Method Article
İnsan makrofaj üretimi için basit ve etkin bir protokol sunuyoruz. İnce beyaz kat çifte yoğunluk gradyanlı santrifugasyon sureti ile işlenir ve izole edilmiş monositlerin, sonra Teflon kaplı bir hücre kültürü torbalarda makrofajlara ayrılır. Bu makrofaj verim maksimize ve daha sonraki deneyler için hücre hasat kolaylaştırır.
İnsan makrofajlar bulaşıcı hastalıklardan kansere kadar değişen patolojik süreçlerin bir bolluk katılmaktadırlar. Böylece bu hastalıkların altında yatan mekanizmaları anlamak için değerli bir araç oluşturmaktadır. Bu nedenle, yüksek makrofaj ürün veren bir farklılaşma olarak hazırlandı buffy kat insan monositleri, izolasyonu için basit bir protokol mevcut. Tekniği yaygın olarak bulunan laboratuar ekipmanları çoğunlukla dayanır ve böylece insan makrofaj büyük miktarlarda elde etmek için bir maliyet ve zaman etkin bir yol sağlar. Kısaca, sağlıklı kan vericilerden ince beyaz kat periferal kandan hasat monositleri bir çifte yoğunluk dereceli bir santrifüj işlemine tabi tutulur. Bu monositler, makrofaj koloni uyarıcı faktör (M-CSF) varlığında, flor ile birleştirilmiş etilen propilen (FEP), teflonlanmış hücre kültürü poşetlerde kültürlenir. Farklılaşmış makrofajlar kolaylıkla hasat ve ileri çalışmalar ve fonksiyonel için kullanılabilirdiyor. Kalite kontrol ve izolasyon ve farklılaşma adımları doğrulama için önemli yöntemler protokol çerçevesinde vurgulanır. Özet olarak, burada açıklanan protokol rutin ve tekrar edilebilir maliyet yoğun bir araca ihtiyaç olmaksızın, insan makrofajlarını izole etmek için bilim adamları sağlar. Ayrıca, hastalık modelleri sıçangil makrofaj kullanımını engellemeyi genden insan sistemi içinde ileri incelenebilir.
Makrofajlar - - monositik soy ve terminal olarak farklılaşmış hücreler türevi, gelişme, doku tamiri ve bağışıklık 1 gibi çeşitli süreçlerinde yer yol biyolojik işlevi açısından çarpıcı bir plastisite sergiler. Ikincisi kendi fagositik ve doğal ve adaptif immün yanıtı 2 arasındaki kavşakta makrofajlar yerleştirir antijen sunan yeteneği nedeniyle. Ancak, özelliği sitokinler, kemokinler, büyüme faktörleri, diğer sinyal molekülleri ve salgılamak için 1, bağışıklık-modüle edici bir fonksiyonu artmakta, fakat aynı zamanda ek işlevler için bir temel olarak hizmet etmekle kalmamakta,. M1 ve M2 kategoride 3 sonuçlanmıştır non-mikrobiyal kaynaklı durumların bağlamında, bu çeşitli etkinleştirme adımlarını ayna dener. Bu sınıflandırma tam değil iken, makrofaj biyolojisinde temel bir anlaşılmasına olanak vermektedir.
Bu çok yönlü yetenekleri nedeniyle bu makrofajlar bir şekilde doku değişiklikleri veya inflamasyon dahil pek çok koşul ile ilişkili olması sürpriz olarak gelir. Işgalci patojenlere 4-6 tanınması ve temizlik onların temel rolünün yanında, makrofajlar giderek ateroskleroz, fibrozis, obezite ve kanser 7-10 odak haline gelmiş. Insan makrofaj üretimi için bir yöntem, yeniden üretilebilir, bu patolojilerin anlaşılması için çok önemlidir. Burada, daha önce tarif edildiği gibi 11, çift yoğunluk gradyan santrifüj yöntemi ile sağlıklı donörün periferal kanından insan monositlerinde izolasyonu dayanan bir yöntem sunulmaktadır. Makrofaj farklılaşması doğru kolaylaştırmak için, izole edilmiş monositik hücreler, M-CSF ve 12 normal insan serumu düşük konsantrasyonlarının varlığında inkübe edilir. Kullanımı daha da kolaylaştırmak ve hücre hasat etmek için, gaz geçirgen bir farklılaşma FEP içinde gerçekleştirilmektedirHidrofobik bir yüzeyde 12-15 teflonlanmış hücre kültürü torba. Yine de ya bir M1 veya M2-benzeri bir şekilde yanıt yeteneğine sahip olarak elde edilen dinlenme makrofajlar deneyleri geniş tabi tutulabilir. Manyetik aktive hücre sıralama (MACS) veya santrifüj elutrasyonun (CCE) karşı akışlı olarak monosit izolasyonu ve sonraki farklılaşma alternatif yöntemler gerekli verimi, maliyet ve zaman açısından bazı sınırlamalar var. Burada tarif edilen protokolü özel reaktifler (örneğin, manyetik boncuklar Mac) ya da aygıtları (örneğin, CCE cihazı) için gerek kalmadan standart laboratuar ekipmanı ile gerçekleştirilir ve hücrelerin büyük miktarlarda işleme izin verir edilebilmesi avantajını sunar.
Steril insan AB serumu hazırlanması 1.
Monositler 2. izolasyonu
Santrifüj dengelenmesini sağlamak için, iki paralel ince beyaz kat işleme sokulması tavsiye edilmektedir. Bununla birlikte, ca almakhücrelerin karışımı her donör için farklı malzemeler kullanmak olup yeniden. Durumda, ince beyaz kat kolayca elde edilemez, heparinize edilmiş periferal kan 400 mi yerine kullanılabilir.
Makrofajlar monositlerin 3. Farklılaşma
4. Makrofaj Hasat
Ficoll kullanılarak birinci yoğunluk gradyan santrifüj PBMC (Şekil 1A), yani lenfositler ve monositler içeren beyaz interfazda verir. Bu, Mayıs Gruenwald boyama (lenfosit tipik) yüksek bir çekirdek / sitoplazma oranı, her iki gösterir toplanan hücreleri (Şekil 1B, C) yoluyla teyit (monositler, tipik özelliği) fasulyesi ya da halka biçimli çekirdekler edilebilir. Bu hücreler daha sonra Percoll kullanarak ikinci bir yoğunluk gradyanı üzerine yüklendiğinde, monositler lemfositler daha ileri ölçüde ayrılabilir ve yeniden beyaz ara faz (Şekil 1D-F) gibi görünebilir. Her Buffy kat için tanımlanan çift yoğunluklu gradyan santrifüj rutin Buffy kat başına 70 ± 30 x 10 6 makrofajlar (Şekil 2) ayırt edilebilir 150 ± 40 x 10 6 monositlere verir. Gelen ortalama makrofaj verim20 bağımsız hazırlıkları toplam izole monositlerin 47 ±% 14 idi.
Percoll Santrifüjle çevrilmenin ardından yine kan verici hem de izolasyon işleminin doğruluğu bağlıdır hazırlanması için mevcut bir miktar artık olmayan monositik hücreler olabilir. Bununla birlikte, 6-7 günlük farklılaşma aşamasından sonra, preparat esas olarak daha nedeniyle plastik yüzeylere bir biçimde bağlı, rasgele kirletici hücreleri tarafından paylaşılmayan bir özellik (Şekil 4A ile zenginleştirilebilir olgun makrofajları (Şekil 3) oluşmaktadır ve B). Bir gergin iğ benzeri fenotip (Şekil 4C ve D) ile hücreleri de varken kez makrofajların çoğunluğu klasik bir "kızarmış yumurta" morfolojisini, kaplama. Bu sitoplazma ve yapışma kümeler içindeki F-aktin dağılımı ile yansıtılır. Farklılaşmış hücrelerolgun makrofajları (Şekil 5) için tipik işaretleri olan CD45, CD14, CD16, CD206 (mannoz reseptörü), CD11b, CD11c ifadesi ve karakterize edilir. CD11b varlığı hücreleri, dendritik hücre işaretleyici CD209 (DC-SIGN) için negatif olduğu gerçeğiyle desteklenmektedir, ağırlıklı olarak dendritik farklılaşma karşı çıkar.
Farklılaşma, sonra, hücreler fonksiyonel ve PM boyama ve tümör hücrelerine dökülen hücre dışı veziküller almak yetilerini kalsein ile görülebilir olarak yaklaşık 5-7 gün (Şekil 6), metabolik olarak aktif kalır. Ek olarak, hücreler hala çeşitli pro-enflamatuar genin (Şekil 7) 'nin sentezlenmesi ile sonuçlanmaktadır lipopolisakarit (LPS) ile uyarılması için, örneğin, gösterildiği gibi aktive edilebilir.
Çifte yoğunluk gradyanı ile santrifüjleme sonrası Şekil 1. Görüntü ve PBMC- bileşimi ve monosit-tabakası. Izo-ozmotik bir Percoll santrifüje edilmesinden sonra Ficoll gradyan ve (D) monosit-aşamasından sonra, (A), PBMC bant gösteren fotoğrafını çekin. Sitospin (B, C) PBMC fraksiyonu hazırlıkları ve kalan (E, F) monositler içinde Mayıs-Gruenwald boyamaları. 200 B ve E mikron, C ve F 50 mikron = = Ölçek çubuğu
Monositler ve makrofajlar Şekil 2. Verim. Temsilcisi hücre izole monositlerin sayım ve 20 beyaz tabaka pr makrofajlareparations.
Şekil 3. ve Mikrograflan (A) ve (B) görünüşü makrofaj farklılaşması önce monositler ve makrofajlar. Monositik hücre süspansiyonu, faz kontrast mikroskopisi hücre boyutu ölçümleri. Monositler (C) ve makrofajlar (D) hücre boyutuna histogramlarını gelir. Ölçek çubuğu = 100 mikron.
Şekil 4. Morfoloji ve yapışık makrofajlar iskeletinin organizasyonu. (A) önce yapışık makrofajlar Faz kontrast mikroskobu ve non-adheren sonrası (B) çıkarmaT hücreleri. Yapışkan, uyarılmamış makrofajlar içinde filamentli aktin'in (C, D) Phalloidin-TRITC boyama. Ölçek çubuğu AC = 100 mikron, D. 20 um bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil farklılaştırılmış makrofaj 5. immunfenotipine. FEP Teflon kaplı hücre kültür çantaları farklılaşma 6 gün sonra makrofaj Flow sitometri analizi (kırmızı ile gösterilmiştir). İlgili izotip kontrolleri gri gösterilir. , bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Makrofajlar tarafından tümör hücresi microvesicles Şekil 6. Alımı. PKH26-etiketli (kırmızı flüoresan) Tümör hücre türevli microvesicles maruz bıraktıktan sonra yapışkan makrofaj Mikrografikleridir. Görüntüler canlılığı boya kalsein AM ile ilgili (A), aydınlık veya (B) sitosolik lekelenmeye karşı yerleştirilmiştir edilir. Ölçek çubukları 100 mikron =. , bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 7, IL-1 β upregülasyonu, Wnt5a, TNFa, IL-6, MMP-2, MMP-7 ve MT1-MMP stimu sonra24 sa. Gen ekspresyonu için LPS'nin (100 ng / ml) ile makrofaj lasyon toplam RNA örnekleri (A) ve HPRT1 ve GNB2L1 ifade normalize kantitatif RT-PCR ile ölçülmüştür. Belirtilen değerler muamele edilmemiş kontrol ile karşılaştırıldığında kat değişiklikler (n, ortalama ± SD = 5 * p <0.05, ** p <0.01, *** P <0.001). LPS stimülasyon altında TNFa ve IL-6 indüksiyon ayrıca (SD ± yollarla * p <0.05) ELISA (B) tarafından teyit edildi.
Makrofajlar doğuştan gelen bağışıklık sisteminin önemli bir efektör hücrelerdir ve immün, antijen sunumu ve doku homeostazında önemli fonksiyonları gösterir. Nedeniyle olağanüstü plastiklikleri, onların fenotip değişiklikleri ile farklı uyaranlara yanıt edebiliyoruz. Makrofaj markerlerinin polarizasyon sadece yaklaşık% 50 doğrudan insan 16 fareden tercüme edilmesi için kullanıldığını gösteren raporlar mevcuttur Ancak, her ne makrofaj polarizasyon ilişkin verilerin kadar çok, fare sisteminde elde edilmiştir. Bu nedenle, pahalı bir malzeme, örneğin, MACS manyetik boncuk ya da karşı akım santrifüj sivili ayrıştırma cihazına gerek olmadan burada, yeterli sayıda ve saflıkta primer insan makrofajlarını elde etmek için bir yöntem sunulmaktadır.
Önerilen yöntem, PBMC monositlerin izolasyonu ve FEP-makrofajlar için kendi sonra gelen değişim göre, düşük Conce varlığında, hücre kültürü çanta Teflon kaplıM-CSF 11-13 ntrations. Monositler uyarılması üzerine, insanlarda en az 5, periferik kan lökosit% 10'a kadar yapmak da onlar vücut dokularında makrofajlar ve dendritik hücreler 17 için ayırt periferik bölgelerine kişi etüde dahil edilir. Sitokin M-CSF monosit hayatta kalması için önemli olduğu ve makrofajlar 18,19 kendi farklılaşma sürer. Şimdiye kadar, monosit farklılaşması için seçilen M-CSF konsantrasyonu ancak, protokolde sadece 2.5 ng / ml bir 12 M-CSF konsantrasyonu ile olgun makrofajlara yeterli sayıda elde edilmesi mümkün, 100 ng / ml kadar olan erim , 20. Buna ek olarak, hücreler, makrofajların dekolmanı ve belirli hücre sayıları ve bunların daha sonradan ekim kolaylaştırmak FEP Teflon kaplı bir hücre kültürü torba kültürlenmiştir. Çanta birkaç kez tekrar edilebilir için bu daha da izolasyon işlemi için maliyetlerini azaltmaktadır.
Bu prosedür ile elde edilen makrofajlarCD45, CD14, CD11b, CD11c'nin için son derece olumlu ve saf, olgun makrofaj 21,22 nüfus için savunuyor mannoz reseptör CD206 ifadesini göstermektedir. Özellikle yüksek bir CD14 ekspresyonu M-CSF 23 varlığında farklılık makrofajlar için tipiktir. Diğer bir kızarmış yumurta fenotip sergileyen ise, hücrelerin, tohumlamadan sonra, bunlar tipik bir mil benzeri morfoloji gösteren bazı hücrelerde, plastik yüzeyler için hızlı bir yapışma göstermezler. Bu Diğer yazarlar 18,22,24 gelen gözlemlerle uyumludur.
Daha sonra M-CSF varlığında monosit farklılaşma, M2-polarize makrofajlar 16,25 neden olduğu bildirilmiştir. Ancak, protokol ile izole edilmiş makrofajlar oldukları programlarını ve indüksiyon ile tepkimeye yine tümör hücreleri 26,27 veya LPS'ye maruz kalan tümör hücresi türevli microvesicles ve ko-kültür maruz de dahil olmak üzere çok geniş bir uyarı aralığına cevap verebilmektedir , IL-1 & gibi inflamatuar genlerin946. ;, TNFa, Wnt5a, veya M1-polarize makrofajlar 3,5,28 için tipik sayılan çeşitli matris metaloproteinaz.
Sonuç olarak, teknik olarak zor veya pahalı prosedürler için gerek kalmadan çifte yoğunluk gradyanı ile santrifüjleme ve makrofaj yüksek sayıda FEP Teflon kaplı bir hücre kültürü torba sonuçlar makrofaj yönelik sonra gelen değişim ile monositlerin izolasyonu. Elde edilen makrofajlar tümör hücreleri ile birlikte-kültür, LPS birlikte klasik aktivasyonu arasında değişen bir sonraki analiz için kullanılabilir.
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması var gibi ifşa hiçbir şey yok.
Yazarlar son birkaç yıl boyunca onun her zaman mükemmel teknik yardım için Bayan Meike Schaffrinski teşekkür etmek istiyorum.
Bu çalışma ortak araştırma grubu 942 (FOR942) içinde Alman Araştırma Kurumu (DFG) aracılığıyla ve Tıp Fakültesi, Georg-August Üniversitesi Göttingen Araştırma Programı tarafından finanse edildi.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Antibodies for immunophenotyping | Beckman Coulter | for example: CD11c-PE (IM1760), CD45-FITC (7782), IgG1-PE isotype control (A07796), IgG1-FITC isotype control (A07795) | |
BioLegends | for example: CD14-FITC (325603), CD206-PE (321105) | ||
Axiovert 200M microscope | Zeiss | ||
Calcein AM | AnaSpec | 89201 | |
Combi-stopper closing cones | Braun | 4495101 | |
1x PBS, w/o Ca and Mg | Pan biotech | P04-36500 | for PBS-EDTA (1 mM) add 1 ml 0.5 M EDTA per 500 ml PBS |
10x PBS, w/o Ca and Mg | Invitrogen | 14200-067 | |
EDTA (Titriplex III) | Merck | 1084211000 | prepare a 0.5 M solution in H2O, use a sterile filter |
Cell dissociation buffer (enzyme-free, PBS-based) | Gibco | 13151-014 | |
Fetal calf serum (FCS) | Invitrogen | 10091148 | heat-inactivated |
Ficoll (density 1.077 g/ml) | Biochrom AG | L6115 | |
FACSCanto II | BD Biosciences | ||
Goat anti-mouse FITC | santa cruz | sc-2010 | |
LPS from E.coli | Sigma | L8274 | final conc: 100 ng/ml |
Multifuge 3 L-R | Heraeus | ||
Penicillin/streptomycin | Biochrom AG | A2213 | |
Percoll (density 1.131 g/ml) | GE Healthcare | 17-0891-02 | |
Perfusor syringe 50 ml | Braun | 8728844F | |
Phalloidin-TRITC | Sigma | P1951 | resuspend in methanol (c = 0.1 mg/ml) |
[header] | |||
Plastic disposable Pasteur pipettes | LVL technologies | 2655181 | |
rh M-CSF | ImmunoTools | 11343117 | Resuspend in 500 µl sterile H2O (c = 100 ng/µl), aliquot |
RPMI-1640 with phenol red | Gibco | 21875-034 | |
RPMI-1640 without phenol red | Gibco | 11835-063 | |
Sterilization paper | VP group | 3KFKFS230116 | |
Trypan blue stain (0.4% w/v) | Sigma | T8154 | |
FEP Teflon-coated cell culture bag, small | CellGenix | 72-C | |
FEP Teflon-coated cell culture bag, large | CellGenix | 197-C |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır