解剖されたインプラント組織の免疫機能解析のための高次元フローサイトメトリー

要約

解剖されたインプラントからの細胞の単離とフローサイトメトリーによる特性評価は、インプラントに対する免疫応答のパターンの理解に大きく貢献します。この論文では、解剖したインプラントから細胞を単離し、フローサイトメトリー解析のために染色するための正確な方法について説明します。

要約

実験室で培養した組織または医療機器を個人に埋め込むことの成功は、レシピエント宿主の免疫応答の影響を受けます。インプラントを異物と見なすと、敵対的で調節不全の免疫応答はインプラントの拒絶反応につながる可能性がありますが、調節された反応とホメオスタシスの回復はインプラントの受容につながる可能性があります。 in vivo または ex vivo 環境で解剖されたインプラントの微小環境を分析することは、免疫応答のパターンを理解するのに役立ち、最終的には新世代の生体材料の開発に役立ちます。フローサイトメトリーは、細胞表面マーカーに基づいて免疫細胞とそのサブセットを特徴付けるためのよく知られた手法です。このレビューでは、解剖されたインプラント組織から均一な細胞懸濁液を単離するための、手動ダイシング、酵素消化、およびセルストレーナーによるろ過に基づくプロトコルについて説明します。さらに、マルチカラーフローサイトメトリー染色プロトコルと、フローサイトメトリーによってこれらの単離細胞を特徴付けおよび定量するためのサイトメーターの初期設定の手順について説明しました。

概要

医学分野の進歩により、損傷した組織の機能や再成長をサポートするために、埋め込まれた材料が頻繁に使用されるようになりました^1,2。これらには、ペースメーカー、再建美容インプラント、骨折固定に使用される整形外科用プレートなどのデバイスが含まれます^3,4。しかし、これらのインプラントを製造するために使用される材料とそれらが埋め込まれる場所は、これらのインプラントの成功を決定する上で重要な^{役割を果たします5,6,7}。異物として、これらのインプラントは宿主から免疫応答を引き起こし、拒絶反応または耐性^{につながる可能性があります8。}この要因により、生体材料研究は、移植後に望ましい免疫応答を引き付けることができる材料を生成するように推進されています9,10,11,12。

プロトコル

注: 図1 に、フローサイトメトリープロトコルの概要を示します。

1)試薬調製

1. 酵素を希釈し、組織培養用の培地を調製します。
   1. 5 mLの4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)緩衝液を500 mLのRPMI培地に添加し、よく振とうします。さらに使用するまで、培地を4°Cで保管してください。
2. 酵素溶液の体積を計算します。
   注:酵素溶液の容量は、6ウェルプレートでさいの目に切った組織を消化するために必要な酵素(コラゲナーゼおよびDNase I)を含む培地の容量です。サンプル数によります。
   1. 次の式を使用して、必要な体積を計算します。
      (消化するサンプル数) × 5 mL の無血清 RPMI と 10 mM HEPES バッファー
      注:例えば、0.1〜0.3gの解剖された脾臓の場合、5 mLの培地を使用して酵素溶液を調製します。この原稿に記載されている酵素消化プロトコルは、主に脳、腎臓、皮膚、肝臓、肺、脾臓、筋肉、および合成材料または細胞外マトリックスタンパク質で作られた皮下インプラントの周りのカプセルを含むマウスから解剖された軟組織(0.1〜1 gの範囲)用です。硬い軟骨組織を消化するには、さまざまな条件と消化酵素の量が必要になる場合がありますが、これは最適化によってのみ確認できま....

結果

免疫解析用のフローサイトメトリーパネルの開発プロセスでは、多くの場合、既存のデータやその分野の文献との結果との比較に依存しています。フローサイトメトリーで集団がどのように現れるかに関する知識は、データを適切に解釈するために重要です。いずれにせよ、集団や細胞の種類は組織によって異なるように見えるため、ある程度のばらつきが予想され?.......

ディスカッション

このレビューでは、生体材料インプラントから細胞を単離し、均一な細胞懸濁液を得るための詳細な方法論について述べる。さらに、マルチカラーフローサイトメトリー用の細胞懸濁液を染色するための詳細なプロトコルと、最適な結果を得るためにフローサイトメーターを構成するための手順が提供されています。細胞単離法には複数のステップがあり、多くの場合、手動の組織解剖とそ?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
50 mL conical tubes	Fisher Scientific	14-432-22
6 Well Plate	Fisher Scientific	07-000-646
BD Brilliant Stain Buffer Plus	BD Biosciences	566385
BD Cytofix	BD Biosciences	554655	For only fixing cells
Bovine serum albumin	Millipore Sigma	A7906	For preparing FACS staining buffer
CD11b AF700	Biolegend	101222	Clone: M1/70
CD11c PerCP/Cy5.5	Biolegend	117325	Clone: N418
CD197 PE/Dazzle594	Biolegend	120121	Clone: 4B12
CD200R3 APC	Biolegend	142207	Clone: Ba13
CD206 PE	Biolegend	141705	Clone: C068C2
CD45 BUV737	BD Biosciences	612778	Clone: 104/A20
CD86 BUV395	BD Biosciences	564199	Clone: GL1
CD8a BV421	Biolegend	100737	Clone: 53-6.7
Comp Bead anti-mouse	BD Biosciences	552843	For compensation control
DNase I	Millipore Sigma	11284932001	Bovine pancreatic deoxyribonuclease I (DNase I)
F4/80 PE/Cy7	Biolegend	123113	Clone: BM8
Fc Block	Biolegend	101301	Clone: 93
Fixation/Permeabilization Solution Kit	BD Biosciences	554714	For fixing and permeabilization of cells.
HEPES buffer	Thermo Fisher	15630080	Buffer to supplement cell media
Liberase	Millipore Sigma	5401127001	Blend of purified Collagenase I and Collagenase II
LIVE/DEAD Fixable Blue Dead Cell Stain Kit	Thermo Fisher	L23105	Viability dye
Ly6c AF488	Biolegend	128015	Clone: HK1.4
Ly6g BV510	Biolegend	127633	Clone: 1A8
MHCII BV786	BD Biosciences	742894	Clone: M5/114.15.2
Phosphate buffer saline	Thermo Fisher	D8537
RPMI	Thermo Fisher	11875176	Cell culture media
Siglec F BV605	BD Biosciences	740388	Clone: E50-2440
V-bottom 96-well plate