Method Article
Lökositler paraselüler veya transselüler yolu kullanarak endotel tek tabaka çapraz. Biz endojen junctional dağıtım VE-kaderin ve PECAM-1 lökosit transendotelyal göç sırasında fizyolojik akış altında iki âlemden yolları arasında ayrım için takip basit bir deney geliştirildi.
Inflamasyon sırasında, lökositler dolaşımını bırakın ve alttaki dokularda işgalci patojenlere mücadele endotelyumu çapraz. Bu süreç lökosit transendotelyal göç olarak bilinir. Endotel tek tabaka geçmeye lökositler için iki yol tarif edilmiştir: yani hücre-hücre kavşaklarda ve transselüler rota aracılığıyla paraselüler rota, yani, endotel hücre vücuda. Bununla birlikte, para- ve transsellüler yol arasında ayrım yapmak teknik olarak zor olmuştur. Biz endojen dağılımı VE-kaderin ve PECAM-1 fizyolojik akış koşulları altında nötrofil transendotelyal göç sırasında incelemek için basit in vitro testi geliştirdi. Nötrofil perfüzyon önce, endotel hücreleri kısa bir süre için VE-cadherin ve PECAM-1 karşı floresan ile etiketlenmiş antikorlar ile tedavi edilmiştir. Elektrik hücre substra ile saptandığı gibi, bu antikorlar hem proteinlerin işlevine müdahale etmedite empedans algılama ve sıkı bağlamak ölçümleri. Bu analizi kullanarak, endojen dağılımı akış koşulları altında transendotelyal göç sırasında ve PECAM-1-kaderin VE ve endotelyumda lökositlerin para- ve transselüler göç yolları ayırt takip başardık.
Verimli ve sıkı bir şekilde kontrol lökosit transendotelyal göç (TEM) gibi bağışıklık gözetim ve akut inflamasyon gibi fizyolojik süreçlerde önemli bir yer tutmaktadır. Bununla birlikte, bazı pato-fizyolojik koşullar altında, kontrol edilemeyen ve aşırı TEM kronik iltihaplı hastalıklar (örneğin, romatoid artrit, ateroskleroz, astım) elde görülmektedir. Tümör hücreleri 1-3 metastaz için kan dolaşımını bırakmak için aynı zamanda, tümör hücre metastazı sırasında transendoteliyal taşınması işleminde etkili olduğunu. Özellikle aşırı lökosit ya da tümör hücresi TEM müdahale etmek için, bu işlemin düzenlenmesinde ayrıntılı bir anlaşılması gerekmektedir.
TEM sürecinin farklı adımlarda meydana geldiğine inanılır. Butcher ve Springer tarafından iki yıl önce yorumlanan Seminal çalışmaları, TEM 4,5 sürecini anlatan çok basamaklı modeline yol açtı. Bu model, her ne kadar hala bazı reklamdan, geçerlidirditional adımlar 6 dahil edilmiştir. Alon ve diğ. Endotel 7 yüzeyi üzerinde hareketsiz kemokinlerin yer alması ihtiyacı tanımlamışlardır. Son zamanlarda, onlar endotel kendisi endotel apikal yüzeyinde 8'de sunulmaktadır kemokinlerle üretir olduğunu gösterdi. Ayrıca, aynı grup TEM sırasında 7 akış koşullarının önemini ortaya koymak. Son zamanlarda, iki farklı güzergahlar lökositler odaklanan çeşitli yayınlar TEM son diyapedez aşamada alabilir. Onlar, yani, hücre-hücre kavşaklarda aracılığıyla paraselüler göç rota gitmek, ya da transselüler göç rotası 9 olarak bilinen endotel hücre gövdesi aracılığıyla geçebilir ya. Carman ve meslektaşları detaylı olarak bu yolları okudu ve göbek ven endotel tektabaka 10 geçerken lökositler tercihen transselüler rota (% 10) üzerinde paraselüler göç güzergahı (% 90) tercih sonucuna varmıştır.Bununla birlikte, diğer kaynaklardan gelen endotel hücreleri kullanıldığı zaman, örneğin, beyin ya da kılcal daha lökositler transsellüler yol (% 30) 11 kullanılır. Bir VE-kaderin-alfa-katenin için şimeri Vestweber grup son hücre-hücre kavşaklar endojen yerine, bir darbe-hayvan modeli kullanarak birbirinden ayırmak koyamadık o zaman VE-kaderin gösterdi, lökosit TEM tam 12 engellendi . Şaşırtıcı, yazarlar TEM birkaç engellendi ama hepsi değil, dokular olduğunu fark ettim. Genel olarak, bu zarif deneyler bu kararı tetikleyen düzenleyici sinyaller hala bilinmiyor olsa da lökositler, transselüler güzergahın üzerinde paraselüler rotayı tercih ettiğini belirtti.
Lökositlerin çoğunluğu paraselüler göç yolu tercih olsa da, her iki yollar arasında ayrım hala zordur. Endotel hücre-hücre ayr rolü üzerine odaklanan bazı çalışmalarda rağmen bu ek olarak,iyonlar, bu kavşak dinamikleri, özellikle kavşak proteinler VE-kaderin ve PECAM-1, lökosit geçiş tartışma halen sırasında. Biz, bu birleşim moleküller flüoresan etiketli antikorlar kullanılarak akış koşulları altında, fizyolojik lökosit diyapedezin boyunca gerçek zamanlı olarak izlenmesini mümkün kılan nispeten basit bir deney geliştirildi. Bu antikorlar müdahale veya hedeflenen proteinlerin kavşak bütünlüğü veya hareketlilik bloke etmedi. Bu deney, bize paraselüler TEM sürecinde kavşak proteinlerin dinamiklerini takip etmesini sağlar. Ayrıca, bu testte de para- ve transselüler göç yolları arasında ayrımcılık verir.
Nötrofiller bir bilgilendirilmiş onam imzaladı sağlıklı gönüllülerden izole edilmiştir. Araştırma, insan refahı için kurumsal ve ulusal rehberlere uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
1. Kaplama ve İnsan Göbek Daman Endotel Hücrelerinde bakımı
Perkol Degradeleri kullanma 2. Polimorfonükleer Lökosit izolasyonu
Endotel Junction 3. EtiketlemeEl VE-kaderin ve PECAM-1
4. PMN Deney TEM altında Akış
Antikorlar endotel bariyer fonksiyonu ile müdahale etmedi eğer ilk test. Biz elektrik hücre alt-tabaka empedans algılama (ECIS) ile endotel tek katmanlarının direnci ölçüldü. Ayrıntılar için, Van Buul ve diğ. 13 anti-VE-cadherin floresan etiketli antikor hücreleri (Şekil 2A) ilave edildi, dirençli herhangi bir değişiklik gözlenmedi bkz. Engellemek için çok iyi bilinen bir anti-VE-cadherin antikor fonksiyonu önemli ölçüde (Şekil 2A) direncini azaltır VE-cadherin. Aynı zamanda, dinamiklerini değiştirmeyen, görüntüleme için kullanılan antikorlar, VE-cadherin, foto-ağartıcı (sıkı bağlamak) sonra flüoresan iyileşme ölçülerek değerlendirildi (Şekil 2B)-kaderin-GFP VE.
1-2 dakika sonra, nötrofiller DIC kanalı (Şekil 3A) olarak sunulacak bir görüntü olarak aktive edilmiş endotel tabakasına yapıştırılır. 5-30 se için tarama sonrac nötrofillerin büyük çoğunluğu PECAM-1 a'ya karşı yönlendirilen antikorlar ile etiketlenmiş ve VE-cadherin olan hücre-hücre birleşme yoluyla endotel tek tabaka ile transmigrant. Diyapedezin sürecinde, dağıtım VE-cadherin ve PECAM-1 ile gerçek zamanlı (Şekil 3B) olarak izlenmiştir. Nötrofil diyapedezin sahalarında, VE-kaderin yerel bozulur ve PECAM-1, daha halka benzeri bir yapı gösterdi. Diyapedezin tamamlanmasından sonra, kapat ve bir kam VE-cadherin ve PECAM-1 açıkça diyapedezin sahalara (Şekil 3C) yeri değiştirilir. Nötrofil endotelinin baso-yan kenar ulaştıktan sonra, anti-PECAM-1 antikor parçaları nötrofil yüzeyinde tespit edilmiştir unutmayın. Bununla birlikte, bu, endoteli geçmesini nötrofiller engellemedi. Nötrofil transendotelyal göç sırasında gerçek zamanlı olarak gözlenen dinamikleri VE-kaderin Shaw ve arkadaşları tarafından çalışmaları ile anlaşmaya vardı kimkonfokal mikroskopi kullanılarak, gösterdi ve VE-kaderin-GFP-transfekte VE-kaderin-GFP lökositler endotel hücre-hücre kavşakları 14 geçtiklerinde yanal dağınık endotel hücreleri,. Su ve arkadaşları PECAM-1 bizim gözlemlerini vurguladı tarafından da çalışırlar. Onlar lökosit geçişi üzerine yanal yanında, bu VE-kaderin difüzyon gösterdi, PECAM-1 lokal transmigrating nötrofil 15 etrafında bir halka içine dağıtıldı.
In vitro akış odasında Şekil 1. (A). Ok orta yenilenmesi gerekiyor hangi depoyu gösterir. Boru sistemi (ok başı) bağlantısını kesmeden PMN enjekte etmek için kullanılan aynı doğrultuda luer enjeksiyon ağzı ile akış odacığına bağlayan (B) Silikon boru. (C), Conn37 ° C akış tamponu (ok başı) ile dolu hazne şişeye boş bir akış odasının ection. (D) akış tamponu ihtiva eden boru TNF-α-muamele edilmiş HUVECler ile akış odasının bağlanması ve bir mikroskop kademesine (ok başı) içine yerleştirilmiştir.
Şekil 2. VE-cadherin birleşim dinamikleri ya da işlev ile karışmaz antikor (A). Endotelyal hücre tek empedans ECIS kullanılarak ölçülür. Y-ekseni Ohm empedansı ifade ve x-ekseni saat zamanı gösterir. Antikor, CL75 (siyah çizgi) bloke VE-cadherin ise VE-cadherin antikor Alexa647 (mavi çizgi) ile etiketlenmiş klon 55-7H1 veya empedansını azaltmak, endotelyal hücre tek empedansını değiştirebilir olmayan IgG Alexa647 kontrol (kırmızı çizgi) ki izotipini . (B ) HUVEC ifade edildi kaderin-GFP-VE konfokal mikroskopi kullanılarak sıkı bağlamak analizi, varlığında veya yokluğunda, floresan kurtarma değişiklik görülmemiştir VE-cadherin 55-7H1 antikor.
Şekil 3. VE-cadherin ve PECAM-1 dağılımı gerçek zamanlı olarak nötrofil TEM sırasında (A). Nötrofil endotelyum üzerinde yapışma ve dağılımını etkilemeden hücre-hücre birleşme yerini geçen (beyaz çizgi ile işaretlenmiştir) VE-cadherin ve PECAM -1. (B), nötrofil hücre-hücre birleşme yoluyla endotel tek tabaka kapısı. Yerel bir dispersiyon VE-cadherin nötrofil hücre-hücre birleşme sayesinde çıkıntı yaptığında ve PECAM-1 ile gözlenebilir. Beyaz çizgi endotel üstüne hala nötrofil varlığını göstermektedir. Sarı çizgi nötrofil membran tha gösterirt endoteline altında zaten. (C) Nötrofil tamamen endotel tek tabaka geçti. VE-kaderin ve PECAM-1 diyapedezin bölgelerinde taşındı. Sarı çizgi transmigrant nötrofil sınırlarını göstermektedir. , bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Bu, hücre apoptozu ve bir tek tabaka kesintiye neden olacağından, bu protokol için, bu akış odalarına hava kabarcıklarının oluşumunu önlemek için çok önemlidir. Bunu önlemek için, tüpler akış odasının bağlı adımlar 4.2 ve 4.5, özellikle faiz ödemek için vurgulamak istiyorum. Protokolde Diğer önemli adım önce akış odasının (aşama 4,1) injekte için 37 ° C'de 15-30 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edilerek bunları tutulur PMNs astarlı. Bu da onları, endotel de ICAM-1 ya da VCAM-1 gibi yapışma molekülü uygun sağlayan lökosit bütünleyicilerinin astarlanması ile sonuçlanır.
Bu protokol, nötrofil göçü incelemek için sınırlı değildir. , Monositler veya lenfositler gibi diğer lökosit tipleri kullanılabilir. Lökosit tipleri arasında farklılık olabilir lökositler emişli, yani bu adımı 4.1, unutmayın. Aynı zamanda, endotelyal hücrelerin diğer tür de kullanılabilir. Bunun için kritik kalırTNF-α ya da IL-1β gibi uygun, enflamatuar uyarılara ile endotelyal hücrelerini uyarmak için. Nötrofiller transmigrating yanıt yoksa, bir N-formil-L-metionil-L-leusil-L-fenilalanin (fMLP) ile peptit 16 ile nötrofiller kısa bir süre (5 dakika) muamele edilmesi düşünülebilir. Bu endotele uymak için onları daha eğilimli hale daha da, özellikle kendi integrinler de, nötrofiller teşvik edecek.
Tipik olarak 1 din / cm 2 akış hızı kullanılır. Bu akış hızı post-kapiller venüllerin, en lökosit transendoteliyal göç 17 oluşur sitelerinde ölçülür. Tarif edilen akış odaları kullanılarak, 10 din / cm 2 akış hızı kadar artırmak mümkündür. Bununla birlikte, daha da geliştirmek için kesme tavsiye edilmez. Bu akış odasından hücrelerin tüp ve dekolmanı istenmeyen sızıntısına neden olabilir.
Şekil 3 içinde tarif edilen sonuçlar, bu göstermektedirantikorlar görselleştirmek ve lökosit diyapedezin sırasında endotel hücre-hücre birleşme bölgesinin dinamikleri üzerinde çalışmak için de kullanılabilir. Özellikle, mevcut göçü deneylerinde ek olarak, bu iletişim kuralı, gerçek zamanlı olarak fizyolojik akış şartları altında hücre üzerinden taşıma arası paraselüler ayırt sağlar. Antikorlar, hücre-hücre kavşaklar leke dolayı, bir / PECAM-1-kaderin the VE pozitif olmayan karşı VE-cadherin / PECAM-1 ile pozitif bağlantı yerlerine çapraz lökosit sayısı tam olabilir. Bu şekilde, transselüler göç paraselüler göç ayırt edilebilir.
Bu çalışmada kullanılan PECAM-1 antikoru, ikinci hücre-dışı domenine karşı yöneliktir: Bu antikorlar bağlanan proteinlerin işlevine müdahale etmeyen olduğunu vurgulamak önemlidir. Antikor en az vermediği anlamına yayma veya bir tek tabaka oluşturan herhangi bir bozukluğun göstermedi antikorun mevcudiyetinde kaplandı Endotel hücreleri,endotel hücreleri arasındaki homotipik etkileşimleri ile müdahale. buna ek olarak, her iki antikorun endotel tek tabaka boyunca göç etme yeteneği nötrofillerin bozmamaktadır. Buna ek olarak, ya da yokluğunda, antikorların varlığında endotel tek tabaka üzerinde göç etmek nötrofil sayısının (veriler gösterilmemiştir) değişmez. Önemlisi, odaklı lazer tarama mikroskopisi bize aynı anda farklı floresan kanalları ve DIC kayıt imkanı verir.
Bir nötrofil endotel hücre-hücre birleşme yerini geçer ve lökosit hücre üzerinden karşı, diğer, yani paraselüler üzerinden bir yol tercih anlamak yardımcı olacaktır Dolayısıyla, bu deney aynı zamanda VE-cadherin ve PECAM-1 dinamiğini çalışmak sağlar.
The authors have no competing financial interests.
The authors thank Dr. P.L. Hordijk for critically reading the manuscript. AED is supported by a Landsteiner Foundation for Blood Transfusion Research (LSBR) fellowship (grant #1028). JK is supported by the Dutch Heart Foundation (2005T3901). JDvB is a NHS Dekker fellow (grant #2005T039).
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description | |
μ-Slide VI | IBIDI | 80606 | Flow-chamber | |
0.45 μm filter | Whatman/GE Lifesciences | 10462100 | ||
1 mL syringe | BD Plastipak | 300013 | ||
20 mL syringe | BD Discardit II | 366296 | ||
21G needle | BD Microlance | 301155 | ||
Albumin | Sanquin | 15522644 | ||
Ammunium chloride (NH4Cl) | Merck | 1009245000 | ||
Calcium chloride (CaCl2) | Sigma-Aldrich | 449709 | ||
EBM-2 Basal medium + EGM-2 SingleQuot Kit Suppl. & Growth Factors | Lonza | CC-3156 + CC-4176 | media | |
EDTA (Titriplex III) | Merck | 1370041000 | ||
Falcon tubes | Corning Life Sciences | 352096 | ||
Fibronectin | Sigma-Aldrich | F1141-2MG | FN | |
Glucose | Sigma-Aldrich | G7528 | ||
HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | ||
In-line Luer Injection port | IBIDI | 10820 | ||
Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4.7H2O) | Merck | 105886 | ||
PECAM-1-ALEXA-647 | BD Pharmingen | 561654 | clone WM59 stock concentration 0.1mg/mL | |
Percoll | GE Healthcare Life Sciences | 17-0891-09 | ||
Phosphate Buffered Saline | Fresenius Kabi Nederland | M090001/01NL | PBS | |
Potassium chloride (KCl) | Sigma-Aldrich | P9541 | ||
Potassium hydrogen carbonate (KHCO3) | Merck | 1048540500 | ||
Potassium phosphate dibasic trihydrate (K2HPO4) | Sigma-Aldrich | P5504 | ||
Silicone Tygon 3350 tubing | VWR | 228-4331 | tubing | |
Sodium chloride (NaCl) | Calbiochem (Millipore) | 567441 | ||
Syringe pump | Harvard Apparatus | model number 55-5920 | ||
TNFα | Peprotech | 300-01A | tumor necrosis factor | |
trisodium citrate | Merck | 1.06447.5000 | TNC | |
Vacuettes | Greiner, Germany | 980044 | ||
VE-Cadherin-FITC | BD Pharmingen | 560411 | clone 55-7H1 | stock concentration 0.5mg/mL |
Zeiss LSM510 META | Carl Zeiss MicroImaging, Jena, Germany | |||
Zen Software 2008 | Carl Zeiss MicroImaging, Jena, Germany |
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