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원형질막에서 흘러나온 미세소포는 세포 효과기 역할을 합니다. 비장 미세소포체(SMV)는 병태생리학적 상태의 대리 마커입니다. 쥐와 생쥐에서 SMV 함량 및 특성은 노화 또는 염증을 특징짓고 세포 보호 처리에 의해 변경되어 전임상 연구를 위한 중요하면서도 풍부한 모니터링 도구가 됩니다.
미세소포(Microvesicle, MV)는 활성화된 세포의 원형질막에서 방출되는 서브미크론 단편으로, 전염증성 및 프로응고성 세포 효과기 역할을 합니다. 쥐의 경우, 비장 MV(SMV)는 병태생리학적 상태의 대리 마커입니다. 이전의 시험관 내 연구에서는 주요 치주 병원균인 포르피로모나스 진 지발리스(P. gingivalis)가 내피 탈락 및 세포사멸을 가능하게 하는 반면, 지질다당류(LPS)는 비장 세포 유래 미세소포체(SMV)의 탈락을 촉진하는 것으로 나타났습니다. 생체 내 연구는 SMV 흘림의 약리학적 제어의 타당성을 보여주었습니다. 본 프로토콜은 P. gingivalis 급성 쥐 감염 모델에서 비장 SMV를 분리하기 위한 표준화된 절차를 수립합니다. P. gingivalis 감염은 어린 C57BL/6 마우스에서 복강내 주사(주당 5 x 107 박테리아 3회 주사)에 의해 유발되었습니다. 2주 후, 비장을 채취하여 무게를 측정하고 비장 세포를 계수했습니다. SMV는 단백질, RNA 및 프로트롬비나제 분석에 의해 분리되고 정량화되었습니다. 세포 생존율은 프로피듐 요오드화물 또는 트리판 블루 배제 염료로 평가되었습니다. 비장세포 추출 후, 비장세포 배양 24시간 후 유세포분석으로 호중구 수를 얻었습니다. P. gingivalis를 주입한 마우스에서는 비장 무게가 2.5배 증가하고 비장 세포 수가 2.3배 증가한 것이 관찰되었으며, 호중구 수는 40배 증가했습니다. P. gingivalis를 주입한 마우스의 비장세포의 세포 생존율은 75%-96% 범위였으며 노출되지 않은 대조군과 비교하여 배양 24시간 후 50% 감소했습니다. 그러나 주입된 마우스의 비장세포는 프로트롬비나제 분석 또는 단백질 측정에 의해 더 많은 양의 MV를 방출합니다. 이 데이터는 procoagulant SMV가 복강내 P. gingivalis 감염에 대한 조기 비장 반응을 평가하는 신뢰할 수 있는 도구임을 보여줍니다.
미세입자(microparticles) 또는 엑토솜(ectosome)이라고도 하는 미세소포(Microvesicles, MV)는 다양한 세포 자극에 반응하여 체액과 세포외 공간에서 방출되는 직경이 0.1-1.0μm인 원형질막 조각입니다. 처음에는 주로 포스파티딜세린(PSer)인 응고성 인지질에 노출되는 혈소판 분진으로 확인된 MV는 혈액 응고 복합체의 조립을 위한 추가 표면을 구성합니다 1,2. procoagulant effector로서 순환 MV의 주요 역할은 기능 장애 PSer 노출 및 출혈을 유발하는 희귀 유전 질환인 Scott syndrome2 환자에서 입증되었습니다(보충 그림 1). MV는 당뇨병, 만성 신장 질환, 자간전증, 고혈압과 같은 심혈관 질환과 관련된 만성 질환에서 혈전 위험의 순환 바이오마커로 광범위하게 연구되어 왔다 3,4. 그들은 현재 심근과 같은 유체 또는 장기 조직에서 진정한 세포 효과기로 인식되고 있습니다1. 이들은 활성 단백질, 지질, miRNA를 운반하기 때문에 지혈, 염증, 혈관 혈관 신생, 혈관 성장 또는 조직 리모델링과 같은 혈관 반응을 원격으로 조절합니다5.
임상연구에서 MV의 위험인자에 대한 예후값을 조사하는 한편, 환자의 체액이나 조직에서 분리된 MV는 MV의 효과기 특성을 체외(ex vivo )로 평가할 수 있다6. MV 생물 발생 및 누화 능력을 제어하는 메커니즘의 해독은 일반적으로 MV에 의해 노출되거나 MV 내에 캡슐화된 활성 분자와 그 다운스트림 신호 전달을 식별하기 위해 세포 배양 모델에서 수행됩니다. 타겟 세포와의 MV 상호 작용은 적절한 카운터 리간드를 사용할 수 있는 경우 막 단백질/단백질 결합 및/또는 지질 융합7에 따라 달라집니다.
생리학적 조건에서 혈장을 순환하는 MV는 대부분 혈관 세포에서 비롯되며, 이는 계통 클러스터 분화 마커(lineage cluster differentiation markers, CD)8,9에 의해 확인됩니다. 그러나 병리학, 특히 암10 및 이식 거부 반응11,12에서 MV는 손상된 조직에서 떨어져 나와 유해한 procoagulant 및 proinflammatory features를 가지고 있습니다. 이들은 전신 순환계에서 감지되어 보호 요법 또는 회춘 요법을 모니터링하는 데 유용한 프로브가 되며 가능한 약리학적 표적이 될 수 있습니다13. MV는 건강과 질병에서 혈관 및 조직 세포의 항상성을 반영하는 동적 저장 풀로 순환하기 때문에 소동물에서 IV 주사 또는 비강 점안 후 생체 내에서 원격 작용에 대한 더 나은 이해를 조사해야 합니다14,15. 실제로, MV는 과장된 염증과 혈전증을 연결하는 복잡한 경로의 주요 원인으로 간주되어 왔다16.
치주염은 치아 지지 조직에 영향을 미치는 감염성 염증성 질환이며, 17,18 혈전 위험과 관련이 있습니다. 치은 출혈, 치조골 파괴, 치아 이동성을 특징으로 하며 궁극적으로 치아 손실로 이어질 수 있습니다. 치주염은 전 세계적으로 매우 널리 퍼져 있으며 인구의 50% 이상에 영향을 미치며 11%는 심각한 형태19를 나타냅니다. 치주염은 치은하 생물막의 세균성 불균형에 의해 유발되며, 이는 조직 파괴를 유발하는 악화된 염증 반응을 지속합니다20. 지난 10년 동안 치주염은 심혈관 질환, 당뇨병, 류마티스 관절염과 같은 전신 질환과 관련이 있었습니다. 가능한 설명은 원거리에서 치주 병원체의 작용 및/또는 인터루킨(IL-1, IL-6) 및 TNF-α와 같은 전염증성 사이토카인에 의해 매개되는 전신 염증 증가입니다21,22.
치주염 발병 및 발병과 관련된 병원체 중 Porphyromonas gingivalis(P. gingivalis)23는 Toll-like-receptor(TLR) 매개 염증 반응을 유도하는 lipopolysaccharide(LPS)24 및 초기 감염 부위에서 호중구 및 다형성 핵 백혈구(PMN)의 동원을 포함하여 여러 독성 인자를 수확하는 가장 심각한 병변에서 발견됩니다26. P. gingivalis의 LPS는 TLR-4 또는 TLR-2를 활성화하여 면역 검출 및 박테리아 생존 회피를 촉진합니다27. 혈관 수준에서 LPS에 의한 TLR2의 활성화는 면역혈전증과 관련이 있습니다. TLR-4에 의존하는 인식이 현저히 손상된 상태에서 TLR-2 신호를 유발하는 P. gingivalis의 독특한 능력은 지속적인 저등급 감염을 선호합니다28,29.
저등급 병원체, 만성 및 지속적인 감염에 대한 MV 반응을 연구하기 위한 생체 내 절차는 부족합니다. 티스큘러 MV 추출에 대한 방법론적 접근은 문헌에 잘 기술되어 있지 않으며 일반적으로 비장이 혈류에서 박테리아와 바이러스를 감지하는 동안 고형 종양, 간 지방증, 무정맥 혈전성 플라크 또는 이식편과 같은 병리학적 조직에서 MV를 수확하는 것과 관련이 있습니다 11,29,30. 또한 면역 반응에 관여하는 적혈구, 혈소판, 림프구, 단핵구, 호염기구 및 호산구를 저장합니다. 적색 펄프의 호중구와 같은 과립구는 병원체를 파괴하고 감염 확산을 방지하는 활성산소종(ROS)과 프로테아제를 생성하기도 합니다31,32. 놀랍게도, 그리고 우리가 아는 한, 비장 MV는 병원체에 의한 조직 모욕의 맥락에서 조사되지 않았습니다. 생리병리학에서 tissular MVs의 다양성을 연구해야 하는 전 세계적인 미충족 요구가 있습니다.
본 실험실의 시험관 내 데이터에 따르면 LPS는 쥐의 비장세포에서 응고제 MV의 배출을 유도하며, 이는 다시 배양된 관상동맥 내피 세포의 노화와 연속적인 전염증성 및 전염증성 내피 내피 표현형11의 노화를 촉진합니다. 비장 MV의 약리학적 조절의 타당성은 최적화된 오메가-3 포뮬러로 동물을 치료한 후 추가로 입증되었습니다. 중년 및 고령 쥐의 구강 위는 비장 세포에서 procoagulant MVs의 흘림과 관상 동맥 내피 쪽으로 prosenous 유해 재산을 모두 보호하는 것으로 밝혀졌다33.
혈액과 비교했을 때, 비장은 한 개인에게 백혈구의 중요한 공급원이라는 이점을 제공합니다. 또한, 비장-심장 축(splenic-cardiac axis)이 최근 제안되었는데, 3,34, 비장은 약리학적 조절에 유익한 관심의 감염 관련 심혈관 위험에 기여할 수 있습니다. SMV 특성 또는 방출에 대한 평가는 병원체 유발 또는 염증 반응을 이해하는 데 중요합니다. 흥미롭게도, 그것은 치료 된 동물과 다른 생리 병리학 적 모델 (나이, 고혈압, 당뇨병)에서 달성 될 수 있습니다. 실제로, 중년층과 고령의 쥐를 비교함으로써33, 비장 MV의 특성과 방출의 차이는 간단한 24시간 비장세포 배양에 따라 입증될 수 있다.
생리병리학적 상태에 따른 비장 MV의 효과기 특성의 변화 및 랫트에서 이들의 약리학적 제어의 타당성에 대한 상기의 증거를 감안하여, 쥐 비장 MV의 분리를 위한 표준화된 프로토콜이 본원에 기술되어 있다. 이 절차는 궁극적으로 조작된 마우스에서 SMV 매개 효과를 지원하는 생체 내 메커니즘에 대한 심층 조사에 더 적합할 것입니다. 이 절차는 P. gingivalis 에 의한 국소 복강 내 감염을 사용하여 C57BL/6 마우스에서 비장 MV(SMV) 효과기 특성에 대한 병원체의 원격 작용에 대한 증거를 확립하기 위해 확립되었습니다.
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모든 실험 프로토콜은 지역 윤리 위원회(APAFIS#28745-2020121815051557)와 모교 및 INSERM의 동물 관리의 관련 지침에 의해 승인되고 따랐습니다. 생후 6-8주령의 수컷 Young C57BL/6 마우스를 실험에 사용했습니다. 통증과 스트레스를 평가하기 위해 생쥐를 정기적으로 검사하고 체중을 매일 모니터링했습니다. 달리 명시되지 않는 한, 모든 추출 완충액과 용액은 멸균 상태여야 하며 실온에 있어야 합니다.
1. 동물 준비
2. 비장 세포의 추출
3. 삼투압 충격을 통한 적혈구 제거
4. 고립된 비장세포 농도의 조정
5. 비장세포 미세소포의 분리
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제공된 데이터는 두 가지 주요 동물 상태, 즉 치료되지 않은 어린 C57BL/6 마우스와 그 새끼를 대조군에게 2일마다 2주일 동안 6번의 복강내(IP) PG 주사를 맞았습니다. 그들은 또한 2주 후 비장 반응에 대한 복강내 PG 주사의 원격 작용을 보여줍니다. 비장세포 미세소포는 프로트롬비나제 효소 분석법 또는 분광광도법으로 단백질 및 RNA 농도를 측정하여 정량화하였고, 호중구?...
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본 연구는 비장이 생쥐에서 제한된 양의 혈액과 같은 다른 공급원에 비해 생리병리학적 관련성이 있는 MV의 중요하고 신뢰할 수 있는 공급원임을 확인합니다. 예방 조치를 취하면 이 방법을 쉽게 설정할 수 있으며 값비싼 장비가 필요하지 않습니다. 생체 내 평가 이외의 다른 방법이 없기 때문에 현재 모델은 MV 흘림에 대한 친약물의 영향을 연구하는 데 유용한 방?...
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저자는 공개할 내용이 없습니다.
저자는 비장의 복합 유세포 분석 분석에 대한 전문가의 도움과 형성을 제공해 준 Service commun de cytométrie en flux(Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg)의 Claudine Ebel과 쥐 비장 세포 라벨링에 대한 초기 교육을 제공한 Ali El Habhab에게 빚을 지고 있습니다. 데니즈 카라교즈는 땅을 파고 출판물을 모으는 일을 도왔습니다. 이 연구는 두 개의 ANR 보조금 COCERP(N°A17R417B), ENDOPAROMP(N°ANR-17-CE17-0024-01)의 지원을 받았습니다.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
2 mL tubes type Eppendorf | Dutscher | 54816 | Conical bottom stériel microtubes |
Allegra 64 R Centrifuge | Beckman Coulter | ||
Automatic cell counter | Biorad | ||
Bovine serum albumin | Euromedex | 04-100-812-E | Prepared, filtered with 0.22 µm sieve and stored at 4 °C under sterile conditions by using the following formulas: 2 mM EDTA, 0,5% BSA and sterile PBS |
CD11 (Mac-1) | e-Biosciences | 45-00112-80 | Conjugated to eFluor 450; λmax excitation 405 nm λmax emission 445 nm |
CD16/32 | BD Biosciences | 553142 | unconjugated |
EDTA | Calbiochem | Calbiochem | S 6381-92-6 |
Falcon tube | Cell star | 227261 | 50 mL |
Fetal Bovine serum | Dutscher | S1810-500 | Batch number = S14028S1810 |
Fortessa Aria | BD Biosciences | for cell sorting | |
Fortessa flow cytometer | Becton-Dickinson. | ||
Fungizone | PAN biotech | P06-01050 | |
HBSS | Gibco | 14175-053 | Without phenol red, without Ca+2 and Mg+2 |
ICAM-1 | abcam | ab171123 | |
LYG-6 (Gr-1) | BD Biosciences | 566218 | Conjugated to BUV395; λmax excitation 348 nm, λmax emission 395 nm |
Lysis buffer erythrocytes (ACK) | Sigma | Prepared, filtered with 0.22 µm sieve and stored at 4°C under sterile conditions by using the following formulas: NH4Cl, 0.15 M (molarity), 53.491 (mw) 4 g KHCO3 1 mM (molarity) 100.115 (mw), 50 mg EDTA 0.1 mM (molarity), 292.24 (mw), 14.6 g pH: 7.2–7.4 | |
NanoDrop 1000 spectrophotometer | Thermoscientific | ||
PBS | Lonza | 17-516F | Without Ca+2 and Mg+2 |
Plastic petri dish | 100 mm | ||
Polystyren tube | Falcon | 352070 | |
q-Nano Gold | iZON science | ||
RPMI 1640 culture medium: 2 g/L glucose | PAN biotech | p04-18047 | Supplemented withsupplemented with Streptomycin (100 U/mL) /Penicillin (100 U/mL), Fungizone (250 mg/mL), L-glutamine (2 mM) and FBS 10%. |
Scalpels | |||
Sieve Nylon | Falcon USA | 352360 | 100 µm |
Streptomycin/Penicillin | PAN biotech | P06-07100 | |
Syringe | 2 mL | ||
Trypan Blue | Biorad | 1450013 | |
VCAM1 | abcam | ab215380 |
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