Analisi rapida e robusta di Cellulare e Molecolare polarizzazione indotta da chemochine Signaling
Summary
Chemokine signaling elicits marked alterations of cellular morphology and some important redistributions of intracellular proteins. Here, a rapid and detailed protocol is provided to study these events.
Abstract
Le cellule rispondono alla stimolazione chemochine, perdendo la loro forma rotonda in una polarizzazione processo chiamato, e alterando la localizzazione subcellulare di molte proteine. Tecniche di imaging classici sono stati usati per studiare questi fenomeni. Tuttavia, hanno richiesto l'acquisizione manuale di molte cellule seguite da tempo quantificazione della morfologia e la co-localizzazione della colorazione di decine di cellule. Qui, un metodo rapido e potente è descritto per studiare questi fenomeni su campioni costituiti da diverse migliaia di cellule usando un flusso di imaging citometria tecnologia che combina i vantaggi di un microscopio con quelle di un citometro. Utilizzando linfociti T stimolate con CCL19 e colorazione per le molecole MHC di classe I e actina filamentosa, una strategia di gating è presentato per misurare simultaneamente il grado di alterazioni di forma e la misura di co-localizzazione di marcatori che sono affetti da segnalazione CCL19. Inoltre, questa strategia ci ha permesso di gating Observe la segregazione di actina filamentosa (nella parte anteriore) e fosforilata proteine Ezrin-radixina-Moesin (fosfo-ERM) (nella parte posteriore) in cellule T polarizzate dopo la stimolazione CXCL12. Questa tecnica è anche utile per osservare l'effetto di blocco sulla polarizzazione di due elementi differenti: inibizione della polimerizzazione mediante un inibitore farmacologico ed espressione dei mutanti del Par6 / atipica PKC percorso di segnalazione. Così, la prova viene dimostrato che questa tecnica è utile per analizzare sia le alterazioni morfologiche e redistribuzioni di proteine.
Introduction
Chemochine sono piccole proteine solubili che attirano le cellule a posizioni specializzate 1. Pertanto, partecipano al corretto posizionamento delle cellule in tessuti, una funzione cruciale per lo sviluppo e la fisiologia. Il sistema immunitario non fa eccezione a questa regola in quanto si basa sull'azione di molti diversi tipi di cellule che agiscono di concerto per montare una risposta immunitaria efficace. Controllando la posizione specifica di un tipo di cellula immunitaria in un dato stato, chemochine sono pre-preliminare antigeni estranei possono essere rilevati e neutralizzati.
In linfociti T in particolare, chemochine si legano a specifici recettori di superficie che, dopo l'impegno, suscitano molti segnali intracellulari (aumento di calcio, ERK fosforilazione, attivazione Rho GTPasi, aumento delle integrine affinità e citoscheletro alterazioni) che favoriscono la motilità cellulare T 2,3. A livello cellulare, si possono osservare alterazioni morfologiche indotte dopo stimolazione chemochine.Questi cambiamenti nella forma delle cellule sono particolarmente drammatica in cellule T: cellule T riposo hanno una morfologia rotonda tallone-come quando si viaggia nel flusso sanguigno. Tuttavia, il rilevamento della presenza di chemochine in siti infiammatori o in prossimità degli organi linfoidi sta per cambiare la forma delle cellule T che ora adottano una tipica morfologia "hand-mirror" costituito da un modulo bipolare: un bordo d'attacco al fronte e un bordo di uscita, o uropod, sul retro 4. Inoltre, componenti intracellulari possono dividersi in queste due regioni opposte di una cellula T polarizzata per sostenere la migrazione. Ad esempio, i filamenti di actina polimerizzazione aumenta su chemochine stimolazione 5 e actina polimerizzata accumula nella parte anteriore di una T cellule polarizzate 2. D'altra parte, diverse proteine, come le proteine fosforilate della Ezrin-radixina-Moesin (ERM) famiglia che collegano la membrana plasmatica della corticale citoscheletro F-actina, ri-localizzano al uropod di polarizzataCellule T 6. È interessante notare che, noi e altri hanno dimostrato che questo processo di polarizzazione è necessario per la migrazione delle cellule T. Infatti, qualsiasi trattamento che interferisce con la polarizzazione inibisce la motilità cellulare. Per esempio, l'inibizione dell'attività dei membri della proteina atipica chinasi C (PKC) famiglia, polarizzazione cellulare PKCζ e PKCι blocchi T e il loro processo di scansione migratoria delle cellule dendritiche 7. Polarizzazione delle cellule T è anche regolato da Rho GTPasi. Abbiamo dimostrato che la modulazione dell'attività RhoA dalla proteina Fam65b recentemente descritta interferisce con i cambiamenti nella morfologia delle cellule T e la loro capacità di migrare in un saggio Transwell 6. Come polarizzazione è un passo prerequisito per la motilità cellulare, è quindi essenziale essere in grado di quantificare come lettura principale di risposte chemochine. Alterazioni di forma delle cellule sono stati precedentemente misurati manualmente 8. Tuttavia, questo tipo di quantificazione è molto in termini di tempo, in modo che di solito solo pochidecine di cellule sono presi in considerazione.
Qui, un nuovo metodo viene presentato per quantificare rapidamente il grado di alterazioni forma di T linfociti esposti a chemochine stimolazione. Un flusso di imaging citometria tecnologia (vedere Tabella di reagenti specifici / Equipment) viene utilizzato, che combina i vantaggi di un citofluorimetro e un microscopio 9 quantificare efficacemente la quantità di cellule polarizzate in diverse condizioni di stimolazione chemochine. Oltre alla quantificazione delle alterazioni morfologiche che si può misurare robusta con questa tecnologia, è anche possibile valutare le variazioni di localizzazione subcellulare di alcune proteine su segnalazione chemochine.
Protocol
Representative Results
Discussion
Usando una tecnologia recente del flusso di imaging citometria, una strategia rapida ed informativo gating per analizzare gli eventi cellulari e molecolari indotti dalla stimolazione chemochine è presentato. Da un unico esperimento, si possono ottenere due tipi principali di informazioni: le variazioni di morfologia cellulare indotta da chemochine stimolazione e la distribuzione subcellulare di proteine differenti durante il processo di polarizzazione. È interessante notare che la prova è prevista anche la poss…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori riconoscono notevolmente Pierre Bourdoncle, Thomas Guilbert e Louise Rimbault dello strumento Cochin Imaging. Questo lavoro è stato sostenuto da Inserm, CNRS e Ligue Nationale contre le Cancer (Equipe labellisée).
Materials
| Name of the material/Equipment | Company | Catalog number | Comments/Description (optional) |
| RPMI | Gibco | 61870-010 | |
| Human serum AB | PAA | C11-021 | Pre-heat to inactivate the complement. |
| Fetal calf serum | PAN Biotech | P30-3300 | Pre-heat to inactivate the complement. |
| Human T cell nucleofactor kit | Lonza | VCA-1002 | |
| Murine IL7 | Peprotech | 217-17 | |
| HBSS | Gibco | 14025-050 | Warm in 37 °C water bath before use. |
| Hepes | Gibco | 15630-056 | |
| Murine CCL19 | Peprotech | 250-27B | Aliquots are thawed on ice before adding the chemokine to the cells. |
| Human CCL19 | Peprotech | 300-29B | Aliquots are thawed on ice before adding the chemokine to the cells. |
| Human CXCL12 | Peprotech | 300-28A | Aliquots are thawed on ice before adding the chemokine to the cells. This chemokine can also be used on mouse T cells. |
| PFA | Electron Microscopy Sciences | 157-8-100 | This is a 8 % PFA solution in water. Mix volume to volume with 2X PBS to obtain a 4 % PFA solution in PBS. |
| BSA | Sigma | A3059 | |
| Saponin | Fluka | 84510 | |
| Alexa Fluor 594 phalloidin | Invitrogen | A12381 | |
| FITC-anti-HLA-ABC antibody | Beckman Coulter | IM1838 | clone B9.12.1 |
| Anti-P-ERM antibody | Cell Signaling Technology | 3149P | |
| ImageStreamx Mark II | Amnis |
References
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