Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Эта статья описывает метод для анализа содержания иммунной клетки жировой ткани путем изоляции иммунных клеток из жировой ткани и последующего анализа с помощью проточной цитометрии.
Проникновение иммунных клеток в подкожной и висцеральных жировой ткани (AT) месторождения приводит к низкосортных воспаления, способствуют развитию ожирения ассоциированных осложнений, таких как диабет типа 2. Количественно и качественно исследовать подмножеств иммунных клеток человека на месторождениях, мы разработали подход цитометрии потока. Стромальные сосудистой дроби (СФДВ), содержащий иммунных клеток, изолирована от подкожного и висцеральных на биопсии коллагеназы пищеварение. Адипоцитов удаляются после центрифугирования. СФДВ клетки витражи для несколько маркеров привязанных к мембране выбрана дифференцировать между подмножествами иммунных клеток и анализируются с помощью проточной цитометрии. В результате этого подхода, про - и анти - противовоспалительное подмножеств макрофагов, дендритные клетки (DCs), B-клетки, CD4+ и CD8+ Т-клеток, и НК-клеток может быть обнаружен и количественно. Этот метод дает подробную информацию о иммунные клетки в AT и количество каждого конкретного подмножества. Поскольку многочисленные флуоресцентные антитела, наш подход цитометрия потоков может настраиваться для измерения различных клеточных и внутриклеточных маркеров интерес.
Ожирение характеризуется с низкопробным AT воспаления1 и проникновение про воспалительных иммунных клеток в висцеральных и подкожно в (НДС, сб). Накопление про воспалительных иммунных клеток в НДС приводит к сопротивление инсулина, который является основным фактором риска развития диабета 2 типа2. Иммунные клетки врожденная и адаптивного иммунитета находятся в ожирением AT, например тучные клетки, макрофаги, нейтрофилы, CD4+ и CD8+ Т-клеток и B-клетки,3,4,5,6 ,7. Эти клетки иммунной системы, вместе с эндотелиальных клеток, стромальные клетки, Адипоцит прародителями, фибробластов и pericytes, представляют собой СФДВ8 и являются главным источником про воспалительных веществ в AT9.
Воспалительные состояния AT обычно расследуются методов, включая западную помарку10, ПЦР11и иммуногистохимии11. Однако при использовании этих методов, весь AT, адипоциты и СФДВ, используется. Это делает его трудно определить объем и подмножеств иммунных клеток в AT. Иммунные клетки имеют различные ячейки маркеры, чтобы определить и классифицировать их, такие как макрофаги. Макрофаги показывают значительную гетерогенность в функции и клеток поверхности маркер выражения12. Таким образом, они часто делятся на две популяции макрофагов: М1 и м2. М2 макрофаги обычно называются также Активированные макрофаги12,13 и проживают в AT худой, метаболически нормальные люди14. Однако при ожирении, фенотипические переключатель происходит от макрофагов M2 M1 макрофагов. Эти классически активирован M1 макрофаги Экспресс CD11C12 и накапливать вокруг мертвого адипоциты для формирования структуры короны13. Было доказано, что CD11C+ макрофагов в AT ослабить действие инсулина и связанные с сопротивлением инсулина в тучных людей15. Чтобы определить М1 и м2 макрофагов в AT, иммуногистохимия является вариантом. Этот метод дает информацию о местоположении макрофаги в ткани. Однако он будет ограничивать количество маркеров, которые могут использоваться в одном пятнать. Кроме того это также трудно подсчитать. Таким образом для расследования различных иммунных клеток подмножества в НДС и сидел депозитов, мы разработали подход цитометрии потока. Этот подход дает нам возможность использовать несколько маркеров в клетку с одного потока cytometry анализ для определения подмножества ячеек и подсчитать количество каждого подмножества в AT месторождений.
Висцеральная и подкожной на образцы были взяты из вопросов, охваченных в исследовании, одобренных медицинских этического Комитета Джесса больницы, Хасселт и университета Хассельт, Бельгия, в соответствии с Хельсинкской декларации.
1. Подготовка реагентов
2. изоляция СФДВ от AT
3. Окрашивание СФДВ для потока Cytometry анализ
4. поток Cytometry анализ
СФДВ изолированы от НДС и сидел была измерена с помощью проточной цитометрии. Расходометрия цитометрии генерировать участков, показаны различные клеточных популяций на основе клеточных маркеров (рис. 1A и 1B). Во-первых путем построения вперед разброс ширина (FSC-W) и вперед разброс области (FSC-A), ячейку, которую агрегаты могут быть исключены из дальнейшего анализа, стробирование единичных клеток как низкий FSC-W. Следующий, живой клетки выбраны, и сотовой мусора исключается стробирования клетки правильного размера и сложности, с использованием FSC-и разброс области (SSC-A), соответственно. Мертвые клетки являются небольшими и поэтому видны как собственный населения с небольшим FSC-A. Следующий, иммунные клетки были отобраны с использованием маркера Пан лейкоцита CD45 (Группа 1 и 2, рис. 1A). Чтобы проанализировать макрофагов, другие иммунной клетки как Т-лимфоцитов (CD3), B-клетки (CD19), нейтрофилов (CD66b+ CD11b+), и NK-клетки (CD56) были исключены из дальнейшего анализа с помощью различных антител, ориентация этих клеток, но с тем же флюрохром. Дальнейшее подразделение остальных клеток была основана на CD11b и CD11c выражения. Это привело к следующим населения: CD11b+ CD11c+ макрофагов, CD11b+ CD11c– макрофагов и CD11bнизкая /- CD11c+ DCs (FACS группа 1, рис. 1B). Измерения интенсивности (MFI) означает флуоресценции допускается количественная оценка выражения CD303 (маркер плазмоцитарная DC) и CD141 (DC маркер), на CD11b+ CD11c+ макрофагов и CD11bнизкая /- CD11c+ РСУ. Выражение обеих этих маркеров были выше в CD11bнизкая /- CD11c+ клетки подтверждающие что CD11bнизкая /- CD11c+ клетки были DCs (рис. 1 c).
CD45+ клеток (рис. 1A) были разделены на Т-клетки и В-клеток с помощью CD3 и CD19, соответственно. T-клетки были разделены на Т-хелперов (CD4+) и цитотоксические Т-клетки (CD8+). И наконец, CD3–CD19–клетки были построены для количественного определения NK-клетки, используя маркер CD56 (FACS группа 2, рис. 1 d). Количество клеток в каждом стробе количественно и может быть использована для вычисления процент этого типа ячейки всех живых клеток (Таблица 3).
Процент живых клеток могут быть рассчитаны для каждого предмета, позволяя расчета в среднем всех субъектов в группе например худой или ожирением мужчины, отображение обилие конкретных иммунных клеток, то есть, про воспалительных CD11b+ CD11c+ макрофагов в висцеральных AT (рис. 2).
Рисунок 1. СУИМ стробирования стратегия висцеральных жировой ткани. (A) СУИМ участок всех событий (черный) с вперед разброс ширина интенсивности (FSC-W) и области вперед точечной (FSC-A) содержащий ворота для выбора только одной клетки (красный) следуют СУИМ сюжет, основанный на FSC-A и боковых разброс области интенсивности (SSC-A) содержащие ворота, выбор живых клеток (светло-зеленый). Следующий участок с SSC-A и интенсивности флуоресценции CD45 содержит ворота, выбрав все CD45+ (иммунный) клетки (синий). (B) СУИМ участок CD19, CD3, CD66b и CD56 интенсивности флуоресценции против интенсивности флуоресценции CD11b и ворота выбрать все ячейки, которые являются CD19, CD3, CD66b и CD56 отрицательные (коричневый) для дальнейшего разделения населения. Дальнейшее подразделение в следующий сюжет, основанный на интенсивности флуоресценции CD11b и CD11c. Ворота будут отображены, содержащие CD11b+ CD11c+ макрофагов (тёмно-зелёный), CD11b+ CD11c– макрофагов (фиолетовый), а также CD11bнизкая /- CD11c+ дендритных клеток (синий). (C) сумма CD11b+, CD11c+, или CD11bнизкая /- CD11c+ клетки (ось y) отображение их уровней интенсивности флуоресценции (ось x) для CD303 и CD141 и соответствующей количественной оценки среднего интенсивность флуоресценции (МРИ). Участок (D) СУИМ, отображение предыдущих CD45+ населения (синий) на основании CD3 и CD19 интенсивности флуоресценции, содержащие ворота, выбрав Т-клетки (пурпурный), B-клетки (тёмно-зеленый) и не autofluorescent клетки (зеленый) негативные для обоих CD3 и CD19. Следующий сюжет основан на CD4 и CD8 флуоресценции с воротами, выбрав CD4+ (светло-зелёный) и CD8+ (пурпурный) Т-клеток. Идентичные стробирования стратегия используется для подкожной жировой ткани. Идентичные стробирования стратегия используется для подкожной жировой ткани. Эта цифра была изменена от Ваутерс et al. 16 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2. Ожирением НДС содержит больше макрофагами провоспалительных. Количество CD11b+ CD11c+ макрофагов, представлены как процент всех живых клеток в НДС худой и ожирением мужчины. Все данные являются средства ± SEM; n = 20 для lean и n = 31 для страдающих ожирением. p ≤ 0.01 против мяса. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Цель | Определение цели | Представить на | Флюрохром | Количество | Клон |
CD11B | Миелоидные Интегрин маркер | гранулоцитов, моноцитов/макрофагов, дендритные клеткинизкой на всей территории отеля и в естественных клеток-киллеров | BV421 | 2.5 МКЛ | ICRF44 |
CD19 | Общие клетки B антиген | Развитие b клеток от pro-B клетки Бластоидеи клетки B и B клетки плазмы | FITC | 3 МКЛ | HIB19 |
CD3 | Общие Т-клеток антиген | Т-лимфоциты, естественных киллеров T и тимоцитов | FITC | 3 МКЛ | UCHT1 |
CD66B | член раковоэмбрионального антиген (CEA)-как гликопротеин семья | гранулоциты | FITC | 5 МКЛ | G10F5 |
CD56 | сильно гликозилированного адгезии белка | естественные киллеры и естественных киллеров T | FITC | 5 МКЛ | B159 |
CD303 | Тип II трансмембранный гликопротеин | дендритные клетки плазмоцитарная | PE | 1 МКЛ | 201A |
CD141 | Тромбомодулин | моноцитов/макрофаговнизкий, субпопуляции дендритных клеток | APC | 1 МКЛ | M80 |
CD11C | Тип I трансмембранный гликопротеин; Интегрин αx | моноцитов/макрофагов, дендритные клетки, гранулоцитов, естественные киллеры, подмножество B и T ячеек | БТР Cy7 | 0.5 МКЛ | Bu15 |
CD45 | Общий лейкоцитарный антиген | все человеческих лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов, гранулоцитов, эозинофилов и тимоцитов | PE-Cy7 | 1 МКЛ | HI30 |
СУИМ буфер | - | - | - | 7.5 мкл | - |
Таблицы 1. Коктейль для антитела СУИМ pАнель 1 для определения подмножества макрофаги и дендритные клетки населения. Количество антител, в описанный предназначен для анализа одного образца.
Цель | Определение цели | Представить на | Флюрохром | Количество | Клон |
CD19 | Общие клетки B антиген | Развитие b клеток от pro-B клетки Бластоидеи клетки B и B клетки плазмы | BV421 | 1 МКЛ | HIB19 |
CD3 | Общие Т-клеток антиген | Т-лимфоциты, естественных киллеров T и тимоцитов | V500 | 3 МКЛ | UCHT1 |
CD56 | сильно гликозилированного адгезии белка | естественные киллеры и естественных киллеров T | APC | 5 МКЛ | HCD56 |
CD4 | Ig надсемейства, тип I трансмембранный гликопротеин | T вспомогательные клетки, тимоцитов, моноцитов/макрофагов, тип II естественных киллеров T | PerCP-Cy5.5 | 1 МКЛ | РПА T4 |
CD8 | Α-субъединицы связаны дисульфидных bimolecular комплекса | тимоцитов, подмножество естественных клеток-киллеров и цитотоксических Т-клеток | APC-H7 | 2 МКЛ | SK1 |
CD45 | Общий лейкоцитарный антиген | все человеческих лейкоцитов, лимфоцитов, моноцитов, гранулоцитов, эозинофилов и тимоцитов | PE-Cy7 | 1 МКЛ | HI30 |
СУИМ буфер | - | - | - | 10 мкл | - |
В таблице 2. Коктейль для антитела СУИМ Группа 2для идентификации T - и B-клеток населения. Количество антител, в описанный предназначен для анализа одного образца.
Макрофагов группа | ||
Название ворот | # Клетки | % живых |
Отдельные ячейки | 183054 | |
жить | 10477 | 100 |
CD45 | 4100 | 39,13 |
дамп– | 771 | 7.36 |
CD11C– CD11B+ | 430 | 4.1 |
CD11C+ CD11B+ | 104 | 0.99 |
CD11C+ CD11Bнизкая /- | 15 | 0,14 |
Группа Т-клеток, B-клеток, НК клетки | ||
Название ворот | #Cells | % живых |
Отдельные ячейки | 34616 | |
Жить | 3728 | 100 |
CD45+ | 1589 | 42,62 |
NK-клетки | 29 | 0.78 |
CD3+ | 953 | 25.56 |
CD4+ | 601 | 16.12 |
CD8+ | 328 | 8.8 |
CD19+ | 20 | 0.54 |
В таблице 3. Иммунных клеток обилие различных типов клеток в НДС. Количество клеток в каждом стробе и доли различных типов клеток, основанный на общее количество живых клеток.
Эти методы описывают как изолировать СФДВ от НДС и сидел и количественно относительные количества иммунокомпетентных клеток в этих тканях. Кроме того методы состояния как определить выражение маркеров на типы конкретных клеток.
Проточной цитометрии иммунных клеток ткани – это мощный метод для фенотип иммунологическое состояние тканей. Количественная оценка иммунных клеток тканей может иметь множество приложений. Как описано в результатах, можно сравнить наличие конкретных иммунных клеток между группами больных (например, худой против ожирением). Кроме того также выполняя проточной цитометрии крови же пациентов, могут расследоваться ассоциации между циркулирующих клеток и клеток тканей. С помощью этого приложения мы смогли определить, что определенное подмножество циркулирующих моноцитов связан с про воспалительных CD11C+ жировой ткани макрофагами16.
Корректировок к Протоколу описанные расширит ее применения, как многочисленные имеющиеся флуоресцентные антитела сделать проточной цитометрии очень разносторонний. С различными антитела можно выделить почти все типы клеток и выражение многих маркеров могут быть обнаружены. Кроме того возможна пятно маркеры внутриклеточно, permeabilizing клеточной мембраны позволяют внутриклеточных привязки флуоресцентных антител. Эти характеристики позволяют различия весьма разнообразны макрофагов населения за пределами чрезмерно упрощенной подтипы макрофагов М1 и м2. Помимо измерения поверхностных маркер выражения белки (то есть, цитокинов) могут быть окрашены внутриклеточно предоставление информации о функциональности макрофагов. Кроме того для количественной оценки распространения ставки используются маркеры распространения таких Ki67. Как описано, различие между макрофагами и DCs была основана на уровнях МФО DC маркеров. Общие макрофагов маркер, например CD68 могут быть включены в макрофагов панель (FACS 1). Однако CD68 необходимо быть запятнано внутриклеточно требующих permeabilization клеточной мембраны, которая не является предпочтительным и расширит протокол. Другие маркеры макрофагов, подмножество маркеров CD163 и CD206 или CD11c, интегрированный в панели макрофаг, представленные здесь.
В наших панелей СУИМ, маркер, чтобы отличить живые и мертвые клетки не был включен, который бы предпочтительнее, потому что он позволяет более точное исключение мертвых клеток чем использование FSC и SSC. Часто используемые ДНК пятнать жизнеспособности красители пропидий йодидом (PI) или 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), а также бесплатные Амин, реагируя красителей, таких как LIVE/мертвые поправимо мертвых клеток пятно комплект, который доступен в различных краска цвета. Однако PI и DAPI не могут использоваться при установлении клетки. Как описано в протоколе, окрашивание жизнеспособности поправимо красный LIVE/мертвые мертвые клетки могут быть интегрированы обе панели не затрагивая общей СУИМ, стробирование стратегии.
Кроме того данные выражаются в процентах от живых клеток, что означает, что все данные являются относительными. Только, введя точные, известный количество клеток в проточный цитометр, было бы невозможно определить точное число каждого типа клеток. Приблизительное количество клеток могут рассчитываться после подсчета клеток в СФДВ фракции с помощью Счетной палаты. Однако это число будет должны быть скорректированы на сумму биопсия тканей, используемых для изоляции СФДВ, но это имеет ограничения при сравнении худой с ожирением на. Аналогичный масса ожирением в состоит из менее адипоцитов как они заполнены с липидами и значительно расширили. Это может привести к недооценке числа иммунных клеток, если представлены как количество иммунных клеток на грамм на или за Адипоцит.
В исследованиях на человека включение пациентов обычно делается течение более длительного периода времени, делая стандартизации экспериментальных процедур большое значение. Для сравнения данных цитометрия потоков между пациентами существует несколько вариантов. Как описано в настоящем Протоколе, клетки может быть исправлена до измерения, позволяя анализ нескольких образцов в тот же день. Это также может быть достигнуто путем замораживания СФДВ, прежде чем их окрашивания, который позволяет окрашивание процедуры, чтобы быть равными между всеми образцами, но жизнеспособность клеток могут быть затронуты. И наконец также работающих в настоящем исследовании, являются люминесцентные бусы для установки уровней компенсации, и цитометр отслеживания бусины были использованы два раза в неделю для стандартизации ежедневных измерений цитометр. Этот последний вариант является наиболее эффективным при измерении образцы из исследования, охватывающих длительный период времени.
Ограничивающим фактором для проточной цитометрии в целом является использование флюоресценции. Количество флуоресцентные метки, которые могут быть обнаружены одновременно ограничена из-за наложения спектров выбросов. Однако с смарт СУИМ Группа развития и использования нескольких коктейлей антитела на НДС или СБ образца, этот вопрос можно преодолеть, как описано в настоящем Протоколе. Важным аспектом развития Группа СУИМ является FMO контроля. Используя все антитела группы за исключением одного, могут быть оценены потенциальные уровни аутофлюоресценция при сравнении FMO с полной панели. Это позволяет точные стробирования населения, и эти процедуры должны выполняться при создании новой панели СУИМ. Кроме того новые поколения СУИМ устройств может обнаружить до 50 параметров, позволяя одновременного обнаружения многих характеристик в клетку. Другой вопрос связан с флуоресцентным аспект является аутофлюоресценция клеток, особенно макрофаги. После возбуждения клеток с лазерной СУИМ (главным образом с 488 нм длины волны возбуждения), эти клетки выделяют флуоресцентного сигнала (главным образом < 640 Нм) что может совпадения с выбросов спектры антитела этикетки17,18. С учетом этого, безупречная клетки должны измеряться для определения аутофлюоресценция в каждом канале. С этим знанием должен быть выбран флуорохромов, отображающие сигнала, который превышает сигнал autofluorescent. Этот сигнал фон autofluorescent должны приниматься во внимание при определении стробирования стратегии населения. Таким образом путем применения этого протокола и умный дизайн группа СУИМ возможна в глубине фенотип макрофагов подтипы. Новый собственный AT можно охарактеризовать макрофагов и их функции.
Авторы заявляют отсутствие конфликта интересов.
Мы хотели бы поблагодарить J. ван де Гаар и м. Vroomen (Университет Маастрихт, Нидерланды) за их техническую поддержку. Кроме того мы хотели бы поблагодарить K. Verboven, D. Hansen, J. Jocken, и E. Блаак для предоставления биопсия тканей и крови используется для настройки этого протокола и последующих экспериментов.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Centrifuge | Hettich Rotanta 460R | 5660 | |
Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM)-Ham’s F12 | Gibco ThermoFisher | 31330-095 | |
Collagenase XI from Clostridium histolyticum | Sigma Aldrich | C7657-1g | |
Collagenase I from Clostridium histolyticum | Sigma Aldrich | C0130-1g | |
DNAse I from bovine pancreas | Sigma Aldrich | DN25 | |
NH4Cl | Merck | 1.01145.0500 | |
Bovine Serum Albumine | Sigma Aldrich | A4503-100 | |
NaN3 | Merck | 1.06688.0100 | |
200 µM syringe Filcons | BD Biosciences | 340613 | |
70 µM filter | Greiner Bio-one | 542070 | |
Fc block / human IgG | Sigma Aldrich | 14506 | |
Formaldehyde | Merck | 1.04003.2500 | |
CD11b-BV421 | Biolegend | 301324 | |
CD19-Fitc | BD Biosciences | 555412 | |
CD3-Fitc | BD Biosciences | 561807 | |
CD66b-Fitc | BD Biosciences | 555724 | |
CD56-Fitc | BD Biosciences | 562794 | |
CD11c-APC-Cy7 | Biolegend | 337218 | |
CD45-PE-Cy7 | BD Biosciences | 557748 | |
CD19-BV421 | Biolegend | 302234 | |
CD3-V500 | BD Biosciences | 561416 | |
CD56-APC | Biolegend | 318310 | |
CD4-PerCP-Cy5.5 | Biolegend | 300528 | |
CD8-APC-H7 | BD Biosciences | 641400 | |
CD303-PE | Biolegend | 354204 | |
CD141-APC | Biolegend | 344106 | |
FACS-Canto II | BD Biosciences | ||
96 v-shape well plate | Greiner Bio-one | 651101 | |
PBS PH 7.4 | Gibco ThermoFisher | 10010023 | |
FACS tube 5 mL polystyrene round-bottom tube | Corning | 352052 | |
IgG from human serum | Sigma Aldrich | I4506 | |
Anti-Rat Ig, κ/Negative Control Compensation Particles Set | BD Biosciences | 552844 | |
Anti-Mouse Ig, κ/Negative Control Compensation Particles Set | BD Biosciences | 552843 | |
LIVE/DEAD Fixable Red Dead Cell Stain Kit | ThermoFisher | L23102 | |
IKA MS 3 basic shaker | Sigma Aldrich | Z645028-1EA |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены