Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Plazma zarından dökülen mikro-parçacıklar, hücresel efektörler olarak işlev görür. Dalak mikro-parçacıkları (SMV'ler) patofizyolojik durumların vekil belirteçleridir. Sıçanlarda ve farelerde, SMV içeriği ve özellikleri yaşlanmayı veya iltihabı karakterize eder ve sitoprotektif tedavilerle değiştirilir, bu da onları klinik öncesi araştırmalar için değerli ancak bol miktarda izleme aracı haline getirir.
Mikroveziküller (MV'ler), proinflamatuar ve prokoagülan hücresel efektörler olarak işlev gören aktive edilmiş hücrelerin plazma zarından salınan mikron altı fragmanlardır. Sıçanlarda, dalak MV'leri (SMV'ler) patofizyolojik durumların vekil belirteçleridir. Önceki in vitro çalışmalar, önemli bir periodontal patojen olan Porphyromonas gingivalis'in (P. gingivalis) endotel dökülmesini ve apoptozu mümkün kıldığını, lipopolisakkaritin (LPS) ise splenosit kaynaklı mikro-parçacıkların (SMV'ler) dökülmesini desteklediğini göstermiştir. İn vivo çalışmalar, SMV dökülmesinin farmakolojik kontrolünün fizibilitesini göstermiştir. Bu protokol, splenik SMV'lerin P. gingivalis akut murin enfeksiyonu modelinden izole edilmesi için standart bir prosedür oluşturmaktadır. P. gingivalis enfeksiyonu genç C57BL / 6 farelerde intraperitoneal enjeksiyon ile indüklenmiştir (haftada 5 x 107 bakteri üç enjeksiyonu). İki hafta sonra dalaklar toplandı, tartıldı ve splenositler sayıldı. SMV'ler protein, RNA ve protrombinaz testleri ile izole edildi ve ölçüldü. Hücre canlılığı, propidyum iyodür veya tripan mavisi dışlama boyaları ile değerlendirildi. Splenosit ekstraksiyonunu takiben, 24 saatlik splenosit kültüründen sonra akış sitometrisi ile nötrofil sayıları elde edildi. P. gingivalis enjekte edilen farelerde, dalak ağırlığında 2.5 kat artış ve splenosit sayısında 2.3 kat artış gözlenirken, nötrofil sayısı 40 kat artmıştır. P. gingivalis enjekte edilen farelerden elde edilen splenositlerin hücre canlılığı %75-96 arasında değişmiş ve maruz kalmayan kontrollere kıyasla anlamlı bir fark olmaksızın 24 saatlik kültürden sonra %50 oranında azalmıştır. Bununla birlikte, enjekte edilen farelerden alınan splenositler, protrombinaz testi veya protein ölçümleri ile daha yüksek miktarda MV döker. Veriler, prokoagülan SMV'lerin intraperitoneal P. gingivalis enfeksiyonuna erken dalak yanıtını değerlendirmek için güvenilir araçlar olduğunu göstermektedir.
Mikropartiküller veya ektozomlar olarak da adlandırılan mikroveziküller (MV'ler), çeşitli hücre uyaranlarına yanıt olarak vücut sıvılarında ve hücre dışı boşlukta salınan 0.1-1.0 μm çapında plazma zarı parçalarıdır. İlk olarak, çoğunlukla fosfatidilserin (PSer) olmak üzere prokoagülan fosfolipidleri açığa çıkaran trombosit tozu olarak tanımlanan MV'ler, kan pıhtılaşma komplekslerinin 1,2 montajı için ek bir yüzey oluşturur. Prokoagülan efektörler olarak dolaşımdaki MV'lerin anahtar rolü, disfonksiyonel PSer maruziyetine ve kanamaya yol açan nadir bir genetik hastalık olan Scott sendromu2 olan hastalarda gösterilmiştir (Ek Şekil 1). MV'ler, diyabet, kronik böbrek hastalığı, preeklampsi ve hipertansiyon gibi kardiyovasküler bozukluklarla ilişkili kronik hastalıklarda trombotik riskin dolaşımdaki biyobelirteçleri olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir 3,4. Şu anda miyokard1 gibi sıvılarda veya organ dokularında gerçek hücresel efektörler olarak kabul edilmektedirler. Aktif proteinleri, lipitleri ve miRNA'yı taşıdıkları için hemostaz, iltihaplanma, vasküler anjiyogenez ve vasküler büyüme veya doku yeniden şekillenmesi gibi vasküler tepkileri uzaktan modüle ederler5.
Klinik çalışmalarda MV'lerin risk faktörleri açısından prognoz değeri incelenirken, hastanın sıvılarından veya dokusundan izole edilen MV'ler efektör özelliklerinin ex vivo olarak değerlendirilmesine olanak sağlamaktadır6. MV biyogenezini ve çapraz konuşma yeteneklerini yöneten mekanizmaların deşifre edilmesi, genellikle hücre kültürü modellerinde, MV'ler tarafından maruz kalan veya içinde kapsüllenen aktif molekülleri ve bunların aşağı akış sinyalizasyonunu tanımlamak için gerçekleştirilir. Hedef hücrelerle MV etkileşimleri, uygun karşı ligandlar mevcut olduğunda membran protein/protein bağlanmasına ve/veya lipid füzyonunabağlı olacaktır 7.
Fizyolojik koşullar altında, plazmada dolaşan MV'ler, soy kümesi farklılaşma belirteçleri (CD)8,9 tarafından tanımlandığı gibi, çoğunlukla vasküler hücrelerden kaynaklanır. Bununla birlikte, patolojide, özellikle kanser10 ve greft reddi 11,12'de, MV'ler hasarlı dokudan dökülür ve zararlı prokoagülan ve proinflamatuar özellikler taşır. Bunlar sistemik dolaşımda tespit edilir, bu da onları koruyucu veya gençleştirme tedavilerini ve olası farmakolojik hedefleri izlemek için yararlı problar haline getirir13. MV'ler sağlık ve hastalıkta vasküler ve doku hücre homeostazını yansıtan dinamik bir depolama havuzu olarak dolaştığından, küçük hayvanlarda IV enjeksiyonu veya nazal damlatmadan sonra uzaktan etkilerinin daha iyi anlaşılması da in vivo olarak araştırılmalıdır14,15. Gerçekten de, MV'lerin abartılı inflamasyon ve trombozu birleştiren karmaşık yollara önemli katkıda bulunduğu düşünülmektedir16.
Periodontitis, diş destek dokularını etkileyen enfeksiyöz kökenli inflamatuar bir hastalıktır17,18 ve trombotik risk ile ilişkilidir. Diş eti kanaması, alveol kemiği harabiyeti, diş hareketliliği ile karakterizedir ve sonuçta diş kaybına yol açabilir. Periodontitis dünya çapında oldukça yaygındır ve nüfusun %50'sinden fazlasını etkiler, %11'i ciddi bir form gösterir19. Periodontitis, doku yıkımını tetikleyen şiddetli bir enflamatuar yanıtı sürdüren subgingival biyofilmlerin bakteriyel disbiyozu ile indüklenir20. Son on yılda, periodontitis kardiyovasküler bozukluklar, diyabet ve romatoid artrit gibi sistemik hastalıklarla ilişkilendirilmiştir. Olası açıklamalar, periodontal patojenlerin belirli bir mesafedeki etkisi ve/veya interlökin (IL-1, IL-6) ve TNF-αgibi proinflamatuar sitokinlerin aracılık ettiği artmış sistemik inflamasyondur 21,22.
Periodontitis başlangıcı ve gelişimi ile ilişkili patojenler arasında, Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)23, lipopolisakkarit (LPS)24 dahil olmak üzere çeşitli virülans faktörlerini toplayan en şiddetli lezyonlarda bulunur ve Toll benzeri reseptör (TLR) aracılı inflamatuar yanıtlarıindükleyen 25 ve ilk enfeksiyon bölgesinde nötrofillerin ve polimorfonükleer lökositlerin (PMN'ler) alınması26. P. gingivalis'ten elde edilen LPS, TLR-4 veya TLR-2'yi aktive ederek immün tespiti ve bakteriyel sağkalımdan kaçınmayı kolaylaştırır27. Vasküler düzeyde, TLR2'nin LPS ile aktivasyonu immünotromboz ile ilişkilidir. P. gingivalis'in TLR-4'e bağlı tanıma önemli ölçüde bozulmuşken TLR-2 sinyalini uyarma konusundaki benzersiz yeteneği, kalıcı düşük dereceli enfeksiyonu desteklemektedir28,29.
Düşük dereceli patojen, kronik ve sürekli enfeksiyona MV yanıtlarını incelemek için in vivo prosedürler azdır. Sisküler MV'lerin ekstraksiyonu için metodolojik yaklaşımlar literatürde yetersiz tanımlanmıştır ve genellikle dalak kan dolaşımındaki bakteri ve virüsleri algılarken katı tümörler, karaciğer steatozu, aterotrombotik plaklar veya greftler 11,29,30 gibi patolojik dokulardan MV'lerin toplanması ile ilgilidir. Ayrıca immün yanıtta yer alan eritrositleri, trombositleri, lenfositleri, monositleri, bazofilleri ve eozinofilleri depolar. Kırmızı hamurdan elde edilen nötrofiller gibi granülositler de patojenleri yok eden ve enfeksiyonun yayılmasını önleyen reaktif oksijen türleri (ROS) ve proteazlar üretir31,32. Şaşırtıcı bir şekilde ve bildiğimiz kadarıyla, dalak MV'leri patojen kaynaklı doku hakaretleri bağlamında araştırılmamıştır. Fizyopatolojide doku MV'lerinin varyasyonlarını incelemek için küresel olarak karşılanmamış bir ihtiyaç vardır.
Laboratuvarımızdan elde edilen in vitro veriler, LPS'nin sıçan splenositlerinden prokoagülan MV'lerin dökülmesini indüklediğini ve bunun da kültürlenmiş koroner endotel hücrelerinin yaşlanmasını ve ardışık bir proinflamatuar ve proinflamatuar prokoagülan endotel fenotipini11 tetiklediğini gösterdi. Dalak MV'lerinin farmakolojik kontrolünün fizibilitesi, hayvanın optimize edilmiş bir omega-3 formülü ile tedavi edilmesinden sonra daha da gösterilmiştir. Orta yaşlı ve yaşlı sıçanların oral gavajının, hem prokoagülan MV'lerin splenositlerden dökülmesine hem de koroner endotelyuma doğru prosenan zararlı özelliklerine karşı koruyucu olduğu bulunmuştur33.
Kanla karşılaştırıldığında, dalak bir bireyde önemli bir lökosit kaynağı olma avantajını sunar. Ek olarak, yakın zamanda bir dalak-kardiyak eksen önerilmiştir 3,34, bu da dalağı farmakolojik kontrol için faydalı ilgi gören enfeksiyonla ilişkili kardiyovasküler riske olası bir katkıda bulunur. SMV'lerin özelliklerinin veya salınımının değerlendirilmesi, patojen kaynaklı veya inflamatuar yanıtların anlaşılmasında anahtardır. İlginç bir şekilde, tedavi edilen hayvanlarda ve farklı fizyopatolojik modellerde (yaş, hipertansiyon, diyabet) elde edilebilir. Gerçekten de, orta yaşlı ve yaşlı sıçanlar33 karşılaştırılarak, dalak MV'lerinin özellikleri ve salınımındaki farklılıklar, basit bir 24 saatlik splenosit kültürünün ardından kanıtlanabilir.
Sıçanlarda dalak MV'lerinin efektör özelliklerinin fizyopatolojik durum ve farmakolojik kontrollerinin fizibilitesi ile değiştiğine dair yukarıdaki kanıtlar göz önüne alındığında, burada murin dalağı MV'lerinin izolasyonu için standartlaştırılmış bir protokol açıklanmaktadır. Prosedür, SMV'lerin aracılı etkilerini destekleyen in vivo mekanizmaların, sonunda mühendislik farelerinde derinlemesine araştırılmasına daha iyi uyacaktır. Prosedür, patojenin dalak MV (SMV) efektör özellikleri üzerindeki uzak etkisinin kanıtını oluşturmak için P. gingivalis tarafından lokal intraperitoneal enfeksiyon kullanılarak C57BL/6 farelerinde oluşturulmuştur.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Tüm deneysel protokoller, yerel Etik Kurul (APAFIS # 28745-2020121815051557) ve ev sahibi Üniversite ve INSERM'in hayvan bakımı tarafından onaylandı ve ilgili yönergeleri takip etti. Deneyler için 6-8 haftalık erkek Young C57BL/6 fareler kullanıldı. Fareler, ağrı ve stresi değerlendirmek için düzenli olarak incelendi ve ağırlıkları günlük olarak izlendi. Aksi belirtilmedikçe, tüm ekstraksiyon tamponları ve çözeltileri steril ve oda sıcaklığında olmalıdır.
1. Hayvan hazırlama
2. Splenositlerin ekstraksiyonu
3. Eritrositlerin ozmotik şok ile çıkarılması
4. İzole splenosit konsantrasyonunun ayarlanması
5. Splenosit mikro-parçacıklarının izolasyonu
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Sağlanan veriler, iki ana hayvan koşulu kullanılarak tüm prosedürün tam bir temsilini verir: tedavi edilmemiş genç C57BL / 6 fareleri ve 2 hafta boyunca her 2 günde bir altı intraperitoneal (IP) PG enjeksiyonuna tabi tutulan yavrularını kontrol edin. Ayrıca, 2 hafta sonra dalak yanıtı üzerinde intraperitoneal PG enjeksiyonunun uzaktan etkisini gösterirler. Splenosit mikro-parçacıkları, protrombinsaz enzimatik testi ile veya proteinleri ve RNA konsantrasyonu spektrofot...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu çalışma, dalağın, farelerde sınırlı hacimdeki kan gibi diğer kaynaklarla karşılaştırıldığında, fizyopatolojik önemi olan önemli ve güvenilir bir MV kaynağı olduğunu doğrulamaktadır. Önlem alınması şartıyla, yöntemin kurulumu kolaydır ve pahalı ekipman gerektirmez. İn vivo değerlendirmeden başka alternatif bir yol mevcut olmadığından, mevcut model, pro-ilaçların MV dökülmesi üzerindeki etkisini incelemek için değerli bir yöntem gi...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Yazarlar, dalağın karmaşık akış sitometrisi analizine uzman yardımı ve formasyonu için Service commun de cytométrie en flux'tan (Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, Strasbourg) Claudine Ebel'e ve sıçan dalak hücrelerinin etiketlenmesi konusunda ilk eğitim için Ali El Habhab'a borçludur. Deniz Karagyoz kazı yapmaya, yayın toplamaya yardım etti. Bu çalışma kısmen iki ANR hibesi COCERP (N°A17R417B), ENDOPAROMP(N°ANR-17-CE17-0024-01) ile desteklenmiştir.
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.
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