Diese Arbeit wurde vom CNRS (PICS 2012-2014 auf EG) und durch einen Zuschuss aus der Region Kampanien (LR n.5, 28.03.2002 um Giovanna Mottola) unterstützt. Filippo Conti ist Mitglied des Wissenschaftlichen Zusammenarbeit Foundation&#39;&#39; Infectiopole Sud.&#39;&#39; Nicola Boucherit ist ein Fellow der Französisch Ministerium für Forschung und Technologie. Die Finanzierungsquellen hatten keine Rolle in dem Studiendesign, Datenerhebung, Datenanalyse, Entscheidung zur Veröffentlichung oder Manuskripterstellung.

Ethikerklärung Das Protokoll für die Behandlung der Tiere wurde von unseren institutionellen Tierethikkommission &quot;Conseil Scientifique du Centre de Formation et de Recherche Experimentelle medizinisch-Chirurgical&quot; genehmigt (CFREMC, Projektgenehmigung 10-300122013 Eric Ghigo) von Aix-Marseille-Universität in Übereinstimmung mit den Regeln von Dekret Nr. 87-848 von 1987.10.19. Die Experimente wurden an der Faculté de Médecine de la Timone (Experimentieren Zulassungsnummer 13.385 an Eric Ghigo) durchgeführt. 1. Material und Kultur Medien Vorbereitung <ol><li> Sterilisieren zwei Pinzetten, zwei Scheren, zwei chirurgische Messer, Mörser und ein Stößel. </li><li> Erhalten komplettem DMEM mit 10% fötalem Kälberserum (FCS), 2 mM Glutamin, 100 U / ml Penicillin und 100 ug / ml Streptomycin. </li><li> Verdünnen 10x PBS in sterilen destillierten Wasser 1x PBS erhalten. </li><li> Erhalten eiskaltem 1x PBS, eiskalte kompletten DMEM, komplett DMEM waauf 37 ° C RMED </li></ol> 2. Vorbereitung der L929-Zellüberständen <ol><li> Wachsen L929-Zellen in vollständigem DMEM bei 37 ° C zur Konfluenz (zwanzig 175 cm 2-Kolben), 5% CO 2. </li></ol> Hinweis: Granulozyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (GM-CSF) ist erforderlich, um hämatopoetische Zelldifferenzierung in Makrophagen 12 induzieren. L929-Zellen produzieren GM-CSF. <ol start="2"><li> Bei Konfluenz ersetzen Kulturmedien mit frischen komplette DMEM. Übertragen Kolben auf 32 ° C, 5% CO 2 für 10 Tage. </li><li> Sammeln, Pool und Zentrifugieren der Überstände bei 750 g für 10 min. Entsorgen Zellpellets. </li><li> Shopüberstände in 15-ml-Röhrchen und bei -20 ° C </li></ol> 3. Knochenmark-abgeleiteten Makrophagen (BMDM) Herstellung <ol><li> Sacrifice 1 Maus durch Genickbruch. <ol><li> Sterile chirurgische Messer während des Experiments. Desinfizieren Sie die Haut mit 70% Alkoholhol. Einen Einschnitt an der Spitze jedes Hinterbein und ziehen Sie die Haut nach unten in Richtung des Fußes, um den Muskel aus. </li><li> Schneiden Sie die Hinterbeine, entfernen Sie die Haut mit einer sterilen Schere und sterile Pinzette. Legen Sie die Beine in einer sterilen Petrischale (35/10 mm), die sterile, eiskalte 1x PBS (5 ml). </li><li> Entfernen Sie das Fleisch und Muskeln, die bis auf die Knochen mit einer sterilen Schere und Pinzette anhaften. </li></ol></li><li> Übertragen Sie die Knochen in eine neue, sterile Petrischale (35/10 mm) mit eiskaltem, sterilem 1x PBS (5 ml). Zwei Mal mit 5 ml eiskaltem, sterilen 1x PBS Waschen Sie die Knochen. </li><li> Übertragen Sie die Knochen in einem sterilen Mörser mit 5 ml eiskaltem, sterilen 1x PBS. </li><li> Schneiden Sie die Tibia vom Femur am Gelenk mit einer sterilen Schere. Smash die Knochen sanft in einem sterilen Mörser mit 5 ml eiskaltem, sterilen 1x PBS mit einem Stößel. </li><li> Sammeln Sie den Überstand in eiskaltem 15 ml Tuben. Wiederholen Sie diesen Schritt 3x. </li><li> Filtriert durch ein 70 um Nylon Zelle strainer, feste Fragmente zu entfernen. Zentrifugieren des Filtrats bei 450 × g für 10 min bei 4 ° C. </li><li> Den Überstand vorsichtig verwerfen. Distanzieren das Pellet in 10 ml Lyse der roten Blutkörperchen Puffer für 30 Sekunden. 20 ml eiskaltem, komplett DMEM. </li></ol> Hinweis: Das Ziel dieses Schrittes ist die Entfernung kontaminierender Erythrozyten, so muss dieser Schritt innerhalb von 2 min durchgeführt werden, um hämatopoetische Zellen Veränderung der roten Blutkörperchen Lysepuffer vermeiden. <ol start="8"><li> Zentrifuge bei 450 × g für 10 min bei 4 ° C. Den Überstand vorsichtig verwerfen. Dissoziation des Pellets in 20 ml vollständigem DMEM, das auf 37 ° C erwärmt worden ist, </li><li> Übertragen Sie die dissoziierten Zellen in zwei Petrischalen (100/20 mm). Inkubieren für 4 h bei 37 ° C. </li><li> Sammeln der Überstände in 50-ml-Röhrchen bei Raumtemperatur. Entsorgen Sie die Gerichte, die die Makrophagen enthalten. </li></ol> Hinweis: Das Ziel dieses Schrittes ist es, den Bewohner Knochen marro beseitigenw Makrophagen durch ihre Fähigkeit, an kulturbehandelten Kunststoff haften. Diese Makrophagen in anderen Experimenten verwendet werden. <ol start="11"><li> Zentrifugieren der gesammelten Überstände bei 450 × g für 10 min bei 4 ° C Überstand verwerfen. </li><li> Distanzieren sanft das Pellet in 10 ml komplettem DMEM mit 15% L929-Zellüberstand. Filtern Sie die Zellen durch eine 40 um Nylon Zellsieb. </li><li> Recover das Filtrat. Füge das gesammelte Filtrat (10 ml) auf 140 ml vollständigem DMEM, das mit 15% L929-Zellmedium ergänzt wurde. </li><li> Verteilen von 10 ml der Zellsuspension pro Petrischale (15 Petrischalen, 20/100 mm). Inkubieren der Zellen bei 37 ° C, 5% CO 2. </li><li> Wachsen Zellen für 3 Tage </li><li> 10 ml komplettem DMEM, das mit 15% L929 ergänzt wurde. Inkubieren Zellen für 4 weitere Tage. </li></ol> Hinweis: Überwachung Zellwachstum regelmäßig mit einem inversen Mikroskop (Schritte 3,14-3,16). Adhärenten Makrophagen werdennach 3 Tagen Kultur beobachtet. 4. Ernten BMDMs <ol><li> Entfernen Sie den Überstand. Waschen Sie BMDMs 2 mal mit komplettem DMEM </li><li> 5 ml vollständigem DMEM, das auf 37 ° C erwärmt wurde, Nehmen BMDMs durch leichtes Kratzen mit einem Gummiwischer. </li><li> Sammeln BMDMs in 50 ml Zentrifugenröhrchen und bei 450 g für 10 min. Vorsichtig distanzieren Zellpellets in 20 ml komplettem DMEM. </li><li> Zählen BMDMs in Gegenwart von Trypanblau (nicht mehr als 10% Mortalität zu beachten). </li></ol> Hinweis: In der Regel werden etwa 6-7,5 x 10 7 Makrophagen von 15 Petrischalen (100/20 mm) von Makrophagen erhalten. Es gibt ungefähr 4-5 x 10 6 Macrophagen / Petrischale (100/20 mm). <ol start="5"><li> Vorbereitung BMDMs wie für das Experiment erforderlich ist. Nach 16 Stunden in Vollmedium bei 37 ° C, 5% CO 2, Makrophagen wieder auf dem Träger haften. </li></ol> 5. Speichern BMDMs <ol><li> Sammeln isoliert BMDMs (Schritt 4.3). Zentrifuge bei 450 × g für 10 min. Hinweis: BMDMs kann in flüssigem Stickstoff eingefroren werden. </li><li> Resuspendieren Zellpellets in Gefriermedium, bestehend aus 10% DMSO und 90% FCS auf eine Endkonzentration von 4 x 10 6 Zellen / ml und 1 ml-Pipette in jede Ampulle. </li><li> Einfrieren der Zellen bei einer Kühlrate von 1 ° C / min. Nach 24 Stunden übertragen die Ampulle zu einem Flüssigstickstoffbehälter für Langzeitlagerung. </li></ol>

<ol>
	<li>Rutherford, M. S., Witsell, A., Schook, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+generating+functionally+heterogeneous+macrophages:+chaos+revisited.">Mechanisms generating functionally heterogeneous macrophages: chaos revisited.</a> J. Leukocyte Biol. 53, 602-618 (1993).</li><li>Van Furth, R., Gallin, J. I., Goldstein, I. M., Snyderman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Inflammation: Basic Principles and Clinical Correlates. 112, 325-336 (1992).</li><li>Adams, D., Halmiton, T., Gallin, J. I., Goldstein, I. M., Snyderman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Inflammation: Basic Principles and Clinical Correlates. 112, 325-336 (1992).</li><li>Morris, L., Graham, C. F., Gordon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages+in+haemopoietic+and+other+tissues+of+the+developing+mouse+detected+by+the+monoclonal+antibody+F4/80.">Macrophages in haemopoietic and other tissues of the developing mouse detected by the monoclonal antibody F4/80.</a> Development. 112, 517-526 (1991).</li><li>Haas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+phagosome:+compartment+with+a+license+to+kill.">The phagosome: compartment with a license to kill.</a> Traffic. 8, 311-330 (2007).</li><li>Underhill, D. M., Ozinsky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phagocytosis+of+microbes:+complexity+in+action.">Phagocytosis of microbes: complexity in action.</a> Annu. Rev. Immunol. 20, 825-852 (2002).</li><li>Castagna, A., Polati, R., Bossi, A. M., Girelli, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monocyte/macrophage+proteomics:+recent+findings+and+biomedical+applications.">Monocyte/macrophage proteomics: recent findings and biomedical applications.</a> Expert Rev. Proteomics. 9, 201-215 (2012).</li><li>Benoit, M., Desnues, B., Mege, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophage+polarization+in+bacterial+infections.">Macrophage polarization in bacterial infections.</a> J. Immunol. 181, 3733-3739 (2008).</li><li>Barry, A. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+stimulation+of+p38alpha-MAPK/Vps41-HOPS+by+LPS+from+pathogenic+Coxiella+burnetii+prevents+trafficking+to+microbicidal+phagolysosomes.">Impaired stimulation of p38alpha-MAPK/Vps41-HOPS by LPS from pathogenic Coxiella burnetii prevents trafficking to microbicidal phagolysosomes.</a> Cell Host Microbe. 12, 751-763 (2012).</li><li>Henry, R. M., Hoppe, A. D., Joshi, N., Swanson, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+uniformity+of+phagosome+maturation+in+macrophages.">The uniformity of phagosome maturation in macrophages.</a> J. Cell Biol. 164, 185-194 (2004).</li><li>Sundaramurthy, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+Chemical+and+RNAi+Multiparametric+Profiles+Identifies+Triggers+of+Intracellular+Mycobacterial+Killing.">Integration of Chemical and RNAi Multiparametric Profiles Identifies Triggers of Intracellular Mycobacterial Killing.</a> Cell Host Microbe. 13, 129-142 (2013).</li><li>Boltz-Nitulescu, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+rat+bone+marrow+cells+into+macrophages+under+the+influence+of+mouse+L929+cell+supernatant.">Differentiation of rat bone marrow cells into macrophages under the influence of mouse L929 cell supernatant.</a> J. Leukocyte Biol. 41, 83-91 (1987).</li></ol>

Es sind keine Interessenkonflikte erklärt.

Das hierin beschriebene Protokoll Informationen ein Verfahren, eine große Anzahl von BMDMs erzeugen. BMDM Primärzellen und die biologische Funktion und die Eigenschaften von Makrophagen aus Monozyten differenziert da reifen, im Gegensatz zu Makrophagen-Zelllinien, die unreif sind. BMDMs kann genetisches Screening (RNAi), Drogen-Screening, funktionelle Studien, Wirt-Pathogen-Interaktionsstudien und viele andere Bereiche der Untersuchung verwendet werden. Die hierin präsentierten Verfahren ...

Ein wesentlicher Aspekt der Makrophagenfunktion ist ihre Rolle bei der angeborenen und erworbenen Immunität. Aufgrund ihrer Fähigkeit, inerte Partikel, Bakterien oder Parasiten phagozytieren, Makrophagen eine erste Linie der Verteidigung gegen fremde Eindringlinge. Einmal verinnerlicht, werden Mikroben innerhalb Phagolysosomen abgebaut. Makrophagen Signale für Rekrutierung und Antigene senden auch auf andere Immunzellen wie T-Lymphozyten. Makrophagen aus Monozyten abgeleitet. Monozyten im Knochenmark von myeloischen Stammzellen entstehen und wandern in peripherem Blut und verschiedenen Geweben, wo sie sich zu Makrophagen differenzieren. Es wird geschätzt, dass eine gesunde erwachsene Maus ungefähr 10 8 Makrophagen, die durch den Körper in verschiedenen Organen und Geweben (Tabelle 1) 1,2 verteilt sind. Makrophagen zeigen große phänotypische und funktionelle Vielfalt wegen ihrer Fähigkeit, ihre Mikroumgebung 3,4 anzupassen. Die wichtigste macrophage Eigenschaft ist ihre mikrobizide Aktivität, die durch ihre Fähigkeit definiert ist, Mikroben phagozytieren und zerstören sie. Die phagozytische Reaktion wird durch die Aktivierung von komplexen Signalnetzwerke, die durch mikrobielle Kontakt stimuliert definiert; somit Makrophagen modulieren Genexpression geeignet in Reaktion auf diverse Stimuli. Nach Phagozytose, sind Mikroben in einer Struktur namens Phagolysosom eliminiert, jedoch haben viele pathogene Mikroben Strategien entwickelt, um die Funktion von Makrophagen mikrobizide 5 zu untergraben. Die Vielfalt der Subversion Mechanismen, die von verschiedenen Mikrobenarten genutzt werden, ist ein Beleg für die Komplexität des Prozesses phagocytic 6 und Phagolysosom Biogenese. Infektionskrankheiten sind große Gesundheitsprobleme und zahlreiche Mechanismen und Moleküle teilnehmen Makrophagen antimikrobielle Aktivitäten. Weiterhin können die Ziele der mikrobiziden Eigenschaften, die durch Mikroben fallen sind unbekannt bleiben, und so gibt es eine Explosion von Interesse in der evolutionären, genetischen und biochemischen Aspekte der Wirt-Pathogen-Interaktionen, die wissenschaftliche Aufmerksamkeit in Bezug auf Makrophagen erneuert hat. Gegenwärtig wird der Großteil der Forschung auf dem Gebiet von Makrophagen-Zellinien, die aus primären Makrophagen in der phagozytischen Aktivität der Cytokine Produktion und die Regulierung des oxidativen Burst unterscheiden geführt. Außerdem sind sie für die Mikroskopie weniger geeignet. Um die Interaktion Makrophagen-Erreger zu untersuchen, wird empfohlen, primären Makrophagen, wie Knochenmarkmakrophagen (BMDMs), die mehrere physiologische Funktionen aufweisen verwenden. Darüber hinaus ist es möglich, über gentechnisch veränderte BMDMs arbeiten, weil diese Makrophagen könnte direkt aus transgenen Mäusen isoliert und mit der Verfügbarkeit von neuen Technologien wie lentivirale Transfektion ihrer Genexpressionsprofil durch Gen-Überexpression oder RNA-Interferenz geändert werden. Hier beschreiben wir ein Verfahren zur Maus-Knochen m unterscheidenPfeil in Makrophagen, die eine große Anzahl von Makrophagen in 7 Tagen für verschiedene Funktions bieten wird analysiert, wie die Proteomik 7, 8 Transkriptomik, studiert intrazellulären Transport 9, 10 dynamische Studien, genetische Screens (RNAi) und Drogen 11.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Material/Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>Gibco Life Technologies</td>
			<td>21969-035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Calf Serum</td>
			<td>Gibco Life Technologies</td>
			<td>10270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin</td>
			<td>Gibco Life Technologies</td>
			<td>15070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamine</td>
			<td>Gibco Life Technologies</td>
			<td>25030-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS (10x)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>BEM515F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Red Blood Cell Lysis buffer</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>R7757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell strainer 70 &#956;m Nylon</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>352350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell strainer 40 &#956;m Nylon</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>352340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 ml tubes</td>
			<td>any supplier</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml tubes</td>
			<td>any supplier</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes (100/20 mm)</td>
			<td>any supplier</td>
			<td>n/a</td>
			<td>culture treated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes (35/10 mm)</td>
			<td>any supplier</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bone marrow-derived macrophage production

Makrophagen sind wichtige Komponenten der angeborenen und adaptiven Immunreaktionen, und sie sind die erste Verteidigungslinie gegen fremde Eindringlinge durch ihre starke mikrobizide Aktivitäten. Makrophagen sind im Körper weit verteilt sind und in den lymphatischen Organen vorhanden sind, Leber, Lunge, Magen, Darm, Zentralnervensystem, Knochen und Haut. Aufgrund ihrer Verteilung, nehmen sie an einer Vielzahl von physiologischen und pathologischen Prozessen. Makrophagen sind sehr vielseitige Zellen, die in der Lage, Veränderungen der Mikroumgebung zu erkennen und Gewebe-Homöostase aufrecht zu erhalten. Zahlreiche Krankheitserreger haben Mechanismen entwickelt, um Makrophagen als Trojanische Pferde, um zu überleben, replizieren und infizieren Menschen und Tiere und über den gesamten Körper ausbreiten. Die jüngste Explosion des Interesses an evolutionären, genetischen und biochemischen Aspekte der Wirt-Pathogen-Interaktionen hat die wissenschaftliche Aufmerksamkeit in Bezug auf Makrophagen erneuert. Hier beschreiben wir eineVerfahren, um aus murinen Knochenmark, die eine große Anzahl von Makrophagen für die Untersuchung von Wirt-Pathogen-Interaktionen wie auch andere Prozesse zur Verfügung stellt isolieren und kultivieren Makrophagen.

Das Ziel dieser Methode war, einfach in wenigen Tagen erhalten, eine große Anzahl von Makrophagen. Die Knochenmarkzellpräparation ist in Fig. 1 dargestellt. Bones aus dem Hinterbein wurden gesammelt und in einem Mörser zerschlagen. Wenn die Makrophagen wurden aus dem Knochenmarkszellpräparat entfernt wurden Knochenmarkzellen mit GM-CSF (Tag 0) inkubiert. Nach 3 Tagen sind die Zellen, die vor rund und nicht-adhärenten Kultur waren, beginnen, in Makrophagen zu differenzieren und zu halten (Ab...

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Bone Marrow-derived Macrophage Production

Makrophagen sind seit langem als eine kritische Komponente der angeborenen und erworbenen Immunantworten erkannt. Die jüngste Explosion des Wissens im Zusammenhang mit evolutionären, genetischen und biochemischen Aspekte der Interaktion zwischen Makrophagen und Mikroben hat die wissenschaftliche Aufmerksamkeit auf Makrophagen erneuert. Dieser Artikel beschreibt eine Methode, um Makrophagen aus Knochenmark der Maus zu unterscheiden.

Knochenmark-abgeleiteten Makrophagen-Produktion

Macrophages are critical components of the innate and adaptive immune responses, and they are the first line of defense against foreign invaders because ...

bone-marrow-derived-macrophage-production

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

72.8K Aufrufe.  Aix-Marseille Université.  Makrophagen sind seit langem als eine kritische Komponente der angeborenen und erworbenen Immunantworten erkannt. Die jüngste Explosion des Wissens im Zusammenhang mit evolutionären, genetischen und biochemischen Aspekte der Interaktion zwischen Makrophagen und Mikroben hat die wissenschaftliche Aufmerksamkeit auf Makrophagen erneuert. Dieser Artikel beschreibt eine Methode, um Makrophagen aus Knochenmark der Maus zu unterscheiden. 

Serie: Bone Marrow-derived Macrophage Production

Toxoplasma gondii Cyst Wall Formation in Activated Bone Marrow-derived Macrophages and Bradyzoite Conditions

Toxoplasma gondii is an obligate intracellular parasite that can invade any nucleated cell of warm-blooded animals. During infection, T. gondii disseminates as a fast replicating form called the tachyzoite. Tachyzoites convert into a slow-growing encysted form called the bradyzoite by a signaling process that is not well characterized. Within animals, bradyzoite cysts are found in the central nervous system and muscle tissue and represent the chronic stage of infection. Conversion to bradyzoites can be simulated in tissue culture by CO2 starvation, using medium with high a pH, or the addition of interferon gamma (IFN&gamma;). Bradyzoites are characterized by the presence of a cyst wall, to which the lectin Dolichos biflorus agglutinin (DBA) binds. Fluorescently labeled DBA is used to visualize the cyst wall in parasites grown in human foreskin fibroblasts (HFFs) that have been exposed to low CO2 and high pH medium. Similarly, parasites residing in murine bone marrow-derived macrophages (BMMs) display a cyst wall detectable by DBA after the BMMs are activated with IFN&gamma; and lipopolysaccharide (LPS). This protocol will demonstrate how to induce conversion of T. gondii to bradyzoites using a high pH growth medium with low CO2 and activation of BMMs. Host cells will be cultured on coverslips, infected with tachyzoites and either activated with addition of IFN&gamma; and LPS (BMMs) or exposed to a high pH growth medium (HFFs) for three days. Upon completion of infections, host cells will be fixed, permeabilized, and blocked. Cyst walls will be visualized using rhodamine DBA with fluorescence microscopy.

Toxoplasma gondii Cyst Wall Formation in Activated Bone Marrow-derived Macrophages and Bradyzoite Conditions

Toxoplasma gondii converts to a cyst form in response to environmental stresses, which can be mimicked in tissue culture models. This video demonstrates techniques to examine cyst wall formation by activating bone marrow-derived macrophages or changing growth medium pH in fibroblast cells.

Toxoplasma gondii Zystenwand Formation in Activated Knochenmark abgeleiteten Makrophagen und Bradyzoite AGB

Toxoplasma gondii is an obligate intracellular parasite that can invade any nucleated cell of warm-blooded animals. During infection, T. gondii ...

Forschung

Immunologie und Infektion

Generation and Labeling of Murine Bone Marrow-derived Dendritic Cells with Qdot Nanocrystals for Tracking Studies

Dendritic cells (DCs) are professional antigen presenting cells (APCs) found in peripheral tissues and in immunological organs such as thymus, bone marrow, spleen, lymph nodes and Peyer's patches 1-3. DCs present in peripheral tissues sample the organism for the presence of antigens, which they take up, process and present in their surface in the context of major histocompatibility molecules (MHC). Then, antigen-loaded DCs migrate to immunological organs where they present the processed antigen to T lymphocytes triggering specific immune responses. One way to evaluate the migratory capabilities of DCs is to label them with fluorescent dyes 4.
Herewith we demonstrate the use of Qdot fluorescent nanocrystals to label murine bone marrow-derived DC. The advantage of this labeling is that Qdot nanocrystals possess stable and long lasting fluorescence that make them ideal for detecting labeled cells in recovered tissues. To accomplish this, first cells will be recovered from murine bone marrows and cultured for 8 days in the presence of granulocyte macrophage-colony stimulating factor in order to induce DC differentiation. These cells will be then labeled with fluorescent Qdots by short in vitro incubation. Stained cells can be visualized with a fluorescent microscopy. Cells can be injected into experimental animals at this point or can be into mature cells upon in vitro incubation with inflammatory stimuli. In our hands, DC maturation did not determine loss of fluorescent signal nor does Qdot staining affect the biological properties of DCs. Upon injection, these cells can be identified in immune organs by fluorescent microscopy following typical dissection and fixation procedures.

Dendritic cells uptake antigens and migrate towards immune organs to present processed antigens to T cells. Qdot nanocrystal labeling provides a long-lasting and stable fluorescent signal. This allows tracking of dendritic cells to different organs by fluorescent microscopy.

Erzeugung und Kennzeichnung von Murine Knochenmark gewonnenen dendritischen Zellen mit Qdot Nanokristalle für Tracking-Studien

Dendritic cells (DCs) are professional antigen presenting cells (APCs) found in peripheral tissues and in immunological organs such as thymus, bone ...

Investigation of Macrophage Polarization Using Bone Marrow Derived Macrophages

The article describes a readily easy adaptive in vitro model to investigate macrophage polarization. In the presence of GM-CSF/M-CSF, hematopoietic stem/progenitor cells from the bone marrow are directed into monocytic differentiation, followed by M1 or M2 stimulation. The activation status can be tracked by changes in cell surface antigens, gene expression and cell signaling pathways.

The article describes a readily easy adaptive in vitro model to investigate macrophage polarization. In the presence of GM-CSF/M-CSF, hematopoietic stem/progenitor cells from the bone marrow are directed into monocytic differentiation, followed by M1 or M2 stimulation. The activation status can be tracked by changes in cell surface antigens, gene expression and cell signaling pathways.

Untersuchung von Makrophagen-Polarisation mit Knochenmark-Makrophagen

The article describes a readily easy adaptive in vitro model to investigate macrophage polarization. In the presence of GM-CSF/M-CSF, hematopoietic ...

Isolation and Intravenous Injection of Murine Bone Marrow Derived Monocytes

As a subtype of leukocytes and progenitors of macrophages, monocytes are involved in many important processes of organisms and are often the subject of various fields in biomedical science. The method described below is a simple and effective way to isolate murine monocytes from heterogeneous bone marrow.
Bone marrow from the femur and tibia of Balb/c mice is harvested by flushing with phosphate buffered saline (PBS). Cell suspension is supplemented with macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) and cultured on ultra-low attachment surfaces to avoid adhesion-triggered differentiation of monocytes. The properties and differentiation of monocytes are characterized at various intervals. Fluorescence activated cell sorting (FACS), with markers like CD11b, CD115, and F4/80, is used for phenotyping. At the end of cultivation, the suspension consists of 45%&#177; 12% monocytes. By removing adhesive macrophages, the purity can be raised up to 86%&#177; 6%. After the isolation, monocytes can be utilized in various ways, and one of the most effective and common methods for in vivo delivery is intravenous tail vein injection. 
This technique of isolation and application is important for mouse model studies, especially in the fields of inflammation or immunology. Monocytes can also be used therapeutically in mouse disease models.

Here we present a protocol that generates large amounts of murine monocytes from heterogeneous bone marrow for translational applications. In comparison to others, this new method helps reduce the number of sacrificed animals and lowers costs by avoiding expensive methods such as high gradient magnetic cell separation (MACS).

Isolierung und intravenöse Injektion von Maus-Knochenmark stammenden Monozyten

As a subtype of leukocytes and progenitors of macrophages, monocytes are involved in many important processes of organisms and are often the subject of ...

Metabolic Characterization of Polarized M1 and M2 Bone Marrow-derived Macrophages Using Real-time Extracellular Flux Analysis

Specific metabolic pathways are increasingly being recognized as critical hallmarks of macrophage subsets. While LPS-induced classically activated M1 or M(LPS) macrophages are pro-inflammatory, IL-4 induces alternative macrophage activation and these so-called M2 or M(IL-4) support resolution of inflammation and wound healing. Recent evidence shows the crucial role of metabolic reprogramming in the regulation of M1 and M2 macrophage polarization. 
In this manuscript, an extracellular flux analyzer is applied to assess the metabolic characteristics of naive, M1 and M2 polarized mouse bone marrow-derived macrophages. This instrument uses pH and oxygen sensors to measure the extracellular acidification rate (ECAR) and oxygen consumption rate (OCR), which can be related to glycolytic and mitochondrial oxidative metabolism. As such, both glycolysis and mitochondrial oxidative metabolism can be measured in real-time in one single assay.
Using this technique, we demonstrate here that inflammatory M1 macrophages display enhanced glycolytic metabolism and reduced mitochondrial activity. Conversely, anti-inflammatory M2 macrophages show high mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) and are characterized by an enhanced spare respiratory capacity (SRC). 
The presented functional assay serves as a framework to investigate how particular cytokines, pharmacological compounds, gene knock outs or other interventions affect the macrophage&#8217;s metabolic phenotype and inflammatory status.

Metabolic reprogramming is a characteristic and prerequisite for M1 and M2 macrophage polarization. This manuscript describes an assay for the measurement of fundamental parameters of glycolysis and mitochondrial function in mouse bone marrow-derived macrophages. This tool can be applied to investigate how particular factors affect the macrophage&#8217;s metabolism and phenotype.

Metabolische Charakterisierung Polarized M1 und M2-Knochenmark-Makrophagen über die Echtzeit-Extrazelluläre Flußanalyse

Specific metabolic pathways are increasingly being recognized as critical hallmarks of macrophage subsets. While LPS-induced classically activated M1 or ...

Assessment of Antibody-based Drugs Effects on Murine Bone Marrow and Peritoneal Macrophage Activation

Macrophages are phagocytic innate immune cells, which initiate immune responses to pathogens and contribute to healing and tissue restitution. Macrophages are equally important in turning off inflammatory responses. We have shown that macrophages stimulated with intravenous immunoglobulin (IVIg) can produce high amounts of the anti-inflammatory cytokine, interleukin 10 (IL-10), and low levels of pro-inflammatory cytokines in response to bacterial lipopolysaccharides (LPS). IVIg is a polyvalent antibody, primarily immunoglobulin Gs (IgGs), pooled from the plasma of more than 1,000 blood donors. It is used to supplement antibodies in patients with immune deficiencies or to suppress immune responses in patients with autoimmune or inflammatory conditions. Infliximab, a therapeutic anti-tumor necrosis factor alpha (TNF&#945;) antibody, has also been shown to activate macrophages to produce IL-10 in response to inflammatory stimuli. IVIg and other antibody-based biologics can be tested to determine their effects on macrophage activation. This paper describes methods for derivation, stimulation, and assessment of murine bone marrow macrophages activated by antibodies in vitro and murine peritoneal macrophages activated with antibodies in vivo. Finally, we demonstrate the use of western blotting to determine the contribution of specific cell signaling pathways to anti-inflammatory macrophage activity. These protocols can be used with genetically modified mice, to determine the effect of a specific protein(s) on anti-inflammatory macrophage activation. These techniques can also be used to assess whether specific biologics may act by changing macrophages to an IL-10-producing anti-inflammatory activation state that reduces inflammatory responses in vivo. This can provide information on the role of macrophage activation in the efficacy of biologics during disease models in mice, and provide insight into a potential new mechanism of action in people. Conversely, this may caution against the use of specific antibody-based biologics to treat infectious disease, particularly if macrophages play an important role in host defense against that infection.

Antibody-based drugs have revolutionized treatment for inflammatory diseases. In addition to having direct effects on specific targets, antibodies can activate macrophages to become anti-inflammatory. This protocol describes how anti-inflammatory macrophage activation can be assessed in vitro, using mouse bone marrow macrophages, and in vivo, using peritoneal macrophages.

Bewertung der Antikörper-basierte Medikamente Auswirkungen auf murinen Knochenmark und peritonealen Makrophagen Aktivierung

Macrophages are phagocytic innate immune cells, which initiate immune responses to pathogens and contribute to healing and tissue restitution. Macrophages ...

Detection of Inflammasome Activation and Pyroptotic Cell Death in Murine Bone Marrow-derived Macrophages

Inflammasomes are innate immune signaling platforms that are required for the successful control of many pathogenic organisms, but also promote inflammatory and autoinflammatory diseases. Inflammasomes are activated by cytosolic pattern recognition receptors, including members of the NOD-like receptor (NLR) family. These receptors oligomerize upon the detection of microbial or damage-associated stimuli. Subsequent recruitment of the adaptor protein ASC forms a microscopically visible inflammasome complex, which activates caspase-1 through proximity-induced auto-activation. Following the activation, caspase-1 cleaves pro-IL-1&#946; and pro-IL-18, leading to the activation and secretion of these pro-inflammatory cytokines. Caspase-1 also mediates the inflammatory form of cell death termed pyroptosis, which features the loss of membrane integrity and cell lysis. Caspase-1 cleaves gasdermin D, releasing the N-terminal fragment which forms plasma membrane pores, leading to osmotic lysis.
In vitro, the activation of caspase-1 can be determined by labeling bone marrow-derived macrophages with the caspase-1 activity probe FAM-YVAD-FMK and by labeling the cells with antibodies against the adaptor protein ASC. This technique allows the identification of inflammasome formation and caspase-1 activation in individual cells using fluorescence microscopy. Pyroptotic cell death can be detected by measuring the release of cytosolic lactate dehydrogenase into the medium. This procedure is simple, cost effective and performed in a 96-well plate format, allowing adaptation for screening. In this manuscript, we show that activation of the NLRP3 inflammasome by nigericin leads to the co-localization of the adaptor protein ASC and active caspase-1, leading to pyroptosis.

We describe the detection of NLRP3 inflammasome activation on cellular basis using fluorescence microscopy and staining for active caspase-1 and the adaptor, ASC. A lactate dehydrogenase release assay is presented to detect pyroptotic lysis on a population basis. These techniques can be adapted to study many aspects of inflammasome biology.

Erkennung von Inflammasome Aktivierung und Pyroptotic Zelltod in murinen Makrophagen Knochenmark abgeleitet

Inflammasomes are innate immune signaling platforms that are required for the successful control of many pathogenic organisms, but also promote ...

An In Vivo Mouse Model to Measure Na&#239;ve CD4 T Cell Activation, Proliferation and Th1 Differentiation Induced by Bone Marrow-derived Dendritic Cells

Quantification of na&#239;ve CD4 T cell activation, proliferation, and differentiation to T helper 1 (Th1) cells is a useful way to assess the role played by T cells in an immune response. This protocol describes the in vitro differentiation of bone marrow (BM) progenitors to obtain granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) derived-dendritic cells (DCs). The protocol also describes the adoptive transfer of ovalbumin peptide (OVAp)-loaded GM-CSF-derived DCs and na&#239;ve CD4 T cells from OTII transgenic mice in order to analyze the in vivo activation, proliferation, and Th1 differentiation of the transferred CD4 T cells. This protocol circumvents the limitation of purely in vivo methods imposed by the inability to specifically manipulate or select the studied cell population. Moreover, this protocol allows studies in an in vivo environment, thus avoiding alterations to functional factors that may occur in vitro and including the influence of cell types and other factors only found in intact organs. The protocol is a useful tool for generating changes in DCs and T cells that modify adaptive immune responses, potentially providing important results to understand the origin or development of numerous immune associated diseases.

An &lt;em&gt;In Vivo&lt;/em&gt; Mouse Model to Measure Na&amp;#239;ve CD4 T Cell Activation, Proliferation and Th1 Differentiation Induced by Bone Marrow-derived Dendritic Cells

Here, we present a protocol for the in vivo determination of na&#239;ve CD4 T cell (T cell) activation, proliferation, and Th1 differentiation induced by GM-CSF bone marrow (BM)-derived dendritic cells (DCs). In addition, this protocol describes BM and T-cell isolation, DC generation, and DC and T-cell adoptive transfer.

Eine In Vivo Mausmodell Maßnahme naive CD4-T-Zell-Aktivierung, Proliferation und Th1 Differenzierung induziert durch Knochenmark-abgeleitete Dendritische Zellen

Quantification of na&#239;ve CD4 T cell activation, proliferation, and differentiation to T helper 1 (Th1) cells is a useful way to assess the role played ...

Isolation and In vitro Culture of Bone Marrow-Derived Macrophages for the Study of NO-Redox Biology

Macrophages are derived from hematopoietic progenitor cells throughout the body, are central to inflammatory processes, and participate in innate and adaptive immune responses. In vitro study of macrophages can be undertaken by ex vivo culture from the peritoneum or through differentiation of myeloid bone marrow progenitor cells to form bone marrow-derived macrophages (BMDMs). A common approach to macrophage differentiation from precursors involves the use of conditioned media from L929 cells (LCM). This media is easy to self-produce but suffers from batch variability, and its constituents are undefined. Similarly, Foetal Bovine Serum (FBS) is used to support growth but contains a vast mixture of undefined molecules that may vary between batches. These methods are not adequate for the study of nitric oxide biology and redox mechanisms as they both contain substantial amounts of small molecules that either interfere with redox mechanisms or supplement levels of cofactors, such as tetrahydrobiopterin (BH4), required for the production of NO from inducible nitric oxide synthase (iNOS). In this report, we present an optimized protocol allowing for control of the NO-redox environment by reducing the levels of exogenous biopterin while maintaining conditions suitable for cell growth and differentiation. Tight control of culture media composition helps ensure experimental reproducibility and facilitates accurate interpretation of results. In this protocol, BMDMs were obtained from a GTP cyclohydrolase (GCH)- deficient mouse model. Culture of BMDMs was performed with media containing either (i) conditioned LCM, or (ii) recombinant M-CSF and GM-CSF to produce minimal artifacts while obtaining BH4 and NO-deficient culture conditions - thus allowing for the reproducible study of NO-redox biology and immunometabolism in vitro.

Isolation and In vitro Culture of Bone Marrow-Derived Macrophages for the Study of NO-Redox Biology

This protocol has been established to culture tetrahydrobiopterin (BH4)- and inducible nitric oxide synthase (iNOS)-deficient primary murine macrophages to study NO-redox biology. The study focuses on reducing potential contamination of BH4 and other artifacts found in traditional isolation and culture methods which may confound experimental outcomes and interpretation of results.

Isolierung und In vitro Kultur von Knochenmark-abgeleiteten Makrophagen für das Studium der NO-Redox-Biologie

Macrophages are derived from hematopoietic progenitor cells throughout the body, are central to inflammatory processes, and participate in innate and ...

Economical and Efficient Protocol for Isolating and Culturing Bone Marrow-derived Dendritic Cells from Mice

The demand for dendritic cells (DCs) is gradually increasing as immunology research advances. However, DCs are rare in all tissues. The traditional method for isolating DCs primarily involves inducing bone marrow (BM) differentiation into DCs by injecting large doses (&#62;10 ng/mL) of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor/interleukin-4 (GM-CSF/IL-4), making the procedure complex and expensive. In this protocol, using all BM cells cultured in 10 ng/mL GM-CSF/IL-4 medium, after 3-4 half-culture exchanges, up to 2.7 x 107 CD11c+ cells&#160;(DCs) per mouse (two femurs) were harvested with a purity of 80%-95%. After 10 days in culture, the expression of CD11c, CD80, and MHC II increased, whereas the number of cells decreased. The number of cells peaked after 7 days of culture. Moreover, this method only took 10 min to harvest all bone marrow cells, and a high number of DCs were obtained after 1 week of culture.

Here, we present an economical and efficient method to isolate and generate high-purity bone marrow-derived dendritic cells from mice after 7 days of culture with 10 ng/mL GM-CSF/IL-4.

Wirtschaftliches und effizientes Protokoll zur Isolierung und Kultivierung von aus Knochenmark gewonnenen dendritischen Zellen aus Mäusen

The demand for dendritic cells (DCs) is gradually increasing as immunology research advances. However, DCs are rare in all tissues. The traditional method ...