Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Описанный ниже протокол представляет собой простой и эффективный способ выделения ретиноидсодержащих клеток из высокогетерогенных популяций клеток легких с использованием специфической ретиноидной автофлуоресценции и сортировки флуоресцентно-активируемых клеток.
Ретиноиды (витамин А и его метаболиты) являются важным липидным компонентом альвеолярного микроокружения, и специфический для клеточного типа метаболизм ретиноидов необходим для поддержания функционального здоровья развивающихся и взрослых легких. Клетки легких используют специфические пути, что позволяет эффективно поглощать циркулирующие ретиноиды из крови в виде ретинола (ROH) с последующим внутриклеточным ступенчатым превращением ROH в транскрипционно активные виды ретиноидов, полностью транс-ретиноевую кислоту (ATRA). ATRA-опосредованная (или ретиноид-опосредованная) передача сигналов имеет решающее значение для регуляции альвеоляризации легких, продукции сурфактанта, ангиогенеза, проницаемости и иммунитета. Важно отметить, что специфические клетки легких, включая фибробласты, могут накапливать ретиноиды в форме ретиниловых эфиров (РЗ), которые могут храниться или дополнительно мобилизоваться в виде ООЗ для переноса в соседние клетки при необходимости. Клетки, содержащие ретиноиды легких, могут быть выделены и собраны из одноклеточной суспензии переваренных легких с использованием ретиноидной аутофлуоресценции (излучение при длине волны 455 нм при возбуждении при длине волны 350 нм) и с помощью сортировки клеток, активируемых флуоресценцией (FACS). Дополнительное клеточно-специфическое мечение клеток легких красным флуоресцентным белком in vivo позволяет выделять и собирать специфические популяции клеток легких, содержащие ретиноиды. Собранные клетки могут быть непосредственно проанализированы или культивированы для дальнейшего анализа морфологии клеток, экспрессии генов и реакции на фармакологические манипуляции. Этот метод выделения и применения важен для исследований здоровья легких и повреждения легких на животных моделях, чтобы получить более глубокое представление о клеточных аспектах метаболизма ретиноидов в легких и липид-опосредованных клеточных коммуникациях.
Ретиноиды (витамин А и его метаболиты) являются важным липидным компонентом альвеолярного микроокружения, и специфический для клеточного типа метаболизм ретиноидов и передача сигналов необходимы для поддержания функционального здоровья развивающихся и взрослых легких 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 ,12,13,14. Клетки легких используют специфические пути, позволяющие эффективно поглощать циркулирующие ретиноиды пищевого происхождения из крови в виде ретинола (ROH)15,16,17,18,19 с последующим внутриклеточным ступенчатым превращением ROH в транскрипционно активные виды ретиноидов, полностью транс-ретиноевую кислоту (ATRA)20. ATRA-опосредованная (или ретиноид-опосредованная) передача сигналов достигается за счет взаимодействия ATRA с тремя различными родственными рецепторами ядерных гормонов, рецепторами ретиноевой кислоты (RARα, RARβ и RARγ21,22), и имеет решающее значение для регуляции альвеоляризации легких 23,24,25,26,27,28,29, производства сурфактанта30,31,32,33,34,35, ангиогенез36, проницаемость37 и иммунитет 38,39,40. Важно отметить, что специфические клетки легких, особенно легкие фибробласты, могут накапливать ретиноиды в форме ретиниловых эфиров (РЭ), которые могут сохраняться или далее мобилизоваться в виде ROH для переноса в соседние клетки при необходимости1.
Сложность метаболизма ретиноидов и передачи сигналов, а также клеточная сложность легких затрудняют исследования, направленные на изучение метаболизма ретиноидов в легких in vivo . Мы описали простой и надежный протокол выделения ретиноидсодержащих клеток (рис. 1) из высокогетерогенных популяций клеток легких с использованием специфической ретиноидной аутофлуоресценции (излучение при длине волны 455 нм при возбуждении при длине волны 350 нм) и с помощью сортировки клеток, активируемых флуоресценцией (FACS). Протокол не требует дополнительной маркировки клеток, за исключением окрашивания на жизнеспособность, если целью исследования является выделение и характеристика первичных живых клеток легких на основе их способности хранить ретиноиды. Это значительно сокращает время подготовки к сортировке клеток, исключает необходимость в дополнительном окрашивании, позволяет выделять высокие выходы жизнеспособных первичных клеток. Однако, если целью исследования является выделение и характеристика конкретных популяций клеток легких (фибробластов, эндотелиальных, эпителиальных или иммунных клеток), дополнительная сортировка клеток может быть выполнена после мечения отсортированных ретиноидсодержащих клеток клеточно-специфическими антителами.
Ретиноидная аутофлуоресценция использовалась в опубликованных исследованиях для установления идентичности ретиноидсодержащих клеток и/или для количественной оценки численности этих клеток в печени 41,42,43,44, поджелудочной железе 45,46, почках41,47 и легких41. Кроме того, несколько исследовательских групп сообщили об использовании флуоресценции ретиноидов для выделения с помощью FACS и изучения первичных ретиноидсодержащих клеток из живых тканей, включая печень 44,48,49,50,51,52,53 и легкое 1. В текущем протоколе мы показываем, как конкретные клеточные популяции могут быть помечены in vivo перед выделением клеток, содержащих ретиноиды, с помощью tdTomato (красный флуоресцентный белок). Спектральные характеристики tdTomato's (излучение на длине волны 581 нм при возбуждении на длине волны554 нм 54) и яркость не влияют на автофлуоресценцию ретиноидов и, следовательно, позволяют удобно добиваться специфичности клеток при сортировке. Учитывая критическую роль ненарушенного метаболизма ретиноидов и передачи сигналов в нормальном альвеолярноммикроокружении1, описанный метод выделения клеток легких является полезным инструментом в исследованиях здоровья и заболеваний легких на животных моделях для получения более глубокого понимания клеточных аспектов метаболизма ретиноидов в легких и липид-опосредованных клеточных коммуникаций in vivo.
Все описанные процедуры и эксперименты с участием мышей были проведены с одобрения Институционального комитета по уходу за животными и их использованию (IACUC) Университета Рутгерса (IACUC ID: PROTO202200111) в соответствии с критериями, изложенными в Руководстве по уходу и использованию лабораторных животных, подготовленном Национальной академией наук55.
1. Соображения и подготовка к эксперименту
2. Перфузия легких, сбраживание и сбор одноклеточной суспензии
3. Выделение ретиноидсодержащих клеток легких с помощью сортировки флуоресцентно-активированных клеток (FACS)
Выделение ретиноидсодержащих клеток легких
Легкие мышей (от мышей Lrat+/+ и Lrat-/-) ферментативно расщепляли, а суспензии одиночных клеток готовили и подвергали FACS в соответствии с описанной выше процедурой. Сортиро?...
О способности обнаруживать витамин А в тканях человека и животных и его гистологической визуализации с помощью флуоресцентной микроскопии впервые сообщалось еще в 1940-х годах. Феномен ретиноидной аутофлуоресценции был затем успешно п?...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была профинансирована грантом Национальных институтов здравоохранения/Национальным институтом сердца, легких и крови (NIH/NHLBI) R01 HL171112 (для I.S.), премией за развитие карьеры (для I.S.) от Центра Рутгерса по воздействию окружающей среды и болезням, финансируемым Национальными институтами здравоохранения/Национальным институтом наук об окружающей среде (NIH/NIEHS) P30 ES005022, и стартовые фонды от Ратгерса, Государственного университета Нью-Джерси (до I.S.). Авторы выражают признательность сотрудникам Общего ресурса иммунного мониторинга и проточной цитометрии в Институте рака Рутгерса (частично при финансовой поддержке NCI-CCSG P30CA072770-5920) за их вклад в работу, представленную в данной рукописи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 mL serological pipette | Avantor/VWR | 76452-284 | |
100 µm strainer | Greiner Bio-One | 542000 | |
15 mL falcon tube | Corning | 352099 | |
40 µm strainer | Greiner Bio-One | 542040 | |
50 mL falcon tube | Corning | 352070 | |
Cell culture dish, 35 mm ´ 10 mm | Corning | 430165 | |
Cell sorting media | Gibco | A59688DJ | |
Collagenase type IV | Worthington Biochemical Corporation | LS004188 | |
Cytek Aurora Cell Sorter System | Cytek Biosciences | ||
Dispase II | Sigma-Aldrich | D4693 | |
DNase I | Sigma-Aldrich | DN25 | |
Falcon brand 5-ml polypropylene round bottom tube, 12 mm ´ 75 mm | Corning | 352063 | |
Falcon brand 5-ml polystyrene round-bottom tube with cell-strainer cap, 12 mm ´ 75 mm | Corning | 352235 | |
FlowJo software | Becton Dickinson | flow cytometry software | |
HBSS with Ca2+/Mg2+ | Gibco | 14925-092 | |
HBSS without Ca2+/Mg2+ | Gibco | 14175-095 | |
Nalgene Rapid-Flow Sterile Disposable Bottle Top Filters | ThermoFisher | 595-3320 | |
Red Cell lysis buffer | Sigma-Aldrich | R7757 | |
SpectroFlo CS software | Cytek Biosciences | Version 1.3.0 | |
Surgical Design Royaltek Stainless Steel Surgical Scalpel Blades | Fisher Scientific | 22-079-683 | |
SYTOX Green dead cell stain | Invitrogen | S34860 | |
Tamoxifen | Sigma-Aldrich | T2859 |
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