ציטומטריית זרימה ומיון תאים המופעלים על-ידי פלואורסצנטיות (FACS): בידוד של לימפוציטים מסוג Splenic B

Overview

מקור: פרצ'טתיבו 1,2,3, מונירסילבן 1,2,3, סופי נובאלט4, רחל גולוב1,2,3
יחידה אחת ללימפופוליס, המחלקה לאימונולוגיה, מכון פסטר, פריז, צרפת
2 INSERM U1223, פריז, צרפת
3 100é Paris Diderot, סורבון פריז סיטה, צ'רול פסטר, פריז, צרפת
4 פלטפרום ציטומטריה זרימה, ציטומטריה וסמנים ביולוגיים UtechS, המרכז למדע תרגום, מכון פסטר, פריז, צרפת

הפונקציה הכללית של המערכת החיסונית היא להגן על הגוף מפני אורגניזמים זיהומיים ופולשים אחרים. תאי דם לבנים, או לויקוציטים, הם שחקני המפתח של מערכת החיסון. לאחר זיהום, הם מופעלים וליזום תגובה חיסונית. ניתן לחלק לויקוציטים לתת-אוכלוסיות שונות (למשל, תאים מיאלואידיים, לימפוציטים, תאים דנדריטיים) בהתבסס על פרמטרים שונים שיכולים להיות ביולוגיים, פיזיים ו/או פונקציונליים (למשל, גודל, פירוט והפרשה). דרך אחת לאפיין לויקוציטים היא באמצעות חלבוני השטח שלהם, שהם בעיקר קולטנים. כל אוכלוסיית לויקוציטים מבטאת שילוב מסוים של קולטנים (למשל, ציטוטוקסיים, הפעלה, קולטני הגירה) שיכולים להגדיר תת-קבוצות בקרב אוכלוסיות. מכיוון שמערכת החיסון מקיפה מגוון רחב של אוכלוסיות תאים, חיוני לאפיין אותן כדי לפענח את השתתפותן בתגובה החיסונית.

ציטומטריית זרימה (FC או FCM) היא שיטה נפוצה לניתוח הביטוי של פני השטח של התא ומולקולות תאיות, אפיון והגדרת סוגי תאים שונים בתערובת תאים הטרוגניים. ציטומטרי זרימה מורכבים משלוש תתי-מערכות עיקריות: נוזלים, אופטיקה ואלקטרוניקה. מערכת הנוזלים מעבירה את התאים בזרם כך שהם עוברים מול לייזר בזה אחר זה. מערכת האופטיקה מורכבת ממקורות אור (לייזרים) להארת החלקיקים, מסננים אופטיים לכוון את האור המתקבל, ואותות פלואורסצנטיים לגלאים מתאימים. לבסוף, מערכת האלקטרוניקה ממירה את אותות האור שזוהו לאותות אלקטרוניים שניתן לעבד על ידי המחשב. כאשר תא בודד עובר מול קרן הלייזר, הוא מפזר אור. גלאי מול הקרן מודד פיזור קדימה (FS) ומספר גלאים לצד למדוד פיזור צד (SC). ה- FS מתואם עם גודל התא ו- SC הוא פרופורציונלי לפרטיון התאים. באופן זה, אוכלוסיות תאים לעתים קרובות ניתן להבחין בהתבסס על הבדלים בגודלם ובגרגריותם בלבד.

בנוסף לניתוח גודלו, צורתו ומורכבותו של התא, ציטומטריית הזרימה נמצאת בשימוש נרחב לזיהוי הביטוי של קולטני פני התא (1). זה מושג באמצעות נוגדנים חד שבטיים בעלי תווית פלואורוכרום אשר נקשרים לקולטנים ידועים ספציפיים לתא. עם עירור, פלואורוכרום קשור זה פולט אור של אורך גל מסוים, הנקרא אורך גל פליטה, אשר ניתן לזהות ולהבקיע. מדידות פלואורסצנטיות מספקות נתונים כמותיים ואיכותיים על קולטני פני תא המסומנים בפלואורוכרום. המטולוגים היו הראשונים להשתמש FC למעקב טיפולי של אוכלוסיות תאי החיסון (2). עכשיו, הוא משמש עבור מגוון רחב של יישומים כגון אימונופנוטיפינג, כדאיות תאים, ביטוי גנים, ספירת תאים, וניתוח GFP.

FACS (פלואורסצנטי מופעל Cell Sorter) הוא סוג מיוחד של ציטומטריית זרימה, אשר ממיין אוכלוסייה של תאים לתוך תת-אוכלוסייה באמצעות תיוג פלואורסצנטי. בדיוק כמו ציטומטריית זרימה קונבנציונלית, נתונים ראשונים FS, SC, פלואורסצנטי נאספים. לאחר מכן, המכונה מחילה מטען (שלילי או חיובי) ומערכת הסטה אלקטרוסטטית (אלקטרומגנטים) מקלה על איסוף טיפות טעונות המכילות תאים לצינורות מתאימים.

Figure 1
איור 1: ייצוג סכמטי של FACS. מדגם (1) שאפתן ב- FACS (2) ומועבר מול הלייזר (3). פלואורסצנטיות של תאים חשה בגלאי פלואורסצנטיות (4). לבסוף, התאים משולבים בטיפות ותאי העניין נוטים על ידי לוחות הסטה (5) ונאספים בצינור איסוף (6). התאים הנותרים נכנסים לפח (7). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

היבט המיון של ה- FACS מציג יתרונות רבים. בדיקות רבות יכולות לעזור להבין את תפקידם של תאים ספציפיים במערכת החיסון, כגון ניתוחים של ביטוי גנים כמו RT-qPCR, מחזור תאים או הפרשת ציטוקינים. עם זאת, יש לטהר תאים במעלה הזרם כדי לקבל תוצאות ברורות וספציפיות. כאן, FACS מגיע שימושי ואת התאים הרצויים ניתן למיין עם טוהר גדול, מניב תוצאות אמינות מאוד לשחזור. FACS יכול לשמש גם כדי למיין תאים המבוססים על כתמים תאיים גרעיניים או אחרים ועל פי נוכחות, היעדר, וצפיפות של קולטני פני השטח. FACS היא כעת טכניקה סטנדרטית לטיהור של תת-אוכלוסיות של תאים ויש לה את היכולת למיין עד ארבע אוכלוסיות בו זמנית.

תרגיל מעבדה זה מדגים כיצד לבודד לויקוציטים בטחול ולאחר מכן כיצד למיין באופן ספציפי תאי לימפה B מתערובת תאי לויקוציטים בטחול באמצעות FACS.

Procedure

1. הכנה

  1. לפני שתתחילו, לבשו כפפות מעבדה וביגוד מגן מתאים.
  2. לחטא את כל כלי הניתוח, תחילה עם חומר ניקוי ולאחר מכן עם 70% אתנול ולאחר מכן יבש ביסודיות.
  3. הכן 50 מ"ל מתמיסת המלח המאוזנת של האנק (HBSS) המכילה סרום עגל עוברי 2% (FCS).

2. ניתוח

  1. באמצעות מערכת אספקת פחמן דו חמצני, להרדים את העכבר על ידי היפוקסיה. אבטחו את העכבר המתת חסד על צלחת ניתוח בתנוחת העפרוניזציה ובצעו לפרוסטומיה אורך באמצעות מספריים ומלקחיים.
  2. ב

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

בפרוטוקול זה, טיהרנו לימפוציטים מסוג B באמצעות טכנולוגיית FACS. תחילה בודדנו לויקוציטים מהטחול והכתמנו אותם. באמצעות שילוב של סמני משטח של תאי B, יצרנו אסטרטגיית גיטינג כדי למיין אותם (איור 2, החלונית העליונה). בסוף הניסוי אימתנו אם תאים בצינור האיסוף היו תאי B באמצעות "בדיקת ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

ציטומטריית זרימה היא טכניקה ממקור ראשון לאפיון ומיון אוכלוסיות תאי החיסון עם רמה גבוהה של טוהר. זהו כלי קדמוני בתחום המחקר שכן הוא מאפשר העשרה של אוכלוסיות תאים ספציפיות ולפענח את התגובה החיסונית לפתוגנים. עם הגידול במספר פלואורוכרום זמין וציטומטרים, מספר הפרמטרים הניתנים לזיהוי גדל מאו...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References
  1. Lanier, L. L. Just the FACS. The Journal of Immunology, 193 (5), 2043-2044 (2014).
  2. Walker, J. M. Epiblast Stem Cells IN Series Editor.
  3. Tung, J. W., Heydari, K., Tirouvanziam, R., Sahaf, B., Parks. D. R., Herzenberg, L. A., and Herzenberg. L. A. Modern Flow Cytometry: A Practical Approach. Clinics in Laboratory Medicine. 27 (3), 453-468 (2007).
  4. Walker, J. M. Tumor Angiogenesis Assays IN Series Editor.
Tags

Skip to...

0:01

Concepts

2:32

Preparation of Materials and Mouse Dissection

4:00

Immune Cell Isolation

5:49

Cell Staining

7:28

FACS Calibration

10:43

Flow Cytometry and Purity Control

15:17

Data Analysis and Results

Videos from this collection:

article

Now Playing

ציטומטריית זרימה ומיון תאים המופעלים על-ידי פלואורסצנטיות (FACS): בידוד של לימפוציטים מסוג Splenic B

Immunology

91.8K Views

article

מיון תאים המופעל מגנטי (MACS): בידוד של לימפוציטים T תימיים

Immunology

22.3K Views

article

אליסה אסייס: עקיפה, כריך ותחרותי

Immunology

235.0K Views

article

אליספוט אסאי: זיהוי של IFN-γ הפרשת טחול

Immunology

28.1K Views

article

אימונוהיסטוכימיה ואימונוציטוכימיה: הדמיית רקמות באמצעות מיקרוסקופיה קלה

Immunology

77.8K Views

article

יצירת נוגדנים: ייצור נוגדנים חד שבטיים באמצעות היברידיות

Immunology

42.9K Views

article

מיקרוסקופיה חיסונית: כתמי אימונופלואורסצנטיות של מקטעי רקמות משובצים בפרפין

Immunology

53.0K Views

article

מיקרוסקופיית פלואורסצנטיות קונפוקלית: טכניקה לקביעת לוקליזציה של חלבונים בפיברובלסטים של עכברים

Immunology

42.7K Views

article

טכניקות מבוססות אימונופרציפיטציה: טיהור חלבונים אנדוגניים באמצעות חרוזי אגרוז

Immunology

87.0K Views

article

ניתוח מחזור התא: הערכת התפשטות תאי CD4 ו- CD8 T לאחר גירוי באמצעות כתמי CFSE וציטומטריית זרימה

Immunology

23.9K Views

article

העברת תאים מאמצת: הצגת טחול עכבר תורם לעכבר מארח והערכה של הצלחה באמצעות FACS

Immunology

21.9K Views

article

ת לבדיקת מוות בתא: כרום שחרר את ההסתה של היכולת הציטוטוקסית

Immunology

151.3K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved