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ここでは、マウス変形性関節症の確立された外科モデルを利用して、マウス脾臓、骨髄、リンパ節および滑膜組織内の細胞外染色アッセイと細胞内染色アッセイの両方を使用して、単球/マクロファージおよびT細胞サブセットを同定するための詳細で再現可能なフローサイトメトリープロトコルについて述べた。
変形性関節症(OA)は、痛みや身体的な制限に苦しむ患者に影響を与える最も一般的な筋骨格疾患の一つです。最近の証拠は、T細胞と単球/マクロファージの両方がOAの病因に関連する可能性のある疾患の潜在的な炎症成分を示している。さらなる研究は、Th1、Th2、Th17、およびT-調節性リンパ球、およびM1、M2、および滑膜組織居住マクロファージなどの炎症性細胞系のサブセットに重要な役割を果たした。しかしながら、局所滑液および全身性炎症細胞反応と関節の構造変化との相互作用は不明である。T細胞と単球/マクロファージがOAにどのように寄与するかを完全に理解するには、滑膜組織、二次リンパ器官および全身(脾臓および骨髄)においてこれらの細胞とそのサブセットを同時に定量的に同定できることが重要である。今日では、異なる炎症細胞サブセットは、これらの細胞プロセスを調査する際に多色流サイトメトリーを強力な技術にする細胞表面マーカーの組み合わせによって同定することができる。このプロトコルでは、滑液組織および二次リンパ器官の収穫に関する詳細なステップと、単一細胞懸濁液の生成について説明する。さらに、単球/マクロファージとそのサブセットを同定するための細胞外染色アッセイと、マウス脾臓、骨髄、リンパ節および滑膜組織内のT細胞およびそのサブセットを同定するための細胞外染色アッセイを提示する。このプロトコルの各ステップは最適化され、テストされ、他の外科および非外科的OAマウスモデルに利用することができる非常に再現性の高いアッセイをもたらした。
変形性関節症(OA)は、関節1に関連するすべての組織の様々な病理を含む衰弱および痛みを伴う疾患である。世界人口の約3.8%に影響を及ぼす2,OAは最も一般的な筋骨格系疾患の1つであり、2020年までに世界の第4位の障害原因となる。外傷後OAは関節損傷後に発生し、膝4、5などの影響を受けやすい関節において、OAの少なくとも12%、OAの最大25%を占める。,5さらに、関節損傷はOAの生涯リスクを5倍以上6倍に増加させる。明らかに同様の不安定性を持つすべての傷害がOAの開発に進むわけではないので、長期的なOAリスクを引き起す要因を定義することは依然として困難です。OAに素因がある傷害特異的な病理、原因、およびメカニズムを調査し、より良く定義するために、心的外傷後OAを予防および/または治療するための効果的な治療法を開発することが1重要である。
OAとその定義軟骨破壊は、以前は完全に機械的ストレスに起因し、したがって、OAは非炎症性疾患2と考えられていた。しかし、最近の研究では、滑膜の炎症性浸潤と、OA患者の滑膜組織における炎症性細胞の増加が、健康なコントロール2と比較して、OAの潜在的な原動力として炎症成分に光を当てることが示されている。さらなる研究は、CD4+およびCD8+T細胞プロファイルの両方の異常ならびに自然免疫系の単球/マクロファージがOA2、7,7の病因に寄与する可能性があることを示した。これらの異常に関する詳細な調査は、様々なT細胞サブセット2、例えばTh1 8、Th299、Th178 8およびT規制(Treg)集団10、11,11のような関連する役割を明らかにした。この説得力のある証拠にもかかわらず、T細胞応答の変化とOAの発達と進行との因果関係はまだ不明である2.
OAに役割を持つ特定のT細胞に加えて、最近の研究では、分偏光/活性化マクロファージがOA12の病因と関連している可能性が示唆されている。特に、血液単球に由来するマクロファージは、滑膜に蓄積し、OAの開発中に古典的に活性化されたマクロファージ(M1)または代替活性化マクロファージ(M2)のいずれかに蓄積し、単球由来マクロファージとOA13との間の相関関係を暗示する。対照的に、マクロファージの特定のサブセットは、発達中の初期に臓器を移入し、単球独立物質14においてその数を自立する。近年、これらの滑膜組織居住マクロファージ(STRM)14について、密接的な接合バリアによって媒介された関節保護機能が14示された。これらの知見は、特にマクロファージサブセットの異常がOAの開発中に重要な役割を果たす可能性があることを示している。しかし、この炎症細胞反応と外傷後の関節の構造変化との相互作用は不明である。
歴史的に、滑液組織における免疫細胞の解析は、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)が15,16,16に近づくことで免疫組織化学(IHC)またはmRNA発現に限定された。しかし、IHCとRT-PCRの両方が、複数の異なる細胞タイプとそのサブセットを同時に識別する能力を欠いているため、これらの方法の適用性が制限されます。さらに、IHCは組織の小さなサンプルの分析に限定され、焦点炎症性細胞蓄積を見逃す可能性がある。ここ数年、さまざまな細胞タイプの無数の表面マーカーが開発され、免疫細胞のサブセットは、これらのマーカーの明確な組み合わせによって確実に同定できるようになりました。着実な技術進歩により、フローサイトメーターは、多数の異なるフルオロクロムを同時に同定することができ、大型の多色抗体パネルの分析が可能になりました。
フローサイトメトリーは、多数の免疫細胞とそのサブセットを単一細胞レベルで同時に同定し、定量化できる強力な技術を研究者に提供します。私たちは、単球/マクロファージとそのサブセットを同定するための細胞外染色アッセイと、マウス脾臓、骨髄、リンパ節および滑膜組織内のT細胞およびそのサブセットを同定するための細胞外染色アッセイの両方を開発し、最適化しました。このプロトコルの各ステップは最適化され、テストされ、他の外科および非外科的OAマウスモデル17に利用することができる非常に再現性の高いアッセイを生じる。
北シドニー地方保健地区動物倫理委員会は、この議定書に記載されているすべての手続きを承認しました。マウスは、実験動物のケアと使用ガイド(オーストラリア国立健康医学研究評議会改訂2010)に従って収容され、世話されています。10〜12週齢のすべての実験に対して、雄C57BL/6マウスを利用した。
注: 心的外傷後OAを誘導するために、右の凝縮関節における内側半月板(DMM)の外科的不安定化が行われた。この動物モデルに関する詳細情報は、Glassonらの18社から出版された。要するに、一般的な麻酔はイオブルランを用いた誘導室で誘発され、その後、鼻コーンを用いて維持される。手術用脚はカミソリの刃で剃られ、外科部位は洗浄され、汚染を最小限に抑えるためにエタノールで振り回される。その後、動物は手術顕微鏡に移動し、滅菌タオルの上に置かれ、脚は滅菌紙のドレープで覆われ、外科現場を隔離し、汚染を最小限に抑えます。顕微鏡を用いて、0.5cmの内側パラ膝蓋関節切除術を行い、膝蓋骨を横方向に割り出し、腸内膝蓋骨脂肪パッドを上昇させ、解剖鉗子で経えて経皮性の内側半月骨脛骨靭帯を露出させる。関節は、任意の血液を除去するために無菌生理食糸で洗い流され、創傷は3つの層で閉じている - 関節カプセル、皮下組織(縫合材料を使用)および皮膚(外科組織の接着剤を使用)。ただし、このプロトコルで説明されているメソッドは、OA を誘導する他のモデルやメソッドに適用できます。OAは、動物の両側で誘導することができ、組織を収穫する場合、イプシララル(ドレイン)リンパ節を収穫することが重要である。
1. 脾臓の分離, 対側骨髄, スティフレーションと滑膜組織を排出するイプシ側リンパ節
2. 各組織からの単一細胞懸濁液の生成
注: 2匹のマウスからの滑液組織の流動解析に十分な細胞数を確保するためには、プールする必要があります。現在のプロトコルでは、同じ2匹のマウスからすべての組織をプールして、たとえを維持します。さらに、各動物に対して腸骨リンパ節とりえりリンパ節を組み合わせ、各サンプルに対して合計4個のリンパ節を生じた。一般に、1匹の動物の脾臓、骨髄およびリンパ節の細胞数は流動解析を行うのに十分であり、プロトコルを適用することができる。しかし、1つの動物のライジング時間から組織を使用する場合は、調整する必要があります。
3. セルの割り当て
4. 単球サブセットパネル
5. T セルサブセットパネル
6. 補償、適切な管理およびガット
単球サブセットパネルとT細胞サブセットパネルの両方からの代表的な結果を以下に説明する。
図1 は、DMM処理動物の骨髄から集められた免疫細胞上の単球サブセットパネルの階層格紙戦略を示す。同じ戦略が使用され、他のすべての組織タイプで検証されました.実験を設定する際、各組織タイプに対してフォワード散乱面積(FSC-A)と側散乱面積(SSC-A...
このプロトコルに記載されている方法は、変形性関節症(OA)のマウスモデルにおけるマウス脾臓、骨髄、リンパ節、滑膜組織の中の単球/マクロファージおよびT細胞の両方から様々なサブセットを確実に同定するように設計され、テストされた。現在のプロトコルは、抗体を交換することによって異なる組織タイプ、または他の細胞タイプを調査するために容易に変更することができ、OAの代?...
著者らは開示するものは何もない。
アンドリュー・リム博士とジャイルズ・ベスト博士のフローサイトメーターの設定に協力してくださったことに感謝します。このプロジェクトは、ドイツ・フォルシュングスゲミンシャフト(DFG)(DFG-HA 8481/1-1)がPHに授与した。
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
APC anti-mouse CD194 (CCR4) | BioLegend | 131212 | T-Cell Panel | |
Brilliant Stain Buffer Plus 1000Tst | BD | 566385 | Buffers | |
Fixable Viability Stain 510, 100 µg | BD | 564406 | T-Cell Panel | |
Fixable Viability Stain 510, 100 µg | BD | 564406 | Monocyte Panel | |
Liberase, Research Grade | Roche | 5401127001 | Enzyme for synovial tissue | |
Ms CD11b APC-R700 M1/70, 100 µg | BD | 564985 | Monocyte Panel | |
Ms CD11C PE-CF594 HL3, 100 µg | BD | 562454 | Monocyte Panel | |
Ms CD183 BB700 CXCR3-173, 50 µg | BD | 742274 | T-Cell Panel | |
Ms CD206 Alexa 647 MR5D3, 25 µg | BD | 565250 | Monocyte Panel | |
Ms CD25 BV605 PC61, 50 µg | BD | 563061 | T-Cell Panel | |
Ms CD3e APC-Cy7 145-2C11, 100 µg | BD | 557596 | T-Cell Panel | |
Ms CD4 PE-Cy7 RM4-5, 100 µg | BD | 552775 | T-Cell Panel | |
Ms CD44 APC-R700 IM7, 50 µg | BD | 565480 | T-Cell Panel | |
Ms CD62L BB515 MEL-14, 100 µg | BD | 565261 | T-Cell Panel | |
Ms CD69 BV711 H1.2F3, 50 µg | BD | 740664 | T-Cell Panel | |
Ms CD80 BV650 16-10A1, 50 µg | BD | 563687 | Monocyte Panel | |
Ms CD8a BV786 53-6.7, 50 µg | BD | 563332 | T-Cell Panel | |
Ms F4/80 BV421 T45-2342, 50 µg | BD | 565411 | Monocyte Panel | |
Ms Foxp3 PE MF23, 100 µg | BD | 560408 | T-Cell Panel | |
Ms I-A I-E BV711 M5/114.15.2, 50 µg | BD | 563414 | Monocyte Panel | |
Ms Ly-6C PE-Cy7 AL-21, 50 µg | BD | 560593 | Monocyte Panel | |
Ms Ly-6G APC-Cy7 1A8, 50 µg | BD | 560600 | Monocyte Panel | |
Ms NK1.1 BV650 PK136, 50 µg | BD | 564143 | T-Cell Panel | |
Ms ROR Gamma T BV421 Q31-378, 50 µg | BD | 562894 | T-Cell Panel | |
Red Blood Cell Lysing Buffer | N/A | N/A | Buffers | Description in: Immune Cell Isolation from Mouse Femur Bone Marrow / Xiaoyu Liu and Ning Quan/ Bio Protoc. 2015 October 20; 5(20): . |
Transcription Factor Buffer Set 100Tst | BD | 562574 | Buffers |
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