | Thermo Scientific | 01-1234-42 | |
12-channel pipette (30-300ul) | USA Scientific | 7112-3300 | |
16% paraformaldehyde | VWR | 100503-917 | |
23 G needle with regular bevel | VWR | 305194 | |
27 G needle with regular bevel | VWR | BD305109 | |
5 mL pipettes (disposable) | Thermo Fisher Scientific | 170373 | |
50 mL centrifuge tubes | Olympus | 28-108 | |
96-well round bottom plate | Corning | 3797 | |
ACK lysing buffer | Gibco | A100492-01 | |
Alexa Fluor 488 anti-mouse CD11c | BioLegend | 117311 | |
Anti-F4/80 Rat Monoclonal Antibody (PE (Phycoerythrin)/Cy7) | BioLegend | 123114 | |
APC anti-mouse CD64 (FcγRI) | BioLegend | 139306 | |
APC/Cyanine7 anti-mouse CD45 | BioLegend | 103115 | |
BD Insyte Autoguard Shielded IV Catheters | VWR | 381423 | |
Brilliant Violet 421 anti-mouse I-A/I-E (MHC-II) | BioLegend | 107632 | |
Brilliant Violet 421 anti-mouse/human CD11b | BioLegend | 101235 | |
Brilliant Violet 605 anti-mouse Ly-6C | BioLegend | 128036 | |
Brilliant Violet 711 anti-mouse CD45 | BioLegend | 103147 | |
C57BL/6J mice | Jackson Laboratories | ||
Cd140a (PDGFRA) Monoclonal Antibody (APA5), PE-Cyanine7, eBioscience | Life Technologies | 25-1401-82 | |
CD170 (Siglec F) Monoclonal Antibody (1RNM44N), PE | Life Technologies | 12170280 | |
Cell strainers | Corning | 352350 | |
Centrifuge | Eppenodorf | Centrifuge 5910R | |
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (DNase) | Millipore Sigma | DN25-100MG | Reconstituted at 20 mg/mL in DPBS as stock solution stored at -20 °C |
Dispase | VWR | 76176-668 | Thawed once and stored as 1mL aliquots at -20 °C |
Dissection forceps (Dumont #7) | Fine Science Tools | 11297-00 | |
Dissection scissors | Fine Science Tools | 14060-09 | |
DPBS | Thermo Fisher Scientific | 14190250 | |
eBioscience fixation kit | Life Technologies | 00-5523-00 | |
EDTA | Life Technologies | AM9260G | |
Ethanol | VWR | TX89125170HU | |
FBS | GeminiBio | 100-106 | Thawed once and heat-inactivated before long-term storage as aliquots at -20 °C |
FITC anti-mouse CD31 Antibody | BioLegend | 102406 | |
Gibco RPMI 1640 Medium | Fisher Scientific | 11-875-093 | |
Glass slides | Fisher Scientific | 12-552-3 | |
graduated reservoir | USA Scientific | 1930-2235 | |
Ice bucket | Corning | 432128 | |
Ketamine hydrocholoride injection (100 mg/mL) | Dechra | Ketamine and xyalazine euthanization mixture can be kept at 30 mg/mL ketamine hydrochloride and 4.5mg/mL xylazine in sterile DPBS for up to one month. | |
Liberase | Millipore Sigma | 5401119001 | Reconstituted at 5 mg/mL in DPBS as stock solution stored at -20 °C |
Lids for 96-well plates | Fisher Scientific | 07-201-731 | |
Orbital Incubator Shaker | Barnstead Lab-Line | SHKE4000 | |
p1000 pipette | Eppenodorf | 3123000063 | |
p1000 tips | USA Scientific | 1122-1830 | |
p200 pipette | Eppenodorf | 3123000055 | |
p200 tips | USA Scientific | 1110-1700 | |
PE anti-mouse CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 118206 | |
PerCP/Cyanine5.5 anti-mouse CD104 Antibody | BioLegend | 123614 | |
PerCP/Cyanine5.5 anti-mouse Ly-6G | BioLegend | 127616 | |
Pipet-Aid | Drummond | 4-000-101 | |
Purified anti-mouse CD16/32 | BioLegend | 101302 | Referred to as "Fc block" in text |
Spray bottle | VWR | 23609-182 | |
Suture (Size 2-0) | VWR | 100190-026 | |
Underpads | VWR | 56617-014 | |
Xysed (xylazine 100mg/mL) | Pivetal | See ketamine hydrocholoride notes above. | |
Zombie Aqua Fixable Viability Kit | BioLegend | 423102 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved