Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokol, canlı bağışıklık ve bağışıklık dışı popülasyonların fare akciğerinden kararlı bir durumda ve grip enfeksiyonunu takiben izolasyonunu detaylandırır. Ayrıca epitelyal ve miyeloid hücre alt kümelerini tanımlamak için geçit stratejileri sağlar.
Akciğerler sürekli olarak patojenlere ve diğer zararlı çevresel uyaranlara maruz kalır ve bu da onu hasara, işlev bozukluğuna ve hastalık gelişimine karşı savunmasız hale getirir. Solunum yolu enfeksiyonu, alerji, fibroz ve kanserin fare modellerini kullanan çalışmalar, hastalığın ilerleme mekanizmalarını ortaya çıkarmak ve terapötik hedefleri belirlemek için kritik öneme sahiptir. Bununla birlikte, fare akciğerine odaklanan çoğu çalışma, her iki popülasyonun aynı anda yerine bağışıklık hücrelerinin veya epitel hücrelerinin izolasyonuna öncelik verir. Burada, akış sitometrisi ve floresanla aktive edilen hücre sınıflandırması için uygun olan hem bağışıklık hem de bağışıklık dışı popülasyonların kapsamlı bir tek hücreli süspansiyonunu hazırlamak için bir yöntem açıklıyoruz. Bu popülasyonlar epitel hücreleri, endotel hücreleri, fibroblastlar ve çeşitli miyeloid hücre alt kümelerini içerir. Bu protokol bronkoalveoler lavaj ve ardından akciğerlerin dispas ile şişirilmesini gerektirir. Akciğerler daha sonra bir liberaz karışımı içinde sindirilir. Bu işleme yöntemi, çeşitli hücre tiplerini serbest bırakır ve bir filtreye karşı manuel ayrışma gerektirmeyen tek hücreli bir süspansiyon ile sonuçlanır, hücre sağkalımını teşvik eder ve aşağı akış analizleri için yüksek sayıda canlı hücre verir. Bu protokolde, hem naif hem de influenza ile enfekte akciğerlerde epitelyal ve miyeloid hücre alt kümeleri için geçit şemaları da tanımlıyoruz. Canlı immün ve immün olmayan hücrelerin eşzamanlı izolasyonu, hücreler arası karışmayı sorgulamak ve sağlık ve hastalıkta akciğer biyolojisi hakkında daha derin bir anlayış kazanmak için anahtardır.
Akciğer, hava yolları, alveoller ve interstisyumdan oluşur. İmmün ve immün olmayan hücreler, hem homeostatik akciğer fonksiyonuna (gaz değişimi) hem de viral enfeksiyon gibi çevresel hakaretlere karşı konak savunmasına katkıda bulunmak için bu bölmelerde bulunur. Büyük ve küçük hava yolları veya bronşlar ve bronşiyoller, epitel hücreleri ile kaplıdır. Bu bölgelerdeki baskın epitel hücreleri, koruyucu moleküllerin salgılanmasından ve mukosiliyer klirensinkolaylaştırılmasından sorumlu olan kulüp ve siliyer hücrelerdir 1. Alveoller, akciğerdeki en distal yapılardır ve iki epitel hücre tipi, alveolar tip I hücreler (ATI'ler) ve alveolar tip II hücreler (ATII'ler) ile kaplıdır. ATI'ler gaz değişiminden sorumludur ve ATII'ler uygun yüzey gerilimini sağlamak için yüzey aktif maddeleri salgılar ve geri dönüştürür 2,3. ATII'ler kendi kendini yeniler ve ayrıca özellikle akciğer hasarından sonra önemli bir rol olan ATI'lere farklılaşabilir4. Ek olarak, ATII'ler, alveolar nişi dolduran ana bağışıklık hücresi tipi olan alveolar makrofajlar ('ler) için destekleyici bir niş sağlar5,6. Epitelin ötesinde, fibroblastlar, endotel hücreleri ve interstisyel makrofajlar (IM'ler) (hem sinir hem de damarla ilişkili olabilir) interstisyum 7,8,9,10'u içerir. Enfeksiyon ve yaralanmaya yanıt olarak, çok sayıda akciğer hücresi ölür ve monositler ve nötrofiller dahil olmak üzere bağışıklık hücreleri dokuya sızar11,12. Akciğere sızan monositler makrofajlara farklılaşır ve makrofaj bölmesine uzun süreli katkıda bulunabilir13.
Fare akciğerinden tek hücreli süspansiyonlar hazırlamak için mevcut yöntemler genellikle kollajenaz bazlıdır ve dokunun fiziksel olarak ayrışmasını gerektirir14. Bu, düşük sayıda canlı bağışıklık dışı hücre popülasyonu ile sonuçlanabilir. Epitel hücrelerini izole etmek için bazı protokoller dispaz bazlıdır ve daha yüksek oranlarda canlı epitel hücresi verir; Bununla birlikte, bu protokoller genellikle bağışıklık hücresi verimlerini ve canlılığını araştırmaz 15,16,17. Akış sitometrisi, sindirilmiş bir doku içindeki hücre popülasyonlarını ayırt etmek için kullanılan yaygın bir yöntemdir. Başlangıçta,'ler, IM'ler, monositler ve nötrofiller için akış sitometrisi geçiti açıkça tanımlanmıştır. Bununla birlikte, iltihaplanma sırasında, makrofajlara farklılaşan sızan monositlerin yüzey işaretleyici ekspresyonundaki süreklilik nedeniyle geçit işlemi değişken ve yorumlanması zor hale gelir. Bu nedenle, burada sunulan protokol, enfeksiyonu takiben ilgilenilen miyeloid hücre popülasyonlarını tanımlamak için geçit stratejilerini de özetlemektedir.
Akciğer epitel ve miyeloid hücrelerinin sağlam bir şekilde ayrılması, homeostatik ve inflamatuar fonksiyonlarını ayırt etmek için gereklidir. Bu hücre bölmelerini paralel olarak izole etmek için bir yöntem, hem sağlığı koruyan hem de hastalığa neden olan anahtar hücre tiplerinin aşağı akış analizlerini mümkün kılacaktır. Bu protokolün iş akışına şematik bir genel bakış Şekil 1'de bulunabilir.
Bu protokol, Harvard Tıp Okulu'ndaki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nin yönergelerine uygundur (Hibe numaraları: R35GM150816 ve P30DK043351). Deneyler için 8-12 haftalık dişi C57BL / 6J fareleri kullanıldı. Bu protokol aynı zamanda erkek fareler için de uygundur. Bu çalışmada kullanılan reaktiflerin ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosunda verilmiştir.
1. Malzemelerin hazırlanması
2. Akciğerlerin toplanması
3. Akciğerleri sindirmek
4. Tek hücreli süspansiyonun hazırlanması
5. Akış sitometrisi ve aşağı akış analizleri
Başarılı bir sindirim, %90-95 canlılığa sahip yaklaşık 20-25 milyon hücre ile sonuçlanacaktır. Akciğerin %8'lik bir kısmına yaklaşık 25.000 sayma boncuğu eklenirse, boncuklar toplanan olayların %1-3'ünü tehlikeye atmalıdır. Singletler üzerinde geçit yaptıktan sonra, hücrelerin yaklaşık% 90 -% 95'i Zombie Aqua negatif olmalıdır (canlılığı gösterir) (Şekil 2A, Şekil 3A).
Bu protokol, fare başına yaklaşık 20-25 milyon hücreyi %90-95 canlılıkla izole eden bir fare akciğer sindirimini ana hatlarıyla belirtir. Ayrıca daha fazla analiz için BALB'nin toplanmasına izin verir. Elde edilen hücre süspansiyonu, hücreleri dizileme veya hücre kültürü için izole etmek için akış sitometrisi ve floresanla aktive edilen hücre sınıflandırması dahil olmak üzere çoklu laboratuvar teknikleriyle uyumludur. Kısaca perfüzyondan sonra BALF toplan?...
Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.
Bu çalışma kısmen Ulusal Sağlık Enstitüleri (R35GM150816 ve P30DK043351), Charles H. Hood Vakfı ve Harvard Kök Hücre Enstitüsü'nden alınan hibelerle desteklenmiştir. Alexander Mann'a ve Franklin laboratuvarının diğer tüm üyelerine, akış sitometrisi, geçit şemaları ve analizlerinin tasarlanması ve iyileştirilmesindeki yardımları ve tavsiyeleri için teşekkür ederiz. Ayrıca Harvard Tıp Okulu'ndaki İmmünoloji Akış Sitometrisi Çekirdeğine de teşekkür ederiz. Flow sitometri analizi FlowJo kullanılarak yapıldı. Şekil şemaları BioRender kullanılarak oluşturulmuştur.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 mL syringe with Slip Tip | VWR | BD309659 | |
1.7 mL microcentrifuge tube | DOT Scientific | RN1700-GMT | |
10 mL pipettes (disposable) | Fisher Scientific | 12-567-603 | |
10 mL Syringe with BD Luer-Lok Tip | VWR | 75846-756 | |
123 count eBeads Counting Beads | Thermo Scientific | 01-1234-42 | |
12-channel pipette (30-300ul) | USA Scientific | 7112-3300 | |
16% paraformaldehyde | VWR | 100503-917 | |
23 G needle with regular bevel | VWR | 305194 | |
27 G needle with regular bevel | VWR | BD305109 | |
5 mL pipettes (disposable) | Thermo Fisher Scientific | 170373 | |
50 mL centrifuge tubes | Olympus | 28-108 | |
96-well round bottom plate | Corning | 3797 | |
ACK lysing buffer | Gibco | A100492-01 | |
Alexa Fluor 488 anti-mouse CD11c | BioLegend | 117311 | |
Anti-F4/80 Rat Monoclonal Antibody (PE (Phycoerythrin)/Cy7) | BioLegend | 123114 | |
APC anti-mouse CD64 (FcγRI) | BioLegend | 139306 | |
APC/Cyanine7 anti-mouse CD45 | BioLegend | 103115 | |
BD Insyte Autoguard Shielded IV Catheters | VWR | 381423 | |
Brilliant Violet 421 anti-mouse I-A/I-E (MHC-II) | BioLegend | 107632 | |
Brilliant Violet 421 anti-mouse/human CD11b | BioLegend | 101235 | |
Brilliant Violet 605 anti-mouse Ly-6C | BioLegend | 128036 | |
Brilliant Violet 711 anti-mouse CD45 | BioLegend | 103147 | |
C57BL/6J mice | Jackson Laboratories | ||
Cd140a (PDGFRA) Monoclonal Antibody (APA5), PE-Cyanine7, eBioscience | Life Technologies | 25-1401-82 | |
CD170 (Siglec F) Monoclonal Antibody (1RNM44N), PE | Life Technologies | 12170280 | |
Cell strainers | Corning | 352350 | |
Centrifuge | Eppenodorf | Centrifuge 5910R | |
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (DNase) | Millipore Sigma | DN25-100MG | Reconstituted at 20 mg/mL in DPBS as stock solution stored at -20 °C |
Dispase | VWR | 76176-668 | Thawed once and stored as 1mL aliquots at -20 °C |
Dissection forceps (Dumont #7) | Fine Science Tools | 11297-00 | |
Dissection scissors | Fine Science Tools | 14060-09 | |
DPBS | Thermo Fisher Scientific | 14190250 | |
eBioscience fixation kit | Life Technologies | 00-5523-00 | |
EDTA | Life Technologies | AM9260G | |
Ethanol | VWR | TX89125170HU | |
FBS | GeminiBio | 100-106 | Thawed once and heat-inactivated before long-term storage as aliquots at -20 °C |
FITC anti-mouse CD31 Antibody | BioLegend | 102406 | |
Gibco RPMI 1640 Medium | Fisher Scientific | 11-875-093 | |
Glass slides | Fisher Scientific | 12-552-3 | |
graduated reservoir | USA Scientific | 1930-2235 | |
Ice bucket | Corning | 432128 | |
Ketamine hydrocholoride injection (100 mg/mL) | Dechra | Ketamine and xyalazine euthanization mixture can be kept at 30 mg/mL ketamine hydrochloride and 4.5mg/mL xylazine in sterile DPBS for up to one month. | |
Liberase | Millipore Sigma | 5401119001 | Reconstituted at 5 mg/mL in DPBS as stock solution stored at -20 °C |
Lids for 96-well plates | Fisher Scientific | 07-201-731 | |
Orbital Incubator Shaker | Barnstead Lab-Line | SHKE4000 | |
p1000 pipette | Eppenodorf | 3123000063 | |
p1000 tips | USA Scientific | 1122-1830 | |
p200 pipette | Eppenodorf | 3123000055 | |
p200 tips | USA Scientific | 1110-1700 | |
PE anti-mouse CD326 (Ep-CAM) | BioLegend | 118206 | |
PerCP/Cyanine5.5 anti-mouse CD104 Antibody | BioLegend | 123614 | |
PerCP/Cyanine5.5 anti-mouse Ly-6G | BioLegend | 127616 | |
Pipet-Aid | Drummond | 4-000-101 | |
Purified anti-mouse CD16/32 | BioLegend | 101302 | Referred to as "Fc block" in text |
Spray bottle | VWR | 23609-182 | |
Suture (Size 2-0) | VWR | 100190-026 | |
Underpads | VWR | 56617-014 | |
Xysed (xylazine 100mg/mL) | Pivetal | See ketamine hydrocholoride notes above. | |
Zombie Aqua Fixable Viability Kit | BioLegend | 423102 |
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