우리는 공초점 현미경 검사에 도움을 주신 Christine Holt와 Bill Harris에게 감사드립니다. 형광 타이머 백본 구축물에 대한 대런 길모어와 Tol2-Lyz 백본 벡터에 대한 Anna Huttenlocher에게 감사드립니다. Tg(mpx:GFP)i114 라인에 대해 Steve Renshaw에게 감사드립니다. 이 작업은 MRC (MR / L019523 / 1), Wellcome Trust [204845 / Z / 16 / Z]의 지원을 받았습니다. 아이작 뉴턴 트러스트 [12.21 (a)i]와 아이작 뉴턴 트러스트 보조금 19.23 (n). C.C.는 MRC DTP 학생회와 Wellcome Trust [204845/Z/16/Z]의 지원을 받았습니다. 아이작 뉴턴 트러스트 [12.21 (a)i] 보조금. H.W.는 MRC DTP Studentship의 지원을 받았습니다. H.P.는 Wellcome Trust PhD 보조금 (105391 / Z / 14 / Z)과 Wellcome Trust [204845 / Z / 16 / Z]의 지원을 받았습니다. 아이작 뉴턴 트러스트 [12.21 (a)i] 보조금과 MRC (MR / L019523 / 1).

<ol>
	<li>Rot, A., von Andrian, U. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemokines+in+innate+and+adaptive+host+defense:+basic+chemokinese+grammar+for+immune+cells.">Chemokines in innate and adaptive host defense: basic chemokinese grammar for immune cells.</a> Annual Review of Immunology. 22, 891-928 (2004).</li><li>Cotton, M., Claing, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=G+protein-coupled+receptors+stimulation+and+the+control+of+cell+migration.">G protein-coupled receptors stimulation and the control of cell migration.</a> Cellular Signalling. 21 (7), 1045-1053 (2009).</li><li>Liu, X., 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=Bidirectional+regulation+of+neutrophil+migration+by+mitogen-activated+protein+kinases.">Bidirectional regulation of neutrophil migration by mitogen-activated protein kinases.</a> Nature Immunology. 13 (5), 457-464 (2012).</li><li>Wen, X., Jin, T., Xu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+G+Protein-coupled+Receptor-mediated+Chemotaxis+and+its+Signaling+Events+in+Neutrophil-like+HL60+Cells.">Imaging G Protein-coupled Receptor-mediated Chemotaxis and its Signaling Events in Neutrophil-like HL60 Cells.</a> Journal of Visualized Experiments. (115), e54511 (2016).</li><li>Arnon, T. I., 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=GRK2-dependent+S1PR1+desensitization+is+required+for+lymphocytes+to+overcome+their+attraction+to+blood.">GRK2-dependent S1PR1 desensitization is required for lymphocytes to overcome their attraction to blood.</a> Science. 333 (6051), 1898-1903 (2011).</li><li>Jung, H., Mithal, D. S., Park, J. E., Miller, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+CCR2+Activation+in+the+Bone+Marrow+Niche+Mobilizes+Monocytes+by+Desensitizing+CXCR4.">Localized CCR2 Activation in the Bone Marrow Niche Mobilizes Monocytes by Desensitizing CXCR4.</a> PloS One. 10 (6), 0128387 (2015).</li><li>Kwan, K. M., 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=The+Tol2kit:+a+multisite+gateway-based+construction+kit+for+Tol2+transposon+transgenesis+constructs.">The Tol2kit: a multisite gateway-based construction kit for Tol2 transposon transgenesis constructs.</a> Developmental Dynamics: An Official Publication of the American Association of Anatomists. 236 (11), 3088-3099 (2007).</li><li>Don&#224;, E., 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=Directional+tissue+migration+through+a+self-generated+chemokine+gradient.">Directional tissue migration through a self-generated chemokine gradient.</a> Nature. 503 (7475), 285-289 (2013).</li><li>Venkiteswaran, 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=Generation+and+dynamics+of+an+endogenous,+self-generated+signaling+gradient+across+a+migrating+tissue.">Generation and dynamics of an endogenous, self-generated signaling gradient across a migrating tissue.</a> Cell. 155 (3), 674-687 (2013).</li><li>Minina, S., Reichman-Fried, M., Raz, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+receptor+internalization,+signaling+level,+and+precise+arrival+at+the+target+in+guided+cell+migration.">Control of receptor internalization, signaling level, and precise arrival at the target in guided cell migration.</a> Current Biology. 17 (13), 1164-1172 (2007).</li><li>Yoo, S. K., 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=The+role+of+microtubules+in+neutrophil+polarity+and+migration+in+live+zebrafish.">The role of microtubules in neutrophil polarity and migration in live zebrafish.</a> Journal of Cell Science. 125, 5702-5710 (2012).</li><li>Yoo, S. K., 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=Differential+regulation+of+protrusion+and+polarity+by+PI3K+during+neutrophil+motility+in+live+zebrafish.">Differential regulation of protrusion and polarity by PI3K during neutrophil motility in live zebrafish.</a> Developmental Cell. 18 (2), 226-236 (2010).</li><li>Buchan, K. D., 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=A+transgenic+zebrafish+line+for+in+vivo+visualisation+of+neutrophil+myeloperoxidase.">A transgenic zebrafish line for in vivo visualisation of neutrophil myeloperoxidase.</a> PLoS One. 14 (4), 0215592 (2019).</li><li>Coombs, C., 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=Chemokine+receptor+trafficking+coordinates+neutrophil+clustering+and+dispersal+at+wounds+in+zebrafish.">Chemokine receptor trafficking coordinates neutrophil clustering and dispersal at wounds in zebrafish.</a> Nature Communications. 10 (1), 5166 (2019).</li><li>Hall, C., Flores, M. V., Storm, T., Crosier, K., Crosier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+lysozyme+C+promoter+drives+myeloid-specific+expression+in+transgenic+fish.">The zebrafish lysozyme C promoter drives myeloid-specific expression in transgenic fish.</a> BMC Developmental Biology. 7, 42 (2007).</li><li>Renshaw, S. A., 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=A+transgenic+zebrafish+model+of+neutrophilic+inflammation.">A transgenic zebrafish model of neutrophilic inflammation.</a> Blood. 108 (13), 3976-3978 (2006).</li><li>Khmelinskii, A., 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=Tandem+fluorescent+protein+timers+for+in+vivo+analysis+of+protein+dynamics.">Tandem fluorescent protein timers for in vivo analysis of protein dynamics.</a> Nature Biotechnology. 30 (7), 708-714 (2012).</li><li>Westerfield, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The zebrafish book. A guide for the laboratory use of zebrafish (Brachydanio rerio). , (2007).</li><li>Rosen, J. N., Sweeney, M. F., Mably, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microinjection+of+Zebrafish+Embryos+to+Analyze+Gene+Function.">Microinjection of Zebrafish Embryos to Analyze Gene Function.</a> Journal of Visualized Experiments. (25), 1115 (2009).</li><li>Detrich, H. W., Zon, L. I., Westerfield, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Zebrafish: Genetics, Genomics and Informatics. , (2004).</li><li>Le Guyader, D., 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=Origins+and+unconventional+behavior+of+neutrophils+in+developing+zebrafish.">Origins and unconventional behavior of neutrophils in developing zebrafish.</a> Blood. 111 (1), 132-141 (2008).</li><li>Chan, T. F., Vese, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+contours+without+edges.">Active contours without edges.</a> IEEE Transactions on Image Processing. 10 (2), 266-277 (2001).</li><li>Haralick, R. M., Shanmugam, K., Dinstein, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Textural+features+for+image+Classification.">Textural features for image Classification.</a> IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. SMC-3 (6), 610-621 (1973).</li><li>Deng, Q., 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=Localized+bacterial+infection+induces+systemic+activation+of+neutrophils+through+Cxcr2+signaling+in+zebrafish.">Localized bacterial infection induces systemic activation of neutrophils through Cxcr2 signaling in zebrafish.</a> Journal of Leukocyte Biology. 93 (5), 761-769 (2013).</li><li>Torraca, V., Mostowy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+infection:+From+pathogenesis+to+cell+biology.">Zebrafish infection: From pathogenesis to cell biology.</a> Trends in Cell Biology. 28 (2), 143-156 (2018).</li><li>Feng, Y., Santoriello, C., Mione, M., Hurlstone, A., Martin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Live+imaging+of+innate+immune+cell+sensing+of+transformed+cells+in+zebrafish+larvae:+parallels+between+tumor+initiation+and+wound+inflammation.">Live imaging of innate immune cell sensing of transformed cells in zebrafish larvae: parallels between tumor initiation and wound inflammation.</a> PLoS Biology. 8 (12), 1000562 (2010).</li><li>Poplimont, H., 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=Neutrophil+swarming+in+damaged+tissue+is+orchestrated+by+connexins+and+cooperative+calcium+alarm+signals.">Neutrophil swarming in damaged tissue is orchestrated by connexins and cooperative calcium alarm signals.</a> Current Biology. 30 (14), 2761-2776.e7 (2020).</li><li>Cornet, C., Di Donato, V., Terriente, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+Zebrafish+and+CRISPR/Cas9:+Toward+a+more+efficient+drug+discovery+pipeline.">Combining Zebrafish and CRISPR/Cas9: Toward a more efficient drug discovery pipeline.</a> Frontiers in Pharmacology. 9, 703 (2018).</li><li>Kienle, K., L&#228;mmermann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutrophil+swarming:+an+essential+process+of+the+neutrophil+tissue+response.">Neutrophil swarming: an essential process of the neutrophil tissue response.</a> Immunological Reviews. 273 (1), 76-93 (2016).</li><li>Lisse, T. S., Brochu, E. A., Rieger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+tissue+repair+in+zebrafish+larvae+with+time-lapse+brightfield+stereomicroscopy.">Capturing tissue repair in zebrafish larvae with time-lapse brightfield stereomicroscopy.</a> Journal of Visualized Experiments. (95), e52654 (2015).</li></ol>

저자는 이해 상충이 없다고 선언합니다.

기술된 방법은 조직 손상에 대한 염증 반응 동안 계내에서 내인성 리간드에 반응하는 수용체 역학의 살아있는 이미징을 허용한다. Cxcr1/Cxcr2 호 중구 리포터의 사용은 감염, 종양 모델 또는 다른 유형의 조직 손상(14,25,26,27)과 같은 다른 생리학적 설정으로 확장될 수 있다. 또한, 내인성 수용체가 외인성 돌연변이 수용체에 의해 억제되고 구출되는 트랜스제닉 구조 라인은 면역 반응에서 특정 호중구 이동 패턴의 중요성을 해부하는 데 유용한 도구를 제공할 수 있다. 예를 들어, 탈감작 장애를 갖는 Cxcr1 수용체 돌연변이체는 염증 부위(14)에서 더욱 두드러진 호중구 클러스터링을 야기한다. 이러한 기능 표현형의 이득은 상이한 생리학적 과정들, 예를 들어, 상처 복구, 감염성 질환 또는 종양 진화, 및 보체 수용체 녹다운/녹아웃 실험에서 호중구 회중의 역할을 이해하는데 사용될 수 있다. 이 방법론은 또한 사용 가능한 기자의 범위를 확대 할 수있는 기반을 제공합니다. 형광 리포터의 선택은 고려해야 할 중요한 것이며 생물학적 질문에 달려 있습니다. 우리는 호중구에서 이러한 케모카인 수용체의 구성 회전율이 상피 세포와 비교하여 높았으며 빠른 성숙 (예 : sfGFP)을 가진 기자가 정상 상태에서 막 수준을보고하고 호중구 자극시 차이를 해결해야한다는 것을 발견했습니다 8,14. 따라서, sfGFP/tagRFP의 막 비율은 이 세포 유형에서 리간드-유도된 내재화를 측정하는 데는 적용되지 않지만, tagRFP의 패턴은 수용체의 세포내 운명의 추적을 허용하며, 이는 일부 연구에서 유용할 수 있다. 우리는 또한 tagRFP의 더 집중된 세포 내 신호가 개별 유충을 스크리닝하는 데 유용하다는 것을 발견했습니다. 원형질막에서 수용체 수준을 측정하기 위한 대안적인 접근법은 동일한 전이유전자(9) 또는 독립적인 전이유전자(14)에서 호중구에서 형광막 마커를 공동발현시키는 것이다. 이전의 시나리오에서, 전이유전자는 물고기를 스크리닝하기 위한 추가적인 수단을 제공할 것이고, 발현 수준은 마커와 수용체 사이에서 필적할 것이다. 후자의 접근법은 수용체 리포터가있는 제브라 피쉬 라인이 다른 리포터 라인과 결합 될 수 있다는 점에서 더 모듈화 될 것입니다. 두 경우 모두 수용체 수준의 막 정량화가 군집형 호중구에서 어렵다는 점은 주목할 가치가 있습니다 (아래 참조). 마지막으로, 우리는이 프로토콜의 가능한 확장은보다 상세한 국소화 분석을 위해 면역 조직 화학에 의한 라이브 이미징을 후속 조치하는 것입니다.
Tol2 형질생성 시스템은 잘 확립되어 있고7 라이소자임 C 프로모터는 호중구 발현11,15를 위해 광범위하게 사용되어 왔다. 따라서, 트랜스제네시스 접근법은, 비교적 간단하고, 이러한 프로모터로 달성된 발현 수준은 수용체 역학의 분석을 위한 충분한 콘트라스트를 제공하기에 충분히 높다. 가능한 제한은 발현 수준이 내인성 수용체 발현 수준을 재구하지 않는다는 것이다. 새로운 CRISPR 기술은 특정 관심의 수용체에 대한 녹인 라인을 확립하기 위해 배치될 수 있다(28). 이러한 기술은 여전히 번거롭고 세포 내 이미징에 필요한 발현 수준을 보장하지는 않지만 성공적인 개발은 내인성 신호 역학을 이해하는 데 중요한 돌파구가 될 것입니다. 기능적 검증은 트랜스제닉 수용체 구축물을 사용한 데이터를 해석하는데 중요하다. 예를 들어, 리간드 인식 분석은 형광 융합 단백질이 기능적이라는 것을 확립하는데 사용될 수 있고, 넉아웃 표현형을 구하고, 트랜스제닉 호중구 발현 수준이 기능성14와 양립가능하다는 것을 확립하는데 사용될 수 있다. 마지막으로, 수용체 융합을 검증하는 보다 직접적인 방법은 표지되지 않은 버전14와 함께 표지된 수용체를 갖는 시험관내 기능적 검정을 이용하는 것이다.
정량화 접근법은 생체 내에서 호중구에서 정확한 막 세분화의 특정 어려움을 해결합니다. 상피 성질의 세포에서, 수용체 수준의 정량화는 막 수용체 수준을 조절 마커로 정상화함으로써 자동으로 실행될 수 있으며, 이는 병렬로 또는 개별적으로 발현될 수 있다9. 실제로, 우리는 가스트레이션 배아14에서 리간드-인식 검정을 사용할 때 그러한 접근법을 적용하였다. 그러나 호중구는 생체 내에서 세포 모양의 복잡하고 급격한 변화를 겪어 2D 및 3D14에서 막 세분화를 어렵게 만듭니다. 이것은 호중구 군집이 많은 생리적 환경29에서 발생하는 경우 훨씬 더 도전적입니다. 대조 메트릭은 막 세분화를 필요로하지 않고 대신 세포에서 수용체 분포의 전체 상태 (막성 / 부드러운 대 수포 / 도티)를 반영하기 때문에이 제한을 극복합니다. 콘트라스트 메트릭은 이미지의 전체 대비에 의해 영향을 받을 수 있으므로 서로 다른 배아/샘플에서 신호의 변동성을 설명하기 위해서는 개별 세포 값을 내부 참조로 정규화해야 합니다. 예를 들어, 우리는 CHT에서 반응하지 않는 호중구의 평균 세포 대조 값 (즉, 정지되어 있고 복부 지느러미로 이동하지 않는 호중구)14를 사용했습니다. 추가적인 가능성은 동일한 세포에서 대조 마커의 대조 값으로 정규화하는 것이다. 이것은 무반응 세포의 내부 참조가 이용 가능하지 않을 때 해결책을 제공 할 것이고, 다른 조건 사이의 수용체 역학의 미세한 정량적 차이를 해결할 수 있습니다.
이미징의 위치는 고려해야 할 또 다른 변수입니다. 더 일반적으로 사용되는 꼬리 지느러미 상처 모델16,30과는 달리 복부 지느러미 상처를 여기에서 선택하는 이유는 상처 부위가 호중구 거주지 / 철새 기원 부위 근처에 있기 때문입니다. 이것은 호중구가 도착하는 데 상대적으로 적은 시간이 걸리기 때문에 분석의 타임 라인을 가속화합니다. 추가적으로, 그것은 이동 기원 (CHT) 및 관심의 표적 위치 (상처) 둘 다에서 세포 거동을 포착할 수 있는 기회를 제공한다. 이는 세포하 영상화에 필요한 공간적 및 시간적 분해능이 넓은 시야각 또는 다중 위치 스캐닝과 결합하기 어렵기 때문에 여기에서 관련이 있다. 따라서, 복부 지느러미 상처 분석은 이동 기원으로부터의 이주 반응의 진화를 추적하고 반응하지 않는 세포에서 비특이적 수용체 변동을 동시에 포착하는 것을 허용한다. 위에서 언급했듯이, 후자는 불특정 역학에 대한 내부 참조를 제공하기 때문에 정량화 목적으로 유용합니다. 다른 시스템에서, 이러한 내부 참조를 갖는 것이 불가능할 수 있으며, 이 경우 공동-발현된 막 마커의 콘트라스트 값은 대안적인 제어를 제공할 것이다.
요약하면, 우리는 방법론이 다른 시스템에 적용 가능하고 다양한 목적으로 배포 될 수 있다고 예상합니다. 예를 들어, 동일한 리포터가 감염 설정 또는 다른 질병 모델과 같은 다른 염증 설정에서 활용될 수 있다. 제브라피쉬 수용체 리포터 라인의 레퍼토리는 다른 신호전달 수용체로 확장될 수 있고, 신호전달 메카니즘을 이해하거나 생체내에서 리간드 역학을 보고할 수 있다. 이 접근법은 녹다운/녹아웃 기술과 결합하여 관찰된 역학의 기계론적 기초를 조사할 수 있다. 예를 들어, 리간드 발현의 섭동은 관찰된 수용체 역학에 대한 리간드 의존성을 나타낼 수 있다. 앞으로는 기자의 녹인 삽입을 통합하기 위해 시스템을 더욱 정교하게 만들 수 있을 것으로 예상합니다. 궁극적으로,이 방법론을 사용한 발견은 포유류에서 이러한 신호 수용체의 보존과 더 큰 유기체에서 이러한 연구를 수행하는 상대적 도전을 감안할 때 제브라 피쉬 공동체를 넘어서는 가치있는 새로운 통찰력을 제공 할 것입니다.

백혈구 이동은 면역 반응에 가장 중요합니다. 면역 세포는 원형 철새 세포로, 조직과 혈관을 횡단하고 미생물 또는 기타 중요한 숙주 세포쪽으로 방향으로 이동하기위한 다양한 화학적 안내 신호를 감지 할 수 있습니다. 올바른 지침은 화학 유인 물질의 인식에 의존하며, 그 중 케모카인은 가장 두드러진 범주1을 나타냅니다. 케모카인은 고도로 특이적인 일곱 막횡단 G 단백질 결합 수용체에 의해 인식된다. 케모카인 결합시, 케모카인 수용체는 형태 변화를 일으켜 연관된 삼량체 G 단백질의 활성화와 세포골격 변화 및 지시된 이동을 촉진하는 기능적 신호전달 서브유닛으로의 해리를 유도한다1. 이차적으로, 케모카인 수용체는 인산화되고, 이러한 변형은 유인제에 대한 탈감작으로 이어지고, 이는 신속한 재감작/재활용 또는 세포내 분해 및 세포 표면으로부터의 하향 조절(down-regulation 2)에 뒤따를 수 있다. 이러한 수용체 역학은 세포에 의해 수신되는 신호전달의 지속 기간 및 용량에 영향을 미치지만, 이들이 백혈구 이동 거동에 어떻게 영향을 미치는지 생체내에서 밝히기가 어려웠다.
전통적인 포유류 시스템에서 살아있는 백혈구에서 수용체 역학을 추적하는 것은 몇 가지 도전에 직면 해 있습니다. 살아있는 연구를 위해, 형광 단백질과의 수용체 융합은 세포에서 발현되어야 한다. 이것은 원발성 백혈구, 특히 호중구에서 도전적이며, 지금까지의 연구는 케모카인 수용체 3,4를 발현하기 위해 대리 호중구 세포주를 사용했다. 백혈구가 유익한 인신 매매 결함 5,6을 갖는 형광 수용체 또는 돌연변이 수용체를 발현하는 트랜스제닉 마우스 모델의 생성은 상당한 시간과 자원의 투자를 수반한다. 이러한 경우에도, 살아있는 동물에서 수용체 역학을 영상화하기 위한 이미징 해상도 및 콘트라스트는 제한될 수 있고, 연구는 고정된 조직 절편(5)에 대한 면역조직화학을 이용하였다. 이러한 기술적 과제를 감안할 때, 화학 유인 수용체 역학이 살아있는 조직 환경에서 세포 거동에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 우리의 이해는 현재 제한적입니다.
여기서 우리는 제브라피쉬 호중구에서 수용체 밀매를 모니터링하는 방법론을 제공합니다. 제브라피쉬는 생쥐처럼 유전적으로 다루기 쉽지만, 효율적인 트랜스포존 시스템과 직접 접합체 조작을 통해 트랜스제네시스가 비교적 더 간단하다7. 투명한 유충은 이상적으로 이미징에 복종 할 수 있습니다. 케모카인 수용체 역학은 형광 리포터 8,9,10과의 상응하는 융합체의 발현에 의해 원시성 생식 세포 및 측선 프리모듐에서 시각화되었다. Zebrafish 유충은 포유류 호중구와 관련하여 유전 적 및 세포 특성을 고도로 보존 한 성숙한 호중구를 갖추고 있습니다. 세포골격 역학 및 극성 조절제와 같은 세포하 신호전달 역학은 상응하는 트랜스제닉 라인(11,12,13)의 생성에 의해 이들 세포에서 시각화되었다. 최근에, 우리는 조직 손상에 대한 염증 반응의 과정 동안 호중구에서 케모카인 수용체 역학을 시각화하고 기능적으로 분석하였다14. 여기에서는 호중구에서 케모카인 신호전달을 위한 형질전환 리포터 라인의 생성, 라이브 이미징을 위한 배아의 준비, 호중구 신호전달을 연구하기 위한 상처 분석 및 이미지의 획득 및 분석을 위한 프로토콜을 설명한다. 우리는 또한 후보 리간드에 대한 케모카인 수용체 반응을 시험하기 위한 사이드 프로토콜을 제공하며, 이는 특징이 없는 수용체에서 리간드 인식 패턴을 확립하려고 할 때 유용하다. 이들 기술은 내인성 케모카인 발현의 억제 또는 변경된 리간드-유도된 인신매매를 갖는 돌연변이 수용체의 생성과 같은 추가의 유전자 조작과 조합하여, 특정 신호전달 역학이 생체내에서 백혈구 거동에 어떻게 영향을 미치는지 조사하기 위해 사용될 수 있다. 형광 태깅된 케모카인 수용체를 발현하는 트랜스제닉 라인은 또한 내인성 케모카인 구배에 대한 리포터로서 사용될 수 있으며, 이는 그렇지 않으면 직접 항체 염색에 의해 검출하기 어렵다. 기술된 방법론은 리포터의 생성을 다른 면역-신호전달 수용체로 확장시키기 위한 범위를 제공한다.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>1-phenyl-2-thiourea</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7629-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50mL CellStar Centrifuge Tube</td>
			<td>Grenier Bio-One Limited</td>
			<td>210270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clark capillary glass</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>30-0020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cleanline Thin Bleach</td>
			<td>Scientific Laboratory Supplies</td>
			<td>CLE0301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting scope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>SMZ645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dri Block heater</td>
			<td>Techne</td>
			<td>FDB02AD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiji</td>
			<td>National Institutes of Health, Bethesda, MD</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps, Jewelers Dumont No. 5</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F6521</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottom microwell dishes</td>
			<td>MatTek</td>
			<td>P35G-1.5-14-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass pasteur pipette</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>11795098</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Invitrogen Ambion mMESSAGE mMACHINE SP6 Transcription Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10391175</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leica SP8 confocal microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low melting point agarose</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>16520-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stand</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>GJ-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>The MathWorks, Inc., Natick, MA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M9140-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M-2643</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjection system</td>
			<td>Parker</td>
			<td>Picospritzer III</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microloader pipette tips</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5242956003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>M-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette Puller</td>
			<td>Sutter Instrument Company</td>
			<td>Flaming/Brown P-97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slide</td>
			<td>Thermo-Scientific</td>
			<td>J1800AMNZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PerkinElmer Spinning Disk UltraVIEW ERS, Olympus IX81 spinnng disk confocal microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish (120mm)</td>
			<td>Grenier Bio-One Limited</td>
			<td>632180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenol red</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P0290-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(A) Tailing Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>AM1350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism</td>
			<td>GraphPad Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small paintbrush</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectral Applied Research LMM5 laser module</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scalpel Blade No. 23</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td>233-5528</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricaine MS222</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E10521-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Volocity software</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yokogawa CSU10 spinning disc confocal scanner</td>
			<td>Yokogawa</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

live imaging of chemokine receptors in zebrafish neutrophils during wound responses

화학적 구배에 의한 백혈구 안내는 면역 반응에 필수적입니다. 호중구는 중요한 항균 기능을 수행하는 조직 손상 부위에 모집 된 최초의 세포입니다. 이 유전자좌로의 밀매는 케모카인을 포함한 여러 염증성 화학 유인제에 의해 조정됩니다. 분자 수준에서, 화학유인제 신호전달은 상응하는 수용체의 세포내 밀매에 의해 조절된다. 그러나 케모카인 수용체의 세포 내 변화가 세포 및 조직 수준에서 백혈구 이동 역학에 어떻게 영향을 미치는지는 분명하지 않습니다. 여기서 우리는 조직 손상에 대한 염증 반응 동안 호중구에서 케모카인 수용체 역학의 라이브 이미징 및 정량 분석을위한 방법론을 설명합니다. 이러한 도구는 제브라피쉬 호중구에서의 차등 케모카인 수용체 밀매가 조직 손상 부위에서 호중구 군집화 및 분산을 조정한다는 것을 밝혀냈다. 이것은 염증 반응이 어떻게 스스로 해결되는지에 대한 우리의 이해에 영향을 미칩니다. 기술된 도구들은 다양한 생리학적 및 병리학적 설정들에서 호중구 이동 패턴을 이해하는데 사용될 수 있고, 방법론은 다른 신호전달 수용체들로 확장될 수 있다.

복부 지느러미 상처는 CHT에서 복부 지느러미로 급속 호중구 동원 및 30-60 분 이내에 상처 마진에서 군집화됩니다 (그림 1). 우리는 제브라피쉬 호중구 24에 의해 발현되는 두 개의 케모카인 수용체인 Cxcr1 및 Cxcr2의 분포를 시각화하고 스핀 디스크 공초점 현미경을 사용하여 Cxcl8a 및 Cxcl8b14를 인식합니다. 우리는 두 개의 상응하는 트랜스제닉 라인, Tg(lyz:Cxcr1-FT) 및 Tg(lyz:Cxcr2-FT)를 생성했는데, 여기서 호중구는 수용체의 형광 타이머(FT) 구축물, 즉 sfGFP 및 tagRFP의 탠덤과의 융합을 발현한다(도 2 및 참조14). 두 형광단의 사용은 광범위한 수용체 운명을 모니터링하고 원형질막에서의 단백질 턴오버 시간의 추정치를 제공하기위한 것이었으며, 새로 합성 된 수용체는 녹색으로 형광을 띠고 8,14 세가되면 점진적으로 적색이됩니다. 그러나, 이들 수용체는 호중구 원형질막에서 빠른 구성적 턴오버를 가지며 체류 시간이 tagRFP의 성숙 시간보다 짧았고, sfGFP는 막 국소화를 나타내고 tagRFP는 정상 상태에서 수포 국소화를 나타내는 것으로 밝혀졌다 (보충 비디오 1 및 참조14). 따라서, 우리는 조직 손상 부위에서 리간드-유도된 내재화를 모니터링하기 위해 sfGFP의 분포에 초점을 맞추었다. 수용체 분포의 패턴은 이웃 픽셀들 사이의 강도의 차이를 보고하는 콘트라스트 메트릭을 사용하여 정량화되었다. 그 근거는 수용체 분포가 막강하고 매끄럽게 될 때 대조 값이 낮다는 것입니다. 수용체 분포가 수포성이고 더 많은 구멍을 뚫으면 명암비가 높습니다 (그림 3).
대안적인 방법은 대조군 막 마커, 예를 들어 막 CFP(mCFP)의 수준에 대한 수용체 수준(sfGFP 강도)의 비율을 정량화하는 것이다(도 3). 두 방법 모두 세포에서 전세계적으로 더 많은 수포 수용체 분포 패턴 (더 높은 명암치) 또는 막에서의 낮은 수용체 수준 (더 낮은 sfGFP / mCFP 비율)에 의해 나타나는 것처럼 수용체 내재화를 감지 할 수 있습니다. 그러나, 콘트라스트 메트릭은 또한 상처에서 호중구 클러스터에서 수용체 내재화를 검출할 수 있었는데, 여기서 막 분할은 덜 정확했고 적용 가능하지 않았다(그림 3). 이 메트릭을 사용하여 상처에서 호중구에서 Cxcr1과 Cxcr2 밀매의 가시적 인 차이를 정량화 할 수있었습니다 (그림 4 및 보충 비디오 2). Cxcr1-FT는 상처에 위치한 세포에 내재화되는 반면, Cxcr2-FT는 상처에서 호중구에서 막강한 상태로 남아있었습니다 (그림 4A-C, 보충 비디오 2 및 보충 비디오 3). 모르폴리노 치료를 통해 Cxcl8a 및 Cxcl8b의 억제는 상처에서 Cxcr1-FT 내재화에 차별적으로 영향을 미쳤다 (그림 4C, D). Cxcr1-FT가 Cxcl8a에 반응하는지 더 검증하기 위해, 우리는 초기 배아에서 케모카인 반응 분석을 수행했습니다. 우리는 Cxcr1-FT가 Cxcl8a가 공동 발현된 배아에서 현저하게 내재화된다는 것을 발견했다(도 5). 전체적으로 이들 결과는 호중구에서 케모카인 유도된 수용체 내재화를 측정하고 이들 효과를 매개하는 리간드의 동일성을 확립하기 위해 기술된 방법이 전개될 수 있음을 나타낸다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61679/61679fig01.jpg"> 그림 1: 복부 지느러미 상처로의 호중구 이동. (A) (왼쪽) 꼬리 조혈 조직 (CHT), 금성 순환 (VC, 파란색), 복부 지느러미 (VF) 및 상처 부위의 위치를 보여주는 3 dpf 유충의 만화. (오른쪽) 호중구가 CHT에서 동원되어 상처에서 군집하는 상처 (W)의 영역을 묘사하는 만화. CHT 조직의 꼬리 정맥 신경총 (CVP)은 파란색으로 그려집니다. (B) 밝은 필드 이미지 (왼쪽) 및 공초점 투영 (오른쪽)은 상처 후 2 시간에서 Tg (mpx : GFP) 유충에서 복부 지느러미 상처와 호중구의 분포를 보여줍니다. 파선은 VF 및 CHT 윤곽선을 표시합니다. 스케일 바 = 25 μm. 만화 및 형광 이미지는 ref.14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 수정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61679/61679fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61679/61679fig02.jpg"> 그림 2: 호중구에서 케모카인 수용체 밀매의 라이브 이미징. (a) Cxcr1-FT (형광 타이머) 및 Cxcr2-FT의 호중구 특이적 트랜스제닉 발현에 사용되는 작제물. 3 dpf 트랜스제닉 유충의 머리에서 호중구의 공초점 돌기 (Tg(lyz:Cxcr1-FT), 상단; Tg(lyz:Cxcr2-FT), 하단)는 tRFP(마젠타) 및 sfGFP(녹색) 채널을 보여줍니다. 스케일 바 = 20 μm. (B) 도 1A에서와 같이 3 dpf 유충의 해부학적 계획. 유충 아래에는 CHT (상단)에서 동원되거나 복부 지느러미 (하단)에 들어갈 때 화학 주성을 수행하는 호중구가있는 상처 (W)의 면적을 묘사하는 계획이 있습니다. 파선 사각형은 오른쪽의 스냅숏으로 이미지화된 영역을 나타냅니다. (C) CHT (상단 패널) 또는 상처 (하단 패널)쪽으로 화학 주축을 동원 할 때 Tg (lyz : Cxcr1-FT) 유충 (sfGFP가 표시됨)의 호중구. 화살표는 시간이 지남에 따라 동일한 셀을 표시합니다. 오른쪽 이미지의 시간 지점은 왼쪽의 이미지 이후 경과된 시간(분)입니다. 스케일 바 = 10 μm. (D) 케모카인 수용체 밀매의 라이브 이미징을 위한 실험적 접근법의 개략적인 표현. 패널 A-C가 ref.14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)로부터 변형되었다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61679/61679fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61679/61679fig03.jpg"> 도 3: 수용체 역학의 정량화 예. CHT에서 상처 또는 비동원된 호중구에서 단일(청색) 또는 군집형 호중구(녹색)(적색, 주황색)를 분절하고 결과를 비교하기 위해 상이한 방법에 의해 분석하였다. 표시된 동일한 예제 셀은 이미지에서 보이는 것을 추출된 값의 범위와 관련시키는 두 가지 방법으로 분석되었습니다. (a) 선택된 실시예 셀의 표면은 sfGFP 채널에서의 윤곽선 정의에 기초하여 분절되었다. (B) 콘트라스트는 A. (C)에 나타낸 실시예 세포로부터 계산하였고, 선택된 세포들, 실시예 셀들의 멤브레인은 CFP 채널에서의 등고선 정의에 기초하여 분절되었다. sfGFP/CFP의 비율계량 분석이 뒤따랐다. (D) sfGFP/CFP의 비율은 C. 에러 막대는 개별 세포로부터 S.E..M.를 나타내는 예시 셀에서 계산되었으며, n>1의 경우, 여기의 값들은 통계적 분석에 사용되지 않고 단지 상이한 정량화 방법으로 얻은 측정치를 예시하기 위한 것이다. 스케일 바 = 10 μm. 참조14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 수정된 그림입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61679/61679fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61679/61679fig04v2.jpg"> 그림 4: 상처에 대한 반응에서 Cxcr1 및 Cxcr2의 차동 역학. (A) 상처 후 80분에 상처에서 Tg(lyz:Cxcr1-FT) 또는 Tg(lyz:Cxcr2-FT) 유충에서 호중구의 공초점 투영(sfGFP 채널 표시). 스케일 바 = 10 μm.  (B) 상처에서 확대된 Cxcr1-FT 호중구(왼쪽) 및 Cxcr2-FT(오른쪽). 녹색 수용체는 회색으로 표시됩니다. 스케일 바 = 5 μm. (C) 정규화된 대조 (CHT에서 동원되지 않은 세포의 평균 대비로 정규화된 개별 호중구 당 대비). cxcl8a는 cxcl8a에 대한 번역 블로킹 모르폴리노와 함께 스플라이스 블로킹의 주입을 지칭한다. cxcl8b는 cxcl8b에 대한 스플라이스 블로킹 모르폴리노를 사용한 주입을 지칭한다. Tg (lyz : Cxcr1-FT)의 경우 : n = 24 세포 (CHT), n = 8 마리의 유충에서 나온 47 세포 (상처). 모르폴리노스를 가진 Tg (lyz:Cxcr1-FT)의 경우: 5마리의 유충에서 n=28 세포(Cxcl8a-MO), 5마리의 유충으로부터 n=16개의 세포(Cxcl8b-MO)가 있다. Tg (lyz : Cxcr2-FT)의 경우 : n = 10 세포 (CHT) 및 n = 20 세포 (상처) 3 마리의 유충. 데이터는 1-5 개의 이미징 세션에서 획득 한 독립적 인 유충으로부터 풀링되었습니다. Tg(lyz:Cxcr1-FT)에 대한 Dunn의 다중 비교 테스트, Tg(lyz:Cxcr2-FT)에 대한 2개의 꼬리 무쌍 Mann-Whitney 테스트를 사용한 Kruskal-Wallis 테스트. (d) 지느러미 상처에 반응하는 cxcl8a 모르폴리노(MO)(왼쪽) 및 cxcl8b MO(오른쪽)로 처리된 Tg(lyz:Cxcr1-FT) 형질전환 유충에서 호중구의 공초점 투영(녹색으로 표시된 sfGFP 채널). 동등한 호중구 축적의 시점에서 찍은 스냅 샷 (왼쪽 이미지에서 85 분, 오른쪽 이미지에서 상처 후 45 분). 스케일 바 = 10 μm. 참조14(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 수정된 그림입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61679/61679fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61679/61679fig05.jpg"> 도 5: 초기 배아에서의 케모카인 반응 분석. 레이저-스캐닝 공초점 Cxcr1-FT. Cxcr1-FT mRNA의 발현 및 분포를 나타내는 가스트레이션 배아의 공초점 슬라이스를 150 pg Cxcl8a mRNA가 있거나 없는 150 pg의 세포-단계 난자에 주입하였다. 녹색 및 적색 수용체는 별개의 채널로 표시된다. 대조군 막 CFP 마커 (mCFP)는 시안 채널에 도시되어 있다. 스케일 바 = 20 μm. 참조14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 수정된 그림입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61679/61679fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 영화 1: 3 dpf에서 Tg (lyz : Cxcr1-FT) (왼쪽) 및 Tg (lyz : Cxcr2-FT) (오른쪽) 유충의 머리에있는 형질전환 호중구. sfGFP (녹색), tagRFP (자홍색). 프레임 간격은 30초이고 프레임 속도는 5fps입니다. 스케일 바 = 20 μm. 비디오는 ref.14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 유래했습니다. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary_Movie1.avi" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 영화 2: Tg(lyz:Cxcr1-FT)(왼쪽)와 Tg(lyz:Cxcr2-FT)(오른쪽)의 호중구가 지느러미 상처에 반응하는 형질전환 유충입니다. 영화는 상처 후 10 분 이내에 시작되어 60 분 동안 지속됩니다. sfGFP (녹색), tagRFP (자홍색). 프레임 간격은 30초이고 프레임 속도는 10fps입니다. CHT = 인과적 조혈 조직. VF = 복부 지느러미. 스케일 바 = 25 μm. 비디오는 ref.14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 유래했습니다. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary_Movie2.avi" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 영화 3. 상처 입은 Tg(lyz:Cxcr1-FT) 트랜스제닉 유충(비디오 2에 표시된 것과 다른 유충)으로부터의 호중구의 추가 예는 CHT에서 동원될 때 또는 복부 지느러미에 진입 및 화학주성시 수용체 내재화(녹색으로 표시된 sfGFP 채널)를 보여주는, 더 높은 해상도로 획득되었다. 프레임 간격은 30초이고 프레임 속도는 2fps입니다. 스케일 바 = 10 μm. 비디오는 ref.14 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)에서 유래했습니다. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary_Movie3.avi" target="_blank">이 비디오를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 1 :<a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary%20file%201.m" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 2: <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary%20file%202.m" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 3: <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary%20file%203.m" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>
보충 파일 4: <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/61679/Supplementary%20file%204.m" target="_blank">이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Live Imaging of Chemokine Receptors in Zebrafish Neutrophils During Wound Responses at JoVE.com

Live Imaging of Chemokine Receptors in Zebrafish Neutrophils During Wound Responses

여기서 우리는 제브라피쉬 호중구에서 화학유인성 수용체 역학의 라이브 이미징 및 정량적 분석을 수행하는 프로토콜을 설명합니다.

상처 반응 중 제브라피쉬 호중구의 케모카인 수용체의 라이브 이미징

Leukocyte guidance by chemical gradients is essential for immune responses. Neutrophils are the first cells to be recruited to sites of tissue damage ...

live-imaging-chemokine-receptors-zebrafish-neutrophils-during-wound

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

2.4K 조회수.  University of Cambridge. 여기서 우리는 제브라피쉬 호중구에서 화학유인성 수용체 역학의 라이브 이미징 및 정량적 분석을 수행하는 프로토콜을 설명합니다.

비디오: Live Imaging of Chemokine Receptors in Zebrafish Neutrophils During Wound Responses

In vivo Imaging of Transgenic Leishmania Parasites in a Live Host

Distinct species of Leishmania, a protozoan parasite of the family Trypanosomatidae, typically cause different human disease manifestations. The most common forms of disease are visceral leishmaniasis (VL) and cutaneous leishmaniasis (CL). Mouse models of leishmaniasis are widely used, but quantification of parasite burdens during murine disease requires mice to be euthanized at various times after infection. Parasite loads are then measured either by microscopy, limiting dilution assay, or qPCR amplification of parasite DNA. The in vivo imaging system (IVIS) has an integrated software package that allows the detection of a bioluminescent signal associated with cells in living organisms. Both to minimize animal usage and to follow infection longitudinally in individuals, in vivo models for imaging Leishmania spp. causing VL or CL were established. Parasites were engineered to express luciferase, and these were introduced into mice either intradermally or intravenously. Quantitative measurements of the luciferase driving bioluminescence of the transgenic Leishmania parasites within the mouse were made using IVIS. Individual mice can be imaged multiple times during longitudinal studies, allowing us to assess the inter-animal variation in the initial experimental parasite inocula, and to assess the multiplication of parasites in mouse tissues. Parasites are detected with high sensitivity in cutaneous locations. Although it is very likely that the signal (photons/second/parasite) is lower in deeper visceral organs than the skin, but quantitative comparisons of signals in superficial versus deep sites have not been done. It is possible that parasite numbers between body sites cannot be directly compared, although parasite loads in the same tissues can be compared between mice. Examples of one visceralizing species (L. infantum chagasi) and one species causing cutaneous leishmaniasis (L. mexicana) are shown. The IVIS procedure can be used for monitoring and analyzing small animal models of a wide variety of Leishmania species causing the different forms of human leishmaniasis.

In vivo Imaging of Transgenic Leishmania Parasites in a Live Host

An in vivo imaging system is used to generate quantitative measurements of murine infection with the Trypanosomatid protozoan Leishmania. This is a non-invasive and non-lethal method for detecting parasites expressing luciferase within many tissues throughout the course of chronic Leishmania spp. infection.

라이브 호스트에 트렌스 제닉 Leishmania의 기생충의 생체내 이미징에서

Distinct species of Leishmania, a protozoan parasite of the family Trypanosomatidae, typically cause different human disease manifestations. The most ...

연구

면역학 및 감염병학

Retroviral Transduction of T-cell Receptors in Mouse T-cells

T-cell receptors (TCRs) play a central role in the immune system. TCRs on T-cell surfaces can specifically recognize peptide antigens presented by antigen presenting cells (APCs)1. This recognition leads to the activation of T-cells and a series of functional outcomes (e.g. cytokine production, killing of the target cells). Understanding the functional role of TCRs is critical to harness the power of the immune system to treat a variety of immunology related diseases (e.g. cancer or autoimmunity).
It is convenient to study TCRs in mouse models, which can be accomplished in several ways. Making TCR transgenic mouse models is costly and time-consuming and currently there are only a limited number of them available2-4. Alternatively, mice with antigen-specific T-cells can be generated by bone marrow chimera. This method also takes several weeks and requires expertise5. Retroviral transduction of TCRs into in vitro activated mouse T-cells is a quick and relatively easy method to obtain T-cells of desired peptide-MHC specificity. Antigen-specific T-cells can be generated in one week and used in any downstream applications. Studying transduced T-cells also has direct application to human immunotherapy, as adoptive transfer of human T-cells transduced with antigen-specific TCRs is an emerging strategy for cancer treatment6.
Here we present a protocol to retrovirally transduce TCRs into in vitro activated mouse T-cells. Both human and mouse TCR genes can be used. Retroviruses carrying specific TCR genes are generated and used to infect mouse T-cells activated with anti-CD3 and anti-CD28 antibodies. After in vitro expansion, transduced T-cells are analyzed by flow cytometry.

We present a protocol to produce antigen-specific mouse T-cells using retroviral transduction

마우스 T - 세포에서 T - 세포 수용체의 Retroviral 전달

T-cell receptors (TCRs) play a central role in the immune system. TCRs on T-cell surfaces can specifically recognize peptide antigens presented by antigen ...

Non-invasive Imaging of Disseminated Candidiasis in Zebrafish Larvae

Disseminated candidiasis caused by the pathogen Candida albicans is a clinically important problem in hospitalized individuals and is associated with a 30 to 40% attributable mortality6. Systemic candidiasis is normally controlled by innate immunity, and individuals with genetic defects in innate immune cell components such as phagocyte NADPH oxidase are more susceptible to candidemia7-9. Very little is known about the dynamics of C. albicans interaction with innate immune cells in vivo. Extensive in vitro studies have established that outside of the host C. albicans germinates inside of macrophages, and is quickly destroyed by neutrophils10-14. In vitro studies, though useful, cannot recapitulate the complex in vivo environment, which includes time-dependent dynamics of cytokine levels, extracellular matrix attachments, and intercellular contacts10, 15-18. To probe the contribution of these factors in host-pathogen interaction, it is critical to find a model organism to visualize these aspects of infection non-invasively in a live intact host. 
The zebrafish larva offers a unique and versatile vertebrate host for the study of infection. For the first 30 days of development zebrafish larvae have only innate immune defenses2, 19-21, simplifying the study of diseases such as disseminated candidiasis that are highly dependent on innate immunity. The small size and transparency of zebrafish larvae enable imaging of infection dynamics at the cellular level for both host and pathogen. Transgenic larvae with fluorescing innate immune cells can be used to identify specific cells types involved in infection22-24. Modified anti-sense oligonucleotides (Morpholinos) can be used to knock down various immune components such as phagocyte NADPH oxidase and study the changes in response to fungal infection5. In addition to the ethical and practical advantages of using a small lower vertebrate, the zebrafish larvae offers the unique possibility to image the pitched battle between pathogen and host both intravitally and in color. 
The zebrafish has been used to model infection for a number of human pathogenic bacteria, and has been instrumental in major advances in our understanding of mycobacterial infection3, 25. However, only recently have much larger pathogens such as fungi been used to infect larva5, 23, 26, and to date there has not been a detailed visual description of the infection methodology. Here we present our techniques for hindbrain ventricle microinjection of prim25 zebrafish, including our modifications to previous protocols. Our findings using the larval zebrafish model for fungal infection diverge from in vitro studies and reinforce the need to examine the host-pathogen interaction in the complex environment of the host rather than the simplified system of the Petri dish5.

The rapid development, small size and transparency of zebrafish are tremendous advantages for the study of innate immune control of infection1-4. Here we demonstrate techniques for infecting zebrafish larvae using the fungal pathogen Candida albicans by microinjection, methodology recently used to implicate phagocyte NADPH oxidase activity in control of fungal dimorphism5.

Zebrafish 애벌레의 분해해 칸디다 증의 비침습 이미징

Disseminated candidiasis caused by the pathogen Candida albicans is a clinically important problem in hospitalized individuals and is associated with a 30 ...

Visualization of Bacterial Toxin Induced Responses Using Live Cell Fluorescence Microscopy

Bacterial toxins bind to cholesterol in membranes, forming pores that allow for leakage of cellular contents and influx of materials from the external environment. The cell can either recover from this insult, which requires active membrane repair processes, or else die depending on the amount of toxin exposure and cell type1. In addition, these toxins induce strong inflammatory responses in infected hosts through activation of immune cells, including macrophages, which produce an array of pro-inflammatory cytokines2. Many Gram positive bacteria produce cholesterol binding toxins which have been shown to contribute to their virulence through largely uncharacterized mechanisms.
Morphologic changes in the plasma membrane of cells exposed to these toxins include their sequestration into cholesterol-enriched surface protrusions, which can be shed into the extracellular space, suggesting an intrinsic cellular defense mechanism3,4. This process occurs on all cells in the absence of metabolic activity, and can be visualized using EM after chemical fixation4. In immune cells such as macrophages that mediate inflammation in response to toxin exposure, induced membrane vesicles are suggested to contain cytokines of the IL-1 family and may be responsible both for shedding toxin and disseminating these pro-inflammatory cytokines5,6,7. A link between IL-1&beta; release and a specific type of cell death, termed pyroptosis has been suggested, as both are caspase-1 dependent processes8. To sort out the complexities of this macrophage response, which includes toxin binding, shedding of membrane vesicles, cytokine release, and potentially cell death, we have developed labeling techniques and fluorescence microscopy methods that allow for real time visualization of toxin-cell interactions, including measurements of dysfunction and death (Figure 1). Use of live cell imaging is necessary due to limitations in other techniques. Biochemical approaches cannot resolve effects occurring in individual cells, while flow cytometry does not offer high resolution, real-time visualization of individual cells. The methods described here can be applied to kinetic analysis of responses induced by other stimuli involving complex phenotypic changes in cells.

Methods for purifying the cholesterol binding toxin streptolysin O from recombinant E. coli and visualization of toxin binding to live eukaryotic cells are described. Localized delivery of toxin induces rapid and complex changes in targeted cells revealing novel aspects of toxin biology.

라이브 세포 형광 현미경을 사용하여 박테리아 독소 유도 응답의 시각화

Bacterial toxins bind to cholesterol in membranes, forming pores that allow for leakage of cellular contents and influx of materials from the external ...

Real-time Imaging of Heterotypic Platelet-neutrophil Interactions on the Activated Endothelium During Vascular Inflammation and Thrombus Formation in Live Mice

Interaction of activated platelets and leukocytes (mainly neutrophils) on the activated endothelium mediates thrombosis and vascular inflammation.1,2 During thrombus formation at the site of arteriolar injury, platelets adherent to the activated endothelium and subendothelial matrix proteins support neutrophil rolling and adhesion.3 Conversely, under venular inflammatory conditions, neutrophils adherent to the activated endothelium can support adhesion and accumulation of circulating platelets. Heterotypic platelet-neutrophil aggregation requires sequential processes by the specific receptor-counter receptor interactions between cells.4 It is known that activated endothelial cells release adhesion molecules such as von Willebrand factor, thereby initiating platelet adhesion and accumulation under high shear conditions.5 Also, activated endothelial cells support neutrophil rolling and adhesion by expressing selectins and intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), respectively, under low shear conditions.4 Platelet P-selectin interacts with neutrophils through P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1), thereby inducing activation of neutrophil &beta;2 integrins and firm adhesion between two cell types. Despite the advances in in vitro experiments in which heterotypic platelet-neutrophil interactions are determined in whole blood or isolated cells,6,7 those studies cannot manipulate oxidant stress conditions during vascular disease. In this report, using fluorescently-labeled, specific antibodies against a mouse platelet and neutrophil marker, we describe a detailed intravital microscopic protocol to monitor heterotypic interactions of platelets and neutrophils on the activated endothelium during TNF-&alpha;-induced inflammation or following laser-induced injury in cremaster muscle microvessels of live mice.

Here we report an experimental technique of fluorescence intravital microscopy to visualize heterotypic platelet-neutrophil interactions on the activated endothelium during vascular inflammation and thrombus formation in live mice. This microscopic technology will be valuable to study the molecular mechanism of vascular disease and to test pharmacologic agents under pathophysiological conditions.

라이브 마우스의 혈관 염증과 혈전 형성하는 동안 활성화 내피에 Heterotypic 혈소판 - 호중구 상호 작용의 실시간 영상

Interaction of activated platelets and leukocytes (mainly neutrophils) on the activated endothelium mediates thrombosis and vascular inflammation.1,2 ...

Characterization of Inflammatory Responses During Intranasal Colonization with Streptococcus pneumoniae

Nasopharyngeal colonization by Streptococcus pneumoniae is a prerequisite to invasion to the lungs or bloodstream1. This organism is capable of colonizing the mucosal surface of the nasopharynx, where it can reside, multiply and eventually overcome host defences to invade to other tissues of the host. Establishment of an infection in the normally lower respiratory tract results in pneumonia. Alternatively, the bacteria can disseminate into the bloodstream causing bacteraemia, which is associated with high mortality rates2, or else lead directly to the development of pneumococcal meningitis. Understanding the kinetics of, and immune responses to, nasopharyngeal colonization is an important aspect of S. pneumoniae infection models.
Our mouse model of intranasal colonization is adapted from human models3 and has been used by multiple research groups in the study of host-pathogen responses in the nasopharynx4-7. In the first part of the model, we use a clinical isolate of S. pneumoniae to establish a self-limiting bacterial colonization that is similar to carriage events in human adults. The procedure detailed herein involves preparation of a bacterial inoculum, followed by the establishment of a colonization event through delivery of the inoculum via an intranasal route of administration. Resident macrophages are the predominant cell type in the nasopharynx during the steady state. Typically, there are few lymphocytes present in uninfected mice8, however mucosal colonization will lead to low- to high-grade inflammation (depending on the virulence of the bacterial species and strain) that will result in an immune response and the subsequent recruitment of host immune cells. These cells can be isolated by a lavage of the tracheal contents through the nares, and correlated to the density of colonization bacteria to better understand the kinetics of the infection.

Characterization of Inflammatory Responses During Intranasal Colonization with Streptococcus pneumoniae

Colonization of the murine nasopharynx with Streptococcus pneumoniae and the subsequent extraction of adherent or recruited cells is described. This technique involves flushing the nasopharynx and collection of the fluid through the nares and is adaptable for various readouts, including differential cell quantification and analysis of mRNA expression in situ.

연쇄상 구균 폐렴으로 비강 내 식민지 화 중 염증 반응의 특성화

Nasopharyngeal colonization by Streptococcus pneumoniae is a prerequisite to invasion to the lungs or bloodstream1. This organism is capable of colonizing ...

Imaging Neutrophils and Monocytes in Mesenteric Veins by Intravital Microscopy on Anaesthetized Mice in Real Time

Efficient immune response is dependent on rapid mobilization of blood leukocytes to the site of infection or injury. Investigating leukocyte migration in vivo is crucial for understanding the molecular basis of leukocyte transendothelial migration and interaction with vascular endothelium. One powerful approach involves intravital microscopy on transgenic mice expressing fluorescent proteins in cells of interest.
Here we present a protocol for imaging monocytes and neutrophils in the CX3CR1gfp/wt mouse i.v. injected with orange dye-labeled neutrophils with an inverted confocal microscope. Time-lapse movies gathered from 30 min&#160;to several hours of imaging allow the analysis of leukocyte behavior in mesenteric veins under both steady state and inflammatory conditions. We also describe the steps to locally induce blood vessel inflammation with TLR2/TLR1 agonist Pam3SK4 and monitor the subsequent recruitment of neutrophils and monocytes.
The presented technique can also be used to monitor other populations of leukocytes and investigate molecules implicated in leukocyte recruitment or trafficking using other stimuli or transgenic mice.

We detail a protocol to monitor the behavior of neutrophils and monocytes in mesenteric veins under steady state and inflammatory conditions using intravital confocal microscopy on anaesthetized mice.

실시간으로 마취 마우스에 생체 내에 현미경으로 장간막 혈관에서 호중구와 단핵구 이미징

Efficient immune response is dependent on rapid mobilization of blood leukocytes to the site of infection or injury. Investigating leukocyte migration in ...

Measuring Physiological Responses of Drosophila Sensory Neurons to Lipid Pheromones Using Live Calcium Imaging

Unlike mammals, insects such as Drosophila have multiple taste organs. The chemosensory neurons on the legs, proboscis, wings and ovipositor of Drosophila express gustatory receptors1,2, ion channels3-6, and ionotropic receptors7 that are involved in the detection of volatile and non-volatile sensory cues. These neurons directly contact tastants such as food, noxious substances and pheromones and therefore influence many complex behaviors such as feeding, egg-laying and mating. Electrode recordings and calcium imaging have been widely used in insects to quantify the neuronal responses evoked by these tastants. However, electrophysiology requires specialized equipment and obtaining measurements from a single taste sensillum can be technically challenging depending on the cell-type, size, and position. In addition, single neuron resolution in Drosophila can be difficult to achieve since taste sensilla house more than one type of chemosensory neuron. The live calcium imaging method described here allows responses of single gustatory neurons in live flies to be measured. This method is especially suitable for imaging neuronal responses to lipid pheromones and other ligand types that have low solubility in water-based solvents.

Measuring Physiological Responses of Drosophila Sensory Neurons to Lipid Pheromones Using Live Calcium Imaging

The forelegs and proboscis of Drosophila contain a rich repertoire of gustatory sensory neurons. Here, we present a method using calcium imaging to measure physiological responses from sensory neurons in the foreleg and proboscis of live flies upon exogenous application of a gustatory pheromone.

의 생리적 반응을 측정<em&gt; 초파리</em&gt; 라이브 칼슘 이미징을 사용하여 지질 페로몬에 감각 뉴런

Unlike mammals, insects such as Drosophila have multiple taste organs. The chemosensory neurons on the legs, proboscis, wings and ovipositor of Drosophila ...

Live Imaging of Antifungal Activity by Human Primary Neutrophils and Monocytes in Response to A. fumigatus

Aspergillus fumigatus is an opportunistic fungal pathogen causing invasive infections in immunocompromised hosts with a high case-fatality rate. Research investigating immunological responses against A. fumigatus has been limited by the lack of consistent and reliable assays for measuring the antifungal activity of specific immune cells in vitro. A new method is described to assess the antifungal activity of primary monocytes and neutrophils from human donors against A. fumigatus using FLuorescent Aspergillus REporter (FLARE) conidia. These conidia contain a genetically encoded dsRed reporter, which is constitutively expressed by live FLARE conidia, and are externally labeled with Alexa Fluor 633, which is resistant to degradation within the phagolysosome, thus allowing a distinction between live and dead A. fumigatus conidia. Video microscopy and flow cytometry are subsequently used to visualize the interaction between conidia and innate immune cells, assessing fungicidal activity whilst also providing a wealth of information on phagocyte migration, phagocytosis and the inhibition of fungal growth. This novel technique has already provided exciting new insights into the host-pathogen interaction of primary immune cells against A. fumigatus. It is important to note the laboratory setup required to perform this assay, including the necessary microscopy and flow cytometry facilities, and the capacity to work with human donor blood and genetically manipulated fungi. However, this assay is capable of generating large amounts of data and can reveal detailed insights into the antifungal response. This protocol has successfully been used to study the host-pathogen interaction of primary immune cells against A. fumigatus.
It is important to note the laboratory setup required to perform this assay, including the necessary microscopy and flow cytometry facilities, and the capacity to work with human donor blood and genetically manipulated fungi. However, this assay is capable of generating large amounts of data and can reveal detailed insights into the antifungal response. This protocol has successfully been used to study the host-pathogen interaction of primary immune cells against A. fumigatus.

Live Imaging of Antifungal Activity by Human Primary Neutrophils and Monocytes in Response to A. fumigatus

Here, we describe a protocol to assess antifungal activity of primary human immune cells in real-time using fluorescent Aspergillus reporter conidia in conjunction with live-cell video microscopy and flow cytometry. Generated data provide insight into host cell-Aspergillus interactions such as fungicidal activity, phagocytosis, cell migration and inhibition of fungal growth.

에 대한 응답으로 인간의 기본 호중구와 단핵구에 의해 항진균 활성의 라이브 영상<em&gt;를했다. 투스</em

Aspergillus fumigatus is an opportunistic fungal pathogen causing invasive infections in immunocompromised hosts with a high case-fatality rate. Research ...

Isolation of Salmonella typhimurium-containing Phagosomes from Macrophages

Salmonella typhimurium is a facultative intracellular bacterium that causes gastroenteritis in humans. After invasion of the lamina propria, S. typhimurium bacteria are quickly detected and phagocytized by macrophages, and contained in vesicles known as phagosomes in order to be degraded. Isolation of S. typhimurium-containing phagosomes have been widely used to study how S. typhimurium infection alters the process of phagosome maturation to prevent bacterial degradation. Classically, the isolation of bacteria-containing phagosomes has been performed by sucrose gradient centrifugation. However, this process is time-consuming, and requires specialized equipment and a certain degree of dexterity. Described here is a simple and quick method for the isolation of S. typhimurium-containing phagosomes from macrophages by coating the bacteria with biotin-streptavidin-conjugated magnetic beads. Phagosomes obtained by this method can be suspended in any buffer of choice, allowing the utilization of isolated phagosomes for a broad range of assays, such as protein, metabolite, and lipid analysis. In summary, this method for the isolation of S. typhimurium-containing phagosomes is specific, efficient, rapid, requires minimum equipment, and is more versatile than the classical method of isolation by sucrose gradient-ultracentrifugation.

Isolation of Salmonella typhimurium-containing Phagosomes from Macrophages

We describe here a simple and quick method for the isolation of Salmonella typhimurium-containing phagosomes from macrophages by coating the bacteria with biotin and streptavidin.