Method Article
Inflammation plays a central role in the pathogenesis of ischemic stroke. Increasing evidence suggests that it acts as a double-edged sword which exacerbates early brain injury, but also contributes to later repair. This protocol describes the isolation of immune cells from the ischemic brain and their subsequent flow cytometric phenotyping.
缺血性中风发起启动在血管内隔室,并涉及脑驻留细胞的快速激活一个健壮的炎症反应。这种炎症反应的关键机制是免疫细胞循环到缺血性脑由趋化因子释放和增加的内皮细胞粘附分子的表达促进的迁移。脑侵入白细胞是公知的有助于早期继发局部缺血损伤,但其对于炎症和以后脑修复的终止意义最近才被发现。
这里,提供了一种用于免疫细胞从缺血鼠脑的有效隔离的简单协议。穿心灌注后,大脑半球解剖和机械分离。用LIBERASE酶消化之后是密度梯度(如珀)离心去除髓鞘和细胞碎片。这个协议我的一个主要优点š不需要梯度费时制备,并且可以可靠地进行单层密度梯度程序。该方法产生每大脑半球高度重现细胞计数,并允许在一种生物复制测量几个流式细胞仪面板。实验中风后表型特征和脑入侵的白细胞数量可能有助于更好地理解缺血性损伤和修复其多方面的作用。
脑卒中触发的局部血流停止后迅速开始并涉及免疫系统的几乎所有部分的持续的炎症反应。这种炎症反应的一个重要特点是它是由脑血管内皮细胞,大量趋化因子分泌的活化驱动的,增加的交感神经流出1-3的免疫细胞向脑的定时涌入。炎症细胞浸润以前被认为是缺血性脑卒中有害的,但是,有几个治疗试验旨在阻止乱白细胞出口到大脑不能诱导可测量的临床益处4。最近,很明显,最初参与了缺血性脑损伤5进展单核细胞衍生的细胞也可能发挥关键作用的炎症和后续的组织修复6的分辨率。
由于表型和泛函的识别单核细胞和巨噬细胞之间Onal地区异质性,在发展和炎症的分辨率单核吞噬细胞的作用的知识已经显著扩大。在小鼠中,循环的单核细胞可以按照淋巴细胞抗原6复合物(LY-6C)7的在它们的表面表达被分类成至少两个功能不同的子集。而莱曼6C 高 'inflammatory monocytes'显然证明是细菌感染8的控制至关重要,其在无菌损伤作用更为争议。在缺血性中风,CCR2 +阮文黎-6C 高的单核细胞选择性消融导致出血性梗死改造6。然而,同样的实验方法脑出血后的9急性改善残疾。同样,T细胞的不同子集被认为在缺血性脑损伤发挥无论是有害的10或防护行动11,但是,数据controversi人12,13及认股权证进一步调查。鉴于这种复杂性不断增加,它变得清晰,对缺血损伤和修复的各种免疫细胞的作用更深入的知识对于翻译的实验结果为靶向治疗脑卒中后炎症的关键。
今天,分析细胞免疫应答的最有力的工具是多色流式细胞术。它允许在炎症部位 的鉴定和各种免疫细胞亚群的定量而不需要偏压系统通过体内标记或遗传操作14。与抗体的细胞表面标记物的同时染色对细胞内细胞因子15或转录因子16另外提供关于个体,表型鉴定的细胞的功能的状态信息。作为一个主要的缺点,需要进行流式细胞分析单细胞悬浮液,从而在LOC信息细胞渗透的alization丢失。然而,虽然组织学是理想获得空间信息,它是由可在一个单一的时间被用于在特定的组织表征的免疫细胞亚群的抗体的数量的限制。今天,需要各种表面标记的存在和不存在的组合,炎症17中明确地识别罕见的免疫细胞亚群,尤其是不同的单核细胞衍生的细胞群体。
这里,我们描述了一种有效的协议,以高的数字白细胞从使用简单的单层密度梯度缺血后鼠脑分离。将得到的细胞悬浮液可以通过多维流中任一分析仪或进一步通过流式细胞仪分选或免疫磁性选择进行富集来执行高度特异性的下游分析。该方法详细介绍穿心灌注,清除大脑半球,脑组织的解离成单细胞停赛ensions,对髓鞘去除密度梯度离心以及抗体染色流式细胞仪分析。
所有的动物实验必须符合动物保健根据标准 (例如,该指南实验动物卫生,NIH出版号85-23美国国立研究院公布的维护和使用的1996年修订),并有被批准由相应的国家权威机构。
1.试剂的制备
2.短暂大脑中动脉闭塞
注意:通过腔内缝合技术瞬态大脑中动脉闭塞(MCAO)是在12周龄雄性C57BL / 6小鼠18前面所述进行。
3.穿心灌注和脑解剖
4.解离脑组织的单细胞悬浮液
5.密度梯度离心为髓鞘和细胞碎片的去除
6.抗体染色的流式细胞仪分析
7.绝对定量计数珠
8.流式细胞仪采集
注意:要分析所提出的抗体面板,适当的流式细胞仪已经被配备有蓝色(488纳米),红色(635纳米),紫(405纳米)的激光和过滤器的FITC,PE,PerCP经Cy5.5,PECy7, APC-Cy7的和AmCyan。
脑缺血经由左侧大脑中动脉(MCAO)的瞬态灯丝闭塞12周大的雄性C57BL / 6小鼠开始。对于假手术丝插入到阻塞左侧中脑动脉,并立即取出以便允许即时再灌注。重要的是,细胞神经炎症有很大不同常用的卒中模型19中。这具有外插从动物研究发现特别是当对人类中风的异质病理生理学要牢记。
小鼠处死24小时缺血后早期免疫细胞侵袭分析对缺血性脑。从半球缺血获得细胞计数(缺血同侧0.95±0.25×10E6)后,密度梯度离心法与那些从对侧大脑半球(缺血禁忌; 1.09±0.30点¯x10E6)和同侧假手术小鼠的半球(假IPSI; 1.12±0.18点¯x10E6,单向ANOVA,p值= 0.524)。通过台盼蓝排除测定的分离的细胞的存活率是高的,并没有在组(假96.85±0.60%,MCAO禁忌97.12±1.18%,MCAO IPSI 95.68±2.04%,单向ANOVA,P = 0.253之间显著不同)。
脑的组合物渗透24小时MCAO是通过流式细胞仪分析确定之后,图1示出了门控策略示意(A)和在一个代表性的笔划动物(B)。脑浸润白细胞被定义为CD45 高细胞,它可以从CD45 INT小胶质细胞分化。内CD45 高人口 ,中性粒细胞(PMN)由阮文黎-6G表达式标识,而T淋巴细胞被划定为高 CD45 CD3 +细胞。那么剩下的CD45 高细胞区分开由CD19(B淋巴细胞)和CD11b表达编。该细胞CD11b +部分进一步细分为阮文黎-6C 高 `炎症monocytes`和阮文黎-6C 低人口包括单核细胞,树突状细胞(DC)和巨噬细胞。
在中风急性期,骨髓免疫细胞主宰大脑渗透3,20。中性粒细胞血管闭塞后迅速进入大脑,促进炎症的单核细胞21外渗。 图2A显示LY6-G +中性粒细胞相比,对侧大脑半球和假手术缺血后缺血侧24小时增加的百分比。与此相反,CD3 + T细胞在缺血性半球的比例是(相对)比在健康脑低。内的CD11b +人口,脑缺血对移动阮文黎-6C 高炎症单核细胞强大的优势(图余额2B)。
除了 相对分布,计数管被用来确定在CD45阳性事件的基础上的样品(图3)的免疫细胞亚群的绝对数。计数管含有冻干的颗粒中释放的已知数量的荧光珠。在样品中阳性细胞的绝对数量可以通过与细胞事件对珠粒事件来确定。计算每个半球使用以下等式CD45 高白细胞的数目:每个半球的CD45 高细胞=(CD45 高事件X总共计数珠/样品珠事件)×(总悬浮液体积(100微升)/试样体积(10微升))。 24小时MCAO后,在梗死半球的总白细胞计数显著相比增加对侧半球和假手术如(图3D,单向ANOVA,p值= 0.0004)。在迪计数 stinct免疫细胞亚群(PMN,T细胞,B细胞,LY-6C 高和LY-6C 低的单核细胞)可以容易地通过与各自的样品的总CD45 高的白血球数乘以它们的相对频率来计算。
图1.门控策略流式细胞术 (一)设门的示意图。 (B)显示大脑中动脉闭塞后,从有代表性的小鼠大脑24小时分离出白细胞的流式细胞仪分析。 FSC前向散射,中性粒细胞中性粒细胞,疾病预防控制中心的古典树突状细胞。 请点击此处查看该图的放大版本。
ftp_upload / 53658 / 53658fig2.jpg"/>
图2.免疫细胞亚群的分化。阮文黎-6G + -neutrophils(A)的相对分布,CD3 + T细胞(A)和单核细胞亚群在同侧(IPSI)阮文黎-6C(B)的差异表达和对侧(标识禁忌)半球大脑中动脉闭塞(缺血)或相应的假手术后24小时。每个人口的百分比在栅极表示。 请点击此处查看该图的放大版本。
图3.脑白细胞的定量通过计数珠 。(A)示出了高度双阳性珠栅极。内的单细胞群(B)CD45 INT小胶质细胞可以从CD45 高白细胞(C)相鉴别。对于定量,门控CD45 高的事件的数量是归一化到计数珠事件。需要注意的是白细胞总数(CD45 高 )计数显著同侧(IPSI)半球相比对侧(禁忌)半球假手术24大脑中动脉闭塞(MCAO)后的小时上升。 ** P <0.01,*** P <0.001通过单向ANOVA和Tukey`s事后多重比较检验。 N = 4 - 6每组。 FSC前向散射。 请点击此处查看该图的放大版本。
荧光 | FITC | PE | PerCP | PC7 | APC-Cy7的 | V500 |
(经Cy5.5) | ||||||
抗原 | CD45.2 | CD3 | LY-6G | CD19 | LY-6C | 的CD11b |
最终浓度[微克/毫升] | 五 | 1 | 0.2 | 0.2 | 1 | 1 |
稀释因子 | 1/100 | 1/200 | 1 / 1,000 | 1 / 1,000 | 1/200 | 1/200 |
克隆 | 104 | 145-2C11 | 1A8 | 6D5 | AL-21 | M1 / 70 |
表 1.基本 抗体混合物在缺血性脑免疫细胞识别。
在这里,我们描述了白细胞从鼠脑实验性卒中后的隔离的简单而有效的方法。该方法可靠地产生每大脑半球,允许在一个生物重复测量不同流板高度重复性细胞计数。
显然,不完全除去血,包括免疫细胞,将导致在该输入的缺血性脑炎症细胞的实际量的失真图。因此,使用该协议时,要特别注意彻底穿心灌注,以防止渗入免疫细胞与非炎症性循环白细胞的污染。从经验,对于左心室穿刺钝针的使用减少了对室间隔这将绕过循环的灌注损伤的风险。从鼻孔灌注流体出现 是,灌注pressureis过高,因而一个符号,一个空隙流速> 10ml /分钟。以淡白色的脑组织表示良好的灌注,而粉红色的颜色是灌注不良的征兆。
此协议的另一个关键步骤是脑组织,它包括机械碎片以及酶消化高效分离。通过细胞过滤切碎组织是至关重要的,以提供改进的蛋白酶的效力。然而,均质的组织时,避免过大的压力,因为单核吞噬细胞是高度敏感的自溶22。用于酶促消化LIBERASE TL建议这是高度纯化的胶原酶I和II包含低浓度的中性蛋白酶嗜热菌的混合物。与由LIBERASE TL治疗(KM未发表的数据)显示活细胞显著更高恢复先前所述分离方案14,22,23的直接比较。相比胶原酶这是经常使用d表示从脑的免疫细胞的分离,LIBERASE TL含有内毒素的可忽略不计的水平。这是特别重要的,如果细胞被分类为下游分析,因为高含量的内毒素的可能会改变免疫细胞24的活化状态并严重损害细胞培养成果25。传统胶原酶的另一缺点 是在危害结果的可重复性,并要求每批26工作浓度的测定酶活性显著很多到很多不同之处。
在成人脑,髓鞘去除通过密度梯度离心是用于下游应用如流式细胞仪或对基因或蛋白质表达进一步的研究中不可缺少的步骤。该协议的一个主要优点是,它不需要梯度费时制备单层密度的过程。此外,分离协议产生可靠的结果由没有经验的实验者进行当s均匀。它不含接近彼此,很难吸移管的密度分层梯度之间没有干扰的接口。
根据表面标记物CD45的表达,协议产生的缺血性脑三大细胞类。绝大多数细胞属于那是由神经细胞,星形胶质细胞,室管膜细胞和内皮细胞CD45阴性人群。他们丰富的存在归因于单层密度梯度它的主要目的是有效的髓鞘和杂物清除。此外,代表驻地小胶质细胞27 CD45 INT人口可以从主要包含浸润血白细胞一个CD45 高人口加以区分。然而,应该指出的是,活化的小胶质可能采用血液出生骨髓细胞的表型和功能。因此,只有运用阅历ð技术,如联体28,骨髓嵌合体29或命运图谱分析30让炎症时这两个群体之间的明确区分。
在流式细胞术数据的分析往往局限于特定细胞群的百分比分布。然而,半球比较梗塞到非梗塞脑组织时此信息可能会产生误导,因为它不考虑这是由缺血性损伤改变总脑白细胞计数。因此,借鉴幅度和炎症浸润表型的全貌后,免疫细胞亚群的行程相对分布应绝对细胞数目的补充。当使用如在此协议中所述微珠,精确的样本体积的移液是绝对强制性获得可靠的结果。此外,强烈建议反向移液,以避免在计数管泡沫形成。所产生的气泡将减少微珠的预期体积并因此导致与样品中的绝对的CD45 高白细胞计数的高估。
总之,该协议提供了一种简单和可靠的方法来从脑分离的免疫细胞。它可以作为解剖到缺血性中风的炎症反应的复杂性的宝贵工具。未来的应用包括在传播和缺血性脑炎症的分辨率单核细胞亚群的依赖于时间的作用的调查。同样地,适应性免疫系统的行程后的作用是知之甚少。通过流量的原位特定子集转录因子或细胞因子的表达鉴定T细胞亚群的流式细胞仪分析可能有助于阐明其对中风后长期的恢复和新的治疗方法的发展从而开有希望的途径影响。
作者宣称,他们没有竞争的经济利益。
作者感谢伊莎贝尔·舒尔茨优秀的技术支持。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Peri-Star Pro Peristaltic Pump, 4-channel | World precision instruments | PERIPRO-4LS | |
Heracell 240i CO2 incubator | Thermo Scientific | ||
MACSmix Tube Rotator | Miltenyi Biotec GmbH | ||
Heraeus Multifuge 3SR+ | Thermo Scientific | ||
FACS Canto II | Becton Dickinson | ||
Isoflurane | Abbott | 4831850 | |
Hank's buffered salt solution (HBSS) | Gibco/Life Technologies GmbH | 14175-129 | |
HBSS with Calcium/Magnesium | Gibco/Life Technologies GmbH | 24020-091 | |
Liberase TL | Roche Diagnostics GmbH | 5401020001 | |
Percoll Plus | GE Healthcare Europe GmbH | 17-5445-01 | |
Fetal bovine serum | PAN Biotech | 3302-P101003 | |
Trypan blue | Gibco/Life Technologies GmbH | 15250-061 | |
Trucount | BD Biosciences | 340334 | |
Phosphate buffered saline | Biochrom AG | L 182-10 | |
DNAse I | Roche Diagnostics GmbH | 11284932001 | |
CD11b Horizon V500 | BD Biosciences | 562128 | |
CD16/CD32 | eBioscience | 14-0161 | |
CD45.2 FITC | eBioscience | 11-0454 | |
CD3 PE | Biolegend | 100307 | |
CD19 PE-Cy7 | Biolegend | 115519 | |
Ly6C APC-Cy7 | BD Biosciences | 560596 | |
Ly6G PerCP-Cy5.5 | BD Biosciences | 560602 | |
Silicone Tubing, 1 m | World precision instruments | 503022 | |
Fine Iris Scissors sharp | Fine Science Tools | 14094-11 | |
Surgical Scissors | Fine Science Tools | 14130-17 | |
Fine Iris Scissors sharp/blunt | Fine Science Tools | 14028-10 | |
Straight 1 x 2 teeth forceps | Fine Science Tools | 11021-14 | |
Blunt-end Forceps | Fine Science Tools | 11008-13 | |
5ml syringe plunger | Carl Roth GmbH (Braun) | EP96.1 | |
Cell strainer, 100 µm | Dr. I. Schubert, BD | 2360-00 | |
Omnican Fine dosage syringe 1 ml | Braun | TBD | |
Cell strainer, 70 µm | Greiner Bio-One GmbH | 542 070 | |
FACS Tubes | BD Bioscience GmbH | 352052 | |
serological pipettes, 10 ml | Greiner Bio-One GmbH | 607180 | |
serological pipettes, 10 ml | Sarstedt AG&Co | 861,254,025 | |
serological pipettes, 25 ml | Greiner Bio-One GmbH | 760180 | |
serological pipettes, 5 ml | Greiner Bio-One GmbH | 606180 | |
serological pipettes, 25 ml | Sarstedt AG&Co | 861,685,020 | |
serological pipettes,5 ml | Sarstedt AG&Co | 861,253,025 | |
Tips, 0.1 - 10 µl | Corning B.V.Life Sciences | 4840 | |
Tips, 100 - 1,000 µl | Greiner Bio-One GmbH | 740290 | |
Tips, 10 - 200 µl | Greiner Bio-One GmbH | 739296 | |
Reaction tubes 1.5 ml | Greiner Bio-One GmbH | 616201 | |
Reaction tubes 2 ml | Greiner Bio-One GmbH | 623201 | |
Bacteriological petri dish, 94 x 16 mm | Greiner Bio-One GmbH | 633180 | |
Falcon 15 ml | Greiner Bio-One GmbH | 188271 | |
Falcon 50 ml | VWR International GmbH (BD) | 734-0448 | |
Neubauer hemocytometer | Biochrom AG | PDHC-N01 | |
razor blade | Carl Roth GmbH | CK07.1 |
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。