Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Микровезикулы, выделяющиеся из плазматической мембраны, действуют как клеточные эффекторы. Микровезикулы селезенки (СМВ) являются суррогатными маркерами патофизиологических состояний. У крыс и мышей содержание и свойства SMV характеризуют старение или воспаление и изменяются под действием цитопротекторных препаратов, что делает их ценным и в то же время обильным инструментом мониторинга для доклинических исследований.
Микровезикулы (МВ) представляют собой субмикронные фрагменты, высвобождаемые из плазматической мембраны активированных клеток, которые действуют как провоспалительные и прокоагулянтные клеточные эффекторы. У крыс МВ селезенки (МВ) являются суррогатными маркерами патофизиологических состояний. Предыдущие исследования in vitro показали, что Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis), основной патоген пародонта, способствует выделению эндотелия и апоптозу, в то время как липополисахарид (ЛПС) способствует выделению микровезикул, полученных из спленоцитов (SMV). Исследования in vivo показали целесообразность фармакологического контроля выделения СМВ. Настоящий протокол устанавливает стандартизированную процедуру выделения СМВ селезенки из модели острой мышиной инфекции P. gingivalis. Инфекция P. gingivalis индуцировалась у молодых мышей C57BL/6 путем внутрибрюшинного введения (три инъекции 5 x 10-7 бактерий в неделю). Через две недели были собраны селезенки, взвешены и подсчитаны спленоциты. SMV были выделены и количественно определены с помощью анализов белка, РНК и протромбиназы. Жизнеспособность клеток оценивали либо с помощью йодида пропидия, либо с помощью исключающих красителей трипанового синего. После экстракции спленоцитов количество нейтрофилов получали методом проточной цитометрии через 24 ч культивирования спленоцитов. У мышей, которым вводили P. gingivalis, наблюдалось увеличение массы селезенки в 2,5 раза и увеличение количества спленоцитов в 2,3 раза, в то время как количество нейтрофилов увеличилось в 40 раз. Клеточная жизнеспособность спленоцитов мышей, которым вводили P. gingivalis, варьировала от 75% до 96% и снижалась на 50% после 24 ч культивирования без какой-либо существенной разницы по сравнению с контрольной группой, не подвергавшейся воздействию. Тем не менее, спленоциты от инъекционных мышей выделяли большее количество MV с помощью анализа протромбиназы или измерения белка. Данные показывают, что прокоагулянтные SMV являются надежными инструментами для оценки раннего ответа селезенки на внутрибрюшинную инфекцию P. gingivalis.
Микровезикулы (МВ), также называемые микрочастицами или эктосомами, представляют собой фрагменты плазматической мембраны диаметром 0,1-1,0 мкм, выделяемые в жидкостях организма и внеклеточном пространстве в ответ на различные клеточные стимулы. Впервые идентифицированные как тромбоцитарная пыль, обнажающая прокоагулянтные фосфолипиды, в основном фосфатидилсерин (PSer), MV представляют собой дополнительную поверхность для сборки комплексов свертывания крови 1,2. Ключевая роль циркулирующих MV в качестве прокоагулянтных эффекторов была продемонстрирована у пациентов с синдромом Скотта2, редким генетическим заболеванием, которое приводит к дисфункциональному воздействию PSer и кровотечению (дополнительный рисунок 1). МВ широко изучались в качестве циркулирующих биомаркеров тромботического риска при хронических заболеваниях, связанных с сердечно-сосудистыми расстройствами, таких как диабет, хроническая болезнь почек, преэклампсия и гипертензия 3,4. В настоящее время они признаны истинными клеточными эффекторами в жидкостях или тканях органов, таких как миокард1. Поскольку они передают активные белки, липиды и микроРНК, они дистанционно модулируют сосудистые реакции, такие как гемостаз, воспаление, сосудистый ангиогенез и рост сосудов илиремоделирование тканей.
В то время как в клинических исследованиях изучается прогностическая ценность МВ в отношении факторов риска, МВ, выделенные из жидкостей или тканей пациента, позволяют ex vivo оценить их эффекторные свойства6. Расшифровка механизмов, управляющих биогенезом МВ и способностью к перекрестным помехам, обычно достигается в моделях клеточных культур для идентификации активных молекул, подвергающихся воздействию или инкапсулированных внутри МВ, и их нисходящей сигнализации. Взаимодействие MV с клетками-мишенями будет зависеть от связывания мембранного белка/белка, при наличии соответствующих контрлигандов и/или слияния липидов7.
В физиологических условиях МВ, циркулирующие в плазме, в основном происходят из сосудистых клеток, что идентифицируется маркерами дифференцировки кластеров линии (CD)8,9. Однако при патологии, особенно при раке10 и отторжении трансплантата 11,12, МВ выделяются из поврежденной ткани и обладают вредными прокоагулянтными и провоспалительными свойствами. Они обнаруживаются в системном кровотоке, что делает их полезными зондами для мониторинга защитной или омолаживающей терапии, а также возможных фармакологических мишеней13. Поскольку МВ циркулируют в виде динамического накопительного пула, отражающего гомеостаз сосудистых и тканевых клеток в норме и при заболеваниях, необходимо также исследовать более глубокое понимание их отдаленного действия in vivo, после внутривенного введения или назального инстилляции у мелких животных14,15. Действительно, МВ считаются основными участниками сложных путей, связывающих чрезмерное воспаление и тромбоз16.
Пародонтит – это воспалительное заболевание инфекционного происхождения, поражающее ткани, поддерживающие зуб17,18 и связанное с риском тромбоза. Он характеризуется кровоточивостью десен, разрушением альвеолярной кости, подвижностью зубов и в конечном итоге может привести к потере зубов. Пародонтит широко распространен во всем мире и поражает более 50% населения, причем 11% имеют тяжелую форму19. Пародонтит индуцируется бактериальным дисбиозом поддесневых биопленок, которые поддерживают обостренную воспалительную реакцию, вызывающую разрушение тканей20. В течение последнего десятилетия пародонтит был связан с системными заболеваниями, такими как сердечно-сосудистые заболевания, диабет и ревматоидный артрит. Возможными объяснениями являются действие пародонтальных патогенов на расстоянии и/или усиление системного воспаления, опосредованного провоспалительными цитокинами, такими как интерлейкин (IL-1, IL-6) и TNF-α21,22.
Среди патогенов, ассоциированных с возникновением и развитием пародонтита, Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)23 обнаруживается при наиболее тяжелых поражениях, которые собирают несколько факторов вирулентности, включая липополисахарид (ЛПС)24, индуцирующий воспалительные реакции, опосредованные Toll-подобными рецепторами (TLR)25 и рекрутирование нейтрофилов и полиморфноядерных лейкоцитов (ПМН) в месте первоначальной инфекции26. ЛПС P. gingivalis активирует TLR-4 или TLR-2, способствуя иммунному обнаружению и уклонению от выживания бактерий27. На сосудистом уровне активация TLR2 с помощью ЛПС связана с иммунотромбозом. Уникальная способность P. gingivalis вызывать передачу сигналов TLR-2 в то время как TLR-4-зависимое распознавание значительно нарушено, способствует стойкой инфекции низкой степенизлокачественности 28,29.
Процедуры in vivo для изучения реакции MV на хроническую и устойчивую инфекцию возбудителя низкой степени злокачественности редки. Методологические подходы к экстракции тканевых МВ слабо описаны в литературе и в основном касаются забора МВ из патологических тканей, таких как солидные опухоли, стеатоз печени, атеротромботические бляшки или трансплантаты 11,29,30, в то время как селезенка воспринимает бактерии и вирусы в кровотоке. Он также хранит эритроциты, тромбоциты, лимфоциты, моноциты, базофилы и эозинофилы, участвующие в иммунном ответе. Гранулоциты, такие как нейтрофилы из красной пульпы, также генерируют активные формы кислорода (АФК) и протеазы, которые уничтожают патогены и предотвращают распространение инфекции31,32. Удивительно, но, насколько нам известно, МВ селезенки не исследуются в контексте вызванных патогенами повреждений тканей. Существует глобальная неудовлетворенная потребность в изучении вариаций ципсулярных МВ в физиопатологии.
Данные in vitro из нашей лаборатории показали, что ЛПС индуцирует выделение прокоагулянтных МВ из спленоцитов крыс, что, в свою очередь, вызывает старение культивируемых коронарных эндотелиальных клеток и последовательный провоспалительный и прокоагулянтный эндотелиальный фенотип11. Возможность фармакологического контроля МВ селезенки была дополнительно продемонстрирована после лечения животного оптимизированной формулой омега-3. Было обнаружено, что пероральный зонд крыс среднего и пожилого возраста защищает как от выделения прокоагулянтных MV из спленоцитов, так и от их старческих вредных свойств по отношению к коронарному эндотелию33.
По сравнению с кровью, селезенка имеет то преимущество, что является важным источником лейкоцитов у одного человека. Кроме того, недавно была предложена ось селезенка-сердце 3,34, что делает селезенку возможным фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, связанного с инфекцией, представляющим полезный интерес для фармакологического контроля. Оценка свойств или высвобождения SMV является ключом к пониманию патогенных или воспалительных реакций. Интересно, что это может быть достигнуто у обработанных животных и при различных физиопатологических моделях (возраст, гипертония, диабет). Действительно, сравнивая крыс среднего и старого возраста33, различия в свойствах и высвобождении МВ селезенки могут быть доказаны после простого 24-часового посева спленоцитов.
Учитывая вышеуказанные свидетельства изменения эффекторных свойств МВ селезенки в зависимости от физиопатологического состояния и целесообразность их фармакологического контроля у крыс, в настоящем документе описан стандартизированный протокол выделения МВ селезенки мышей. Эта процедура лучше подходит для углубленных исследований in vivo механизмов, поддерживающих SMV-опосредованные эффекты, в конечном итоге у сконструированных мышей. Процедура была установлена на мышах C57BL/6 с использованием местной внутрибрюшинной инфекции P. gingivalis, чтобы установить доказательства отдаленного действия патогена на эффекторные свойства MV селезенки (SMV).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Все протоколы экспериментов были одобрены и составлены в соответствии с соответствующими руководящими принципами местного Комитета по этике (APAFIS#28745-2020121815051557) и службы по уходу за животными Университета по дому и INSERM. Для экспериментов использовали самцов молодых мышей C57BL/6 в возрасте 6-8 недель. Мышей регулярно обследовали для оценки боли и стресса, а их вес контролировался ежедневно. Если не указано иное, все экстрагирующие буферы и растворы должны быть стерильными и иметь комнатную температуру.
1. Подготовка животных
2. Экстракция спленоцитов
3. Удаление эритроцитов с помощью осмотического шока
4. Корректировка концентрации выделенных спленоцитов
5. Выделение микровезикул спленоцитов
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Предоставленные данные дают полное представление о всей процедуре с использованием двух основных условий на животных: контрольные молодые мыши C57BL/6 без лечения и их однопометники, подвергавшиеся шести внутрибрюшинным (IP) инъекциям PG каждые 2 дня в течение 2 недель. Он?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Настоящее исследование подтверждает, что селезенка является основным и надежным источником МВ с физиологической значимостью по сравнению с другими источниками, такими как кровь, ограниченного объема у мышей. При условии соблюдения мер предосторожности метод прост ?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы выражают признательность Клодин Эбель (Claudine Ebel) из Service commun de cytométrie en flux (Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg) за экспертную помощь и проведение комплексного анализа проточной цитометрии селезенки и Али Эль Хабхабу (Ali El Habhab) за начальное обучение по мечению клеток селезенки крыс. Дениз Карагёз помогал в раскопках, сборе литературы. Эта работа была частично поддержана двумя грантами ANR COCERP (N°A17R417B), ENDOPAROMP (N°ANR-17-CE17-0024-01).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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