유동 세포 계측법하는 T 세포 내의 염색질의 상태를 평가하기 위해 이용 될 수있다. 이 프로토콜은 과학자 형광 히스톤 H3 항체의 평균 개화 강도 (MFI)의 증가에 의해 입증 T 세포 활성화시 염색질 decondensation의 기록을 해석 할 수 있도록
적절한 면역 반응 동안 대기 T 세포는 항원 특이 적 T 세포 수용체에 대한 항원 제시에 따라 활성화된다. 이 항원을 인식하는 수용체를 부담 만 T 세포 클론의 증식을 이끈다. 염색질 decondensation는 T 세포 활성화의 특징이며, T 세포는 항원 결합 후에 증식하는 능력을 획득하기 위해 요구된다. 염색질 응축의 변화는 히스톤 단백질에 대해 발생 된 항체를 사용하여 검출 할 수있다. 이 항체는 활성화 된 T 세포에서뿐만 아니라 그들이 할 수 나이브 T 세포에서의 항원에 결합 할 수 없습니다. 우리는 동시에 고칠 수 죽은 세포 얼룩 T 세포의 특정 표면 마커, 추적 가능성을 얼룩 및 히스톤 H3 단백질의 세포 내 염색을 통해 염색질 상태를 측정하는 방법에 대해 설명합니다. 염색 된 세포는 유세포 분석되고 염색질 응축 상태는 히스톤 H3 염색의 평균 형광 강도 (MFI)로 측정된다. ChromatT 세포의 활성화 과정에서 decondensation MFI의 증가로 입증된다
유동 세포 계측법은 세포 집단의 다수의 물리적 파라미터의 형광 분석을 위해 개발 된 레이저 기반 기술이다. 이 기술이나 세포 내 유체 스트림의 만남에 현탁 세포로서 레이저 흥분 형광 마커를 작동한다. 이 마커는 감지 광전자 증 튜브에 의해 정량화 빛을 방출한다. 유동 세포 계측법은 전통적 세포 집단을 식별하는 데 사용 되었으나, 이는 세포막의 무결성, 단백질 – 단백질 상호 작용, 단백질 거래 1-3 포함한 전지 특성의 배열을 연구 할 때 유용한 기술로 입증되었다. 우리는이 기술들은 시험 관내 (4)에서 활성화 될 때 T 세포의 염색질 상태를 검출하는데 사용될 수있는 프로토콜을 개발했다. 우리는 또한 T 세포 (5)의 활성화를 유도 염색질 decondensation의 메커니즘을 조사하기 위해이 프로토콜을 사용하고 있습니다.
T 세포 activation 및 확산은 적절한 면역 반응에 중요하다. T 세포, 면역 시스템 내 림프구의 특정 서브 세트는 적절한 면역 반응 및 면역 학적 메모리의 개발에 요구된다. 항원 (6에서 검토)의 무부하 T 세포의 세포 표면에있는 T 세포 수용체 (TCR)에 주요 호환성 착체의 컨텍스트에서 제공 될 때 활성화가 개시된다. 이는 세포의 Ca2 + 농도 (7) 및 (8-10에서 검토)의 활성화에 필요한 전사 인자의 핵 전좌의 증가 남중 T 세포 내의 동적 고도로 정렬 된 분자 일련의 이벤트를 트리거한다. 일단, T 세포는 인터루킨 -2 (IL-2), JAK (야누스 키나제) / STAT를 이용하는 강력한 성장 인자에 반응하는 능력을 획득 활성화 (신호 변환기와 전사 액티베이터) 경로가 활성화 T의 클론의 증식을 구동 셀 (11). 간략하게, IL-2 자극STAT 단백질 세포질 잠상 전사 인자의 계열의 인산화 결과. 인산화되면 STAT 단백질은 이량 화, 핵으로 이동시키다 및 세포주기 진행에 관련된 것들을 포함하는 유전자의 발현을 구동한다. T 세포, T 세포의 증식에 필요한 12,13 STAT5 통해 IL-2 신호.
활성화 된 T 세포의 클로 날 팽창을 달성하기 위해, 항원 – 결합 TCR (나이브 T 세포)를 경험하지 아니한 세포는 IL-2의 강력한 효과를 무시하는 메커니즘을 가져야한다. 이것은 염색질 상태의 규제를 통해 달성된다. 나이브 T 세포는 IL-2 자극에 응답 STAT5-DNA 결합을 금지 응축 된 염색질을 갖는다. 활성화되면, 염색질 decondenses 및 STAT5는 클론 증식 4를 허용, 표적 유전자의 프로모터에 액세스 할 수 있습니다. 흥미롭게도, 염색질 상태의 변화는 히스톤 PROTEI의 후생 유전 학적 변형에 의존하지 않는다NS (검토를 위해, 14 참조) 우리는 T 세포 활성화 4시 히스톤 수정에는 글로벌 변화를 관찰하지 않기 때문에.
이 연구를 수행하는 동안, 우리는 히스톤 단백질에 대해 제기 항체는 순진 세포에 자신의 에피토프를 액세스하는 어려움을 가지고 있다는 것을 발견,하지만 활성화에 따라 그보다 쉽게 자신의 항원 결정기 (4)를 결합 할 수 있습니다. 따라서, 히스톤에 결합하는 항체는 염색질 응축 상태를 판독 역할을한다. 여기서 우리는 방법 T 세포에서 염색질 상태를 평가하기 위해 형광 접합 된 히스톤 H3 항체를 검출하는 유동 세포 계측법을 사용하도록 제안한다. 세포 집단 내의 염색질 응축은 히스톤 H3 염색의 평균 개화 강도 (MFI)로 측정된다. 염색질의 decondensation를 나타내는 T 세포 활성화, 히스톤 H3 염색 증가 MFI, 문맥에서. 히스톤 H3 세포 염색을 통해 염색질 상태를 측정하는 이외에,이 프로토콜은 또한 incorporaTES는 세포의 소집단의 분석을 허용, 염색 및 살아있는 세포에 대한 정착 얼룩 표면.
우리는 T 세포의 염색질 응축의 평가를 허용하는 프로토콜을 개발했다. 그것은 히스톤 H3 항체는 나이브 세포에서 용이하게 그 에피토프에 액세스 할 수없는 간단한 관찰에 의존하지만, T 세포가 활성화되면, 이러한 항체는 동일한 에피토프에 결합 할 수있다. 처리 군 사이의 MFI 히스톤 H3의 염색과 비교하여, 또는 축합 decondensation의 상대적인 정도를 결정할 수있다. 우리는 흉선 세포 발달 동안 및 T 세포 활성화 4 중 상대적 응축 상태를 결정하기 위해 이러한 프로토콜을 사용했다. 우리는 또한 decondensation 과정 (5)을 제어하는 메커니즘을 조사하기 위해이 프로토콜을 사용하고 있습니다.
이 프로토콜은 염색질 응축 상태를 검출하는 히스톤 H3 항체의 사용에 의존한다. T 세포 활성화 4 동안 히스톤 변형 전역 변화가 없기 때문에, 우리는 염색질을 평가 H3K4me1 항체를 사용할 수있다이 프로토콜의 상태. 우리는 수정되지 않은 히스톤 H3에 대해 제기 항체를 사용했다; 그러나, 생성 된 신호는 매우 약하다 전체였다. 수정되지 않은 히스톤 H3에 대한 항체는 웨스턴 블롯에서 더 잘 작동하는 동안 우리의 경험에 의하면, 수정 히스톤 H3에 대해 제기 항체는 면역에 더 잘 작동하고 세포 계측법 분석 흐름. 이는 우리가 시도되지 않은 것이 있지만, 다른 히스톤 단백질에 대해 발생 된 항체를 사용하는 것이 가능하다는 것을 주목해야한다.
파마 / 벽돌과 히스톤 H3 항체 단계는 프로토콜의 가장 중요한 단계입니다. 사용 파마 / 블록 용액의 양은 스톡 파마 액 이루어질 때마다 최적화 될 필요가있다. 이것은 스톡 용액의 상이한 희석 성능을 비교함으로써 수행 될 수있다. 전형적인 실험은 3 시간 (그림 4)에 대해 활성화 된 것과 순진한 T 세포의 염색질 상태를 비교하는 과정이 수반됩니다. 하나는 위에 MFI에 가장 큰 변화를 생산 희석을 선택해야합니다시간 분석. 원액 첫번째 단계 3.5 파마 / 블록을 추가 단계 3.4 이후만큼 ml의 100 PBS + 2 %에서 세포를 재현 탁하고 의해 파마 / 블록 강도 저하 PBS + 2 %로 희석 할 수있다. 유사한 파일럿 실험은 형광 공액 히스톤 H3 항체의 항체의 새로운 배치가 표시 될 때마다 다른 희석액을 테스트하기 위해 사용되어야한다. 이러한 단계 (활성화 3 시간 이내, 예) 초기 T 세포 활성화에 축합 차이의 성공적인 검출에 특히 중요하다. 때때로, 히스톤 H3 항체로 염색하지 않습니다 때문에 투과성이 도착하지 않는 세포가있다. 이 파마 / 블록을 추가 할 때 세포가 잘 재현 탁하지 않은 경우 발생할 수 있습니다 또는 파마 / 벽돌이 지탱할 수없는 경우. 이 세포는 히스톤 H3 염색의 히스토그램을 시각화 할 때 축에 가압 이벤트로 나타납니다. 전체 MFI를 왜곡 할이 사건 이후,이 이벤트는 gatin에 의해 분석에서 생략 할 수있다G 히스톤 H3 양성 세포의 정규 분포. 추가 지원은 문제 해결 설명서 (표 1)에서 찾을 수 있습니다.
고칠 수 죽은 세포 얼룩의 포함은 분석에서 세포 생존 능력의 평가를 할 수 있습니다. 특정한 자극은 세포 사멸을 유도 할 수 있기 때문에, T 세포 활성화를 조작하는 경우에 절대적으로 중요하다. 이러한 경우, 히스톤 H3 항체 결과 오해로 이어지는 생균 다르게 사균에서 히스톤 결합 할 수있다.
이 프로토콜은 염색질 상태의 높은 처리량 분석을 가능하게, 96- 웰 플레이트 형식으로 사용하기 위해 설계된다. 6-8 주령 암컷 마우스에서 비장은 일반적 프로토콜을 사용 60-90000000 간 세포를 수득한다. 염색 프로토콜은 샘플 당 2 백만 세포를 필요로하기 때문에, 용이 한 단일 96- 웰 플레이트에 단일 비장 중으로 여러 처치 군과 시점을 분석 할 수있다. 그것은 P에있다샘플 당 더 적은 세포와 프로토콜을 erform; 그러나, 원심 분리 단계의 수와 각 단계에서 세포의 고유 손실, 훨씬하여 세포의 수를 낮추는 것이 바람직하지 않다. 우리는 성공적으로 샘플 당 1 백만 세포와 프로토콜을 완료했습니다.
우리는 CD4 + T 헬퍼 세포 및 CD8 + 세포 독성 T 세포의 염색질 상태를 검사하기 위해 사용되는 프로토콜. 프로토콜은 표준 표면 얼룩을 포함하기 때문에 가능 이루어진다. 프로토콜 용이 인구 특정 표면 마커에 대한 항체를 사용하여 다른 림프구 아 집단에서 염색질의 검사를 위해 적응 될 수있다. 이 프로토콜은 쉽게 관련 표면 마커를 인식하는 항체로 오랫동안 다른 세포 유형에 사용할 수 있고 적절한 고정 / 투과성으로 조건 알려져 있습니다 적용 할 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
이 프로젝트는 국립 보건 연구소 (5 P20 RR016461 8 P20 GM103499)에서 보조금에 의해 지원되었다, 국립 과학 재단 (National Science Foundation) (EPS-0903795). 퍼먼 대학의 연구 및 전문적인 성장과 퍼먼 이점 상에 의해 제공 또한 지원.
100mm tissue culture dish | BD Biosciences | 353003 | |
Precleaned frosted microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-343 | |
Sterile cell strainer, 70mm nylon mesh | Fisher Scientific | 22363548 | |
3mL syringe, Luer-Lok tip | BD | 309585 | |
Falcon 50mL polypropylene conical tube | Corning | 352098 | |
LIVE/DEAD fixable red dead cell stain kit | Life Technologies | L23102 | Life Technologies sells versions of this kit with different colors |
Fc Block | BD Biosciences | 553142 | |
16% paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
Triton X-100 | Fisher Scientific | BP151-100 | |
Normal rabbit serum | Sigma-Aldrich | R9133 | |
Anti-H3K4me1 antibody | Abcam | ab8895 | |
R-Phycoerythrin conjugation kit | Abcam | ab102919 | Alternatively, the LYNX rapid RPE kit from AbD Serotec can be used |