私たちは、ヒトマクロファージの生成のための簡単かつ効率的なプロトコルを提示する。バフィーコートは、二重密度勾配遠心分離によって処理され、単離された単球は、次いで、テフロンコーティングした細胞培養バッグ中でマクロファージに分化される。これは、マクロファージ収量を最大化し、その後の実験のために細胞の回収を容易にします。
人間のマクロファージは、感染症から癌に至るまで病理学的過程の過多に関与している。したがって、それらは、これらの疾患の根底にあるメカニズムを理解するための貴重なツールをもたらす。そこで、高いマクロファージの収量が得られる分化手順に続いてバフィーコートからヒト単球を単離するための簡単なプロトコルを提示する。技術は一般的に入手可能な実験装置に主に依存し、したがって、ヒトマクロファージを大量に得るための費用と時間効果的な方法を提供する。簡単に説明すると、健康な血液ドナーからのバフィーコートは、末梢血から単球を採取する二重密度勾配遠心分離にかける。これらの単球マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)の存在下で、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)テフロンコート細胞培養バッグ中で培養される。分化したマクロファージを、容易に回収し、その後の研究などの機能のために使用することができると言います。単離および分化段階の品質管理と検証のための重要な方法には、プロトコル内でハイライト表示されます。要約すると、ここで説明するプロトコルは、日常的にかつ再現性、コスト集約的なツールを必要とせずにヒトマクロファージを分離するために、科学者が可能になります。さらに、疾患モデルは、マウスのマクロファージの使用を回避する同系のヒトの系で研究することができる。
単球系統とその最終分化した派生物からの細胞-マクロファージ-開発、組織修復、および免疫力1のような多様なプロセスへの関与につながる、それらの生物学的機能に関しての著しい可塑性を示す。後者は、彼らの食細胞や先天性および適応免疫応答2の間の岐路にマクロファージを配置抗原提示能力に起因している。しかし、サイトカイン、ケモカイン、成長因子、および他のシグナル伝達分子1を分泌するそれらの能力は、それらの免疫調節機能を増強するだけでなく、それらの追加機能の基礎となるだけでなく。非微生物媒介される症状との関連でこれらの多様な活性化工程をミラーリングしようとすると、M1とM2のカテゴリ3をもたらした。この分類が完了していないが、それはマクロファージ生物学の基本的な理解が可能になります。
これらの多面的機能に起因するそれは、マクロファージが何らかの方法で組織の再構築や炎症を伴うこと多くの条件に関連付けられていることは驚くに当たりません。侵入する病原体4-6の認識およびクリアランスにおける彼らの基本的な役割の横に、マクロファージはますますアテローム性動脈硬化症、線維症、肥満症、および癌の7-10の焦点になってきた。ヒトマクロファージを生成するための再現可能な方法は、これらの病態の理解のために、したがって非常に重要です。ここでは、先に説明したように11倍密度勾配遠心分離法により、健康なドナーの末梢血からヒト単球の単離に基づいた手法を提案する。マクロファージへの分化を促進するために、単離された単球細胞は、M-CSFおよび正常ヒト血清12の低濃度の存在下でインキュベートされる。さらなる取り扱いおよび細胞収穫を容易にするために、分化は、ガス透過性FEPで行われる疎水性表面12-15テフロンコーティングされた細胞培養用バッグ。彼らはまだM1またはM2のような形式のいずれかで応答することができるように、得られた安静マクロファージアッセイの広い範囲に供することができる。このような磁気活性化細胞選別(MACS)又は遠心水簸(CCE)の逆流などの単球の単離およびその後の分化の代替的な方法は、必要な歩留まり、コスト、および時間に関するいくつかの制限があります。本明細書中に記載されるプロトコルは特別な試薬を必要とせず、標準的な実験装置を用いて行うことができるという利点を提供する( 例えば 、MACS磁気ビーズ)、または装置( 例えば 、CCE装置)と、大量の細胞の処理を可能にする。
マクロファージは、自然免疫系の重要なエフェクター細胞であり、免疫調節、抗原提示および組織恒常性において重要な機能を表示する。それらの著しい可塑性のために、彼らは彼らの表現型の変化に異なる刺激に応答することができる。マクロファージ偏光マーカーのわずか約50%が直接人体16にマウスから翻訳することができることを示す報告があるものの、マクロファージ偏光に関するデータのこれまでの多くは、マウス系で得られる。そこで、高価な材料、 例えば 、MACS磁気ビーズまたは向流遠心水簸装置を必要とせずに、ここで十分な数および純度で初代ヒトマクロファージを得るための手法を提案する。
本手法は、低conceの存在下でのFEPテフロンコーティング細胞培養バッグ中のマクロファージへのPBMCおよびその後続の分化から単球の単離に基づいているM-CSF 11-13のntrations。単球は、ヒトにおける末梢血白血球未満の5〜10%を占める一方で、刺激の際にそれらが常駐組織マクロファージまたは樹状細胞17へと分化末梢部位に補充される。サイトカインM-CSFは、単球の生存のために重要であり、マクロファージ18,19への分化を駆動します。これまでに、単球分化のために選択されたM-CSF濃度がしかし、私たちのプロトコルでは私たちはわずか2.5 / mlの12のM-CSF濃度が成熟したマクロファージの十分な数を得ることができるが、100 ng / mlの最大の範囲であった、20。さらに、細胞は、マクロファージの剥離および定義された細胞数のそれらのその後の播種を促進FEPテフロンコート細胞培養バッグ中で培養する。バッグを数回再使用することができるので、これはさらなる分離プロセスのコストを減少させる。
この手順により得られたマクロファージCD45、CD14、CD11bの、CD11cのために非常にポジティブであり、純粋な、成熟したマクロファージ21,22の人口のために主張しているマンノース受容体CD206の発現を示す。特に高いCD14発現は、M-CSF 23の存在下で分化したマクロファージに典型的である。他は目玉焼き表現型を示すが、細胞の播種後、彼らは、典型的な紡錘状の形態を示すいくつかの細胞をプラスチック表面への高速順守を表示します。これは他の著者18,22,24からの観測によるものである。
これは、M-CSFの存在下で単球分化はM2偏マクロファージ16,25につながることが報告された。しかし、私たちのプロトコルによって単離したマクロファージは、それらがプロの誘導と反応することが、腫瘍細胞26,27またはLPSに暴露された腫瘍細胞由来の微小胞と共培養への暴露を含む刺激の広い範囲に応答することができる例えば、IL-1&などの炎症性遺伝子M1-偏光されたマクロファージ3,5,28ための典型的な考えられている#946 ;,TNFα、Wnt5aのか、さまざまなマトリックスメタロ。
結論として、技術的に困難または高価な手順を必要とせずに、二重密度勾配遠心分離およびマクロファージの高い数のFEPテフロンコーティング細胞培養バッグ結果のマクロファージに向けて、その後の分化による単球を単離する。得られたマクロファージは、腫瘍細胞との共培養にLPSを介して、古典的な活性化に至るその後の分析のために利用することができる。
The authors have nothing to disclose.
著者は、ここ数年の間に彼女は常に優れた技術支援のために夫人マイクスSchaffrinskiに感謝したいと思います。
この作品は、共同研究グループ942(FOR942)内のドイツ研究会議(DFG)を通って、医学部、ゲオルク·アウグスト大学ゲッティンゲンの研究プログラムによって資金を供給された。
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 500ml 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 1.077g/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 1,131g/ml) | GE Healthcare | 17-0891-02 | |
Perfusor syringe 50ml | Braun | 8728844F | |
Phalloidin-TRITC | Sigma | P1951 | resuspend in methanol (c = 0,1 mg/ml) |
Plastic Disposable Pasteur Pipettes | LVL technologies | 2655181 | |
rh M-CSF | ImmunoTools | 11343117 | Resuspend in 500µl 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 |