כאן אנו מדווחים על פרוטוקול לכימות והתמיינות של לימפוציטים B שריר הלב בהתבסס על מיקומם בחלל התוך-וסקולרי או האנדותל באמצעות ציטומטריה של זרימה.
גוף הולך וגדל של ראיות מראה כי לימפוציטים מסוג B ממלאים תפקיד חשוב בהקשר של פיזיולוגיה של שריר הלב והסתגלות שריר הלב לפציעה. עם זאת, הספרות מדווחת על נתונים מנוגדים על שכיחות תאי B שריר הלב. דווח כי תאי B הם גם בין תאי החיסון השכיחים ביותר בלב המכרסם או שהם נוכחים, אך בשכיחות נמוכה משמעותית מתאי מיאלואידים, או שהם נדירים למדי. באופן דומה, מספר קבוצות תיארו כי מספר תאי B שריר הלב עולה לאחר פגיעה איסכמית חריפה בשריר הלב, אך קבוצה אחת לא דיווחה על שינויים במספר תאי B של שריר הלב הפגוע. יישום שיטה משותפת הניתנת לשחזור כדי להעריך את השכיחות של תאי B שריר הלב הוא קריטי כדי ליצור הרמוניה בין תצפיות מקבוצות מחקר שונות ובכך לקדם את קידום המחקר של אינטראקציות שריר הלב של תאי B. בהתבסס על הניסיון שלנו, התצפיות המנוגדות לכאורה המדווחות בספרות נובעות ככל הנראה מהעובדה שתאי B של שריר הלב הם ברובם תוך-וסקולריים ומחוברים לאנדותל המיקרו-וסקולרי. לכן, מספר תאי B שהתאוששו מלב מורין רגיש להפליא לתנאי הזלוף המשמשים לניקוי האיבר ולשיטת העיכול המשמשת. כאן אנו מדווחים על פרוטוקול אופטימלי המביא בחשבון את שני המשתנים הקריטיים הללו באופן ספציפי. פרוטוקול זה מעצים ניתוח מבוסס ציטומטריה של זרימה הניתנת לשחזור של מספר תאי B שריר הלב ומאפשר לחוקרים להבחין בין תאי B מיו-וסקולריים חוץ-וסקולריים לעומת תאי B תוך-וסקולריים.
לימפוציטים מסוג B הם תאים חיסוניים מיוחדים מאוד הממלאים תפקיד חשוב הן בתגובה החיסונית הנרכשת והן בתגובה החיסונית המולדת1. ישנן שתי אוכלוסיות עיקריות של תאי B: אוכלוסייה קטנה יותר של תאי B1 המיוצרים בעיקר במהלך החיים העובריים, ואוכלוסייה מוקדמת של תאי B2 המיוצרים בחיים הבוגרים במח העצם1. לאחר ההתבגרות במח העצם, תאי B נודדים לאיברי לימפה ראשוניים ומשניים. משם הם חוזרים ללא הרף בין איברי הלימפה העוברים דרך כלי הדם וכלי הלימפה2. תאי B מבטאים נוגדנים ספציפיים על פני השטח שלהם, המתפקדים כקולטנים. כאשר תאי B נתקלים באנטיגן שנקשר לקולטן שלהם, ניתן להפעיל אות מפעיל. תאי B פעילים נודדים לרקמה שבה נמצא האנטיגן או חוזרים למח העצם, שם הם יכולים להבשיל לתאי פלזמה המייצרים נוגדנים 3,4.
לאחרונה, זה כבר מוערך כי הלב מכיל אוכלוסייה גדולה של תאי B. מחקרים במכרסמים הראו כי תאי B מאכלסים את הלב בשלב מוקדם במהלך ההתפתחות העוברית5, וכי תאי B הקשורים לשריר הלב הם בעיקר תאי B2 תוך-וסקולריים, נאיביים, הנצמדים לאנדותל6,7, עם אחוז קטן של תאי B1 7. ישנם עדיין תחומים רבים של אי ודאות, אך הנתונים הזמינים מצביעים על כך שתאי B ממלאים תפקיד חשוב הן בלב התמים והן בהקשר של הסתגלות שריר הלב לפציעה.
מחקרים בלב המורין התמים הראו כי בנקודת ההתחלה תאי B של שריר הלב ממוקמים בעיקר בחלל התוך-וסקולרי, דבוקים לאנדותל (>95% מתאי ה-B הלבביים של מורין נמצאו ממוקמים בחלל התוך-וסקולרי). נמצא כי לתאי B אלה יש דפוסי ביטוי גנים שונים מאלה של תאי B במחזור הדם שבודדו מהדם ההיקפי. ניתוח של לבבות תמימים מבעלי חיים עם מחסור בתאי B ובקרות סינגניות מצאו שלבעלי חיים חסרי תאי B היו לבבות קטנים יותר ולחלקפליטה גבוה יותר 6. כל הראיות הללו מצביעות על כך שתאי B עשויים לווסת את גדילת שריר הלב ו/או את תפקוד שריר הלב, וכי לא רק תאי B אינטרסטיציאליים אלא גם תוך-וסקולריים יכולים להיות אחראים לתצפיות כאלה. כמו כן, נמצאו תאי B המווסתים את הפנוטיפ של מקרופאגים המתגוררים בשריר הלב8.
מספר מחקרים הראו כי תאי B ממלאים תפקיד חשוב בהקשר של הסתגלות שריר הלב לפציעה 8,9,10,11,12,13. תאי B מצטברים באופן חולף בלב הפגוע, ככל הנראה באמצעות מנגנון תלוי CXCL13-CXCR511,13. משם, תאי B מקדמים שיפוץ לב שלילי באמצעות מספר מנגנונים הכוללים גיוסמונוציטים בתיווך ציטוקינים 9,12. בנוסף, תאי B יכולים לייצר נוגדנים נגד חלבוני לב שיכולים לקדם את הרחבת הנזק הלבבי ושיפוץ לב שלילי באמצעות מספר מנגנונים 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25 . תאי B יכולים גם להפעיל השפעה מגנה על הלב הפגוע באמצעות הפרשת IL-1010.
ככל שמספר הקבוצות החוקרות את תפקידם של תאי B בלב התמים והפצוע גדל, חשוב יותר ויותר להגדיר פרוטוקולים משותפים כדי לכמת ולהעריך כראוי תאי B שריר הלב ובכך למנוע חוסר עקביות שכבר החלו להופיע בספרות. עד כה דווח כי תאי B הם כאחד מתאי החיסון השכיחים ביותר בלב המכרסם7 ונמצאים בשכיחות נמוכה משמעותית מאשר תאים מיאלואידים 26,27, או נדירים למדי28. באופן דומה, מספר קבוצות תיארו כי מספר תאי B שריר הלב עולה לאחר פגיעה איסכמית חריפה בשריר הלב 7,9,13, אך קבוצה אחת לא דיווחה על שינויים במספר תאי B של שריר הלבהפגוע 29. מחקרים על תאי חיסון לבביים כמעט ולא נותנים פרטים על תנאי פרפוזיה ואין הסכמה על תנאי העיכול. מכיוון שבלב מכרסם חלק גדול מתאי B הם תוך-וסקולריים ומיצוי תאי מערכת החיסון משריר הלב תלוי מאוד בשיטת העיכול שבה נעשה שימוש, ההבדלים המדווחים בספרות עשויים להיות תוצאה של הבדלים בזליגת איברים ובעיכול רקמות.
מוצגת כאן שיטה מפורטת לכימות מבוסס ציטומטריה של זרימה של תאי B שריר הלב של מורין, אשר ממקסמת את התשואה של התאוששות תאי B על ידי אופטימיזציה של תנאי הזלוף והעיכול ומאפשרת הבחנה של תאי B תוך-וסקולרייםלעומת תאי B חוץ-וסקולריים 6. פרוטוקול זה הוא התאמה ואופטימיזציה של פרוטוקולים דומים אחרים המבחינים בין תאי חיסון תוך-וסקולריים ואינטרסטיציאליים 28,30,31.
בפרוטוקול זה, אנו מבצעים סטנדרטיזציה של פרפוזיה שריר הלב כדי לחסל תאי B שצפים בחלל התוך-וסקולרי מבלי להסיר תאי B רלוונטיים ביולוגית שנדבקו לאנדותל המיקרו-וסקולרי. יתר על כן, בהתבסס על פרוטוקולים קודמים שתיארו את השימוש בהזרקה תוך ורידית של נוגדנים כדי להבחין בין תאי חיסון תוך-ורידיים לתאי חיסון אינטרסטיציאליים32, ותוך ניצול העובדה שתאי B מבטאים את סמן פני השטח B22033, אנו מדגימים כיצד להבחין בין תאי B תוך-וסקולריים לעומת תאי B חוץ-וסקולריים באמצעות הזרקה תוך-וסקולרית של נוגדן ספציפי ל-B220 מיד לפני הקרבת בעלי החיים וזליגת הלב. פרוטוקול זה רלוונטי למחקרו של כל מדען המעוניין לכלול ניתוח של תאי B שריר הלב בלב התמים והפצוע. יישום נרחב של פרוטוקול זה יפחית את חוסר העקביות בין קבוצות המחקר, יאפשר ניתוח של שינויים בבריכות תאי B תוך-וסקולריים וחוץ-וסקולריים, ובכך יחזק את קידום התגליות בתחום האימונולוגיה של הלב.
לסיכום, הפרוטוקול מייצג זרימת עבודה אופטימלית לכימות וניתוח תאי B שריר הלב באמצעות ציטומטריית זרימה, ובמקביל להבחין בין תאים הממוקמים בחלל החוץ-וסקולרי לבין החלל התוך-וסקולרי.
גוף הולך וגדל של ראיות מצביע על כך שתאי B ממלאים תפקיד חשוב בהקשר של פיזיולוגיה של שריר הלב ושיפוץ/הסתגלות שריר הלב לפציעה 7,8,9,10,11,12,13,36. ציטומטר…
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה מומן על ידי מענקי NHLBI 5K08HLO145108-03 ו- 1R01HL160716-01 שהוענקו ללואיג’י אדמו.
ציטומטר זרימת אורורה ששימש לפיתוח מחקר זה מומן על ידי NIH Grant S10OD026859. אנו מכירים בתמיכתה של ליבת הציטומטריה של זרימת JHU Ross.
Alexa Fluor 700 anti-mouse/human CD11b Antibody | 101222 | BioLegend | 100 µg 200 µL |
(CellTreat 29481) Cell Strainer, 40 µm, Blue | QBIAP303 | Southern Labware | |
0.5 mL Natural Microcentrifuge Tube | 1605-0000 | SealRite, USA Scientific | |
0.9% Sodium Chloride Injection, USP | 114-055-101 | Quality Biological | 0.90% |
1.5 mL Natural Microcentrifuge Tube | 1615-5500 | SealRite, USA Scientific | |
10 µL Graduated TipOne Filter Tips | 11213810 | USA Scientific | |
1000 µL Graduated TipOne Filter Tips | 11267810 | USA Scientific | |
15 mL Centrifuge Tube, Plug Seal Cap, Polypropylene, RNase-/DNase-free | 430052 | Corning | |
1-Way Stop Valve, Polycarbonate | SVPT951 | ECT Manufacturing | |
2,2,2-Tribromoethanol | T48402 | Sigma-Aldrich | |
200 µL Graduated TipOne Filter Tips | 11208810 | USA Scientific | |
3-Way Stop Valve, Polycarbonate | SVPT953 | ECT Manufacturing | |
5 mL Polystyrene Round-Bottom Tube, 12 x 75 mm style | 352054 | Falcon, a Corning Brand | |
50 mL Centrifuge Tube, Plug Seal Cap, Polypropylene, RNase-/DNase-free | 430290 | Corning | |
ACK (Ammonium-Chloride-Potassium) Lysing Buffer | 118-156-101 | Quality Biological | Osmolality: 290 + or -5% mOsm/Kg H20 |
Adapter 4x50ml, for 250 mL rectangular bucket in Rotor A-4-63 | 5810759005 | Eppendorf | |
Adapter for 15 mL Centrifuge Tubes, 9 Tubes per Adapter, Conical Bottom for use with Rotor Model A-4-62 | 22638289 | Eppendorf | |
Adapter for 15 round-bottom tubes 2.6 – 7 mL, for 250 mL rectangular bucket in Rotor A-4-62 | 22638246 | Eppendorf | |
Aluminum Foil 12 in x 75' Roll .0007 | UPC 109153 | Reynolds Wrap | |
Anesthesia Induction Chamber – Mouse | RWD-AICMV-100 | Conduct Science | |
BD Luer Slip Tip Syringe with attached needle 25 G x 5/8 in., sterile, single use, 1 mL | 309626 | BD Becton, Dickinson and Company | |
Brandzig Ultra-Fine Insulin Syringes 29G 1cc 1/2" 100-Pack | CMD 2613 | Brandzig | |
Brilliant Violet 421 anti-mouse CD19 Antibody | 115537 | BioLegend | 50 µg/mL |
CAPS for Flow Tubes w/strainer mesh 35 µm, Dual position for 12 x 75 mm tubes, sterile | T9009 | Southern Labware | |
Carbon Dioxide USP E CGA 940 | CD USPE | AirGas USA | |
Cole-Parmer Essentials Low-Form Beaker, Glass, 500 mL | UX-34502-46 | Cole-Parmer | |
Collagenase 2 | LS004176 | Sigma-Aldrich | |
Connector brass chrome plated 1/4" female NPT x 1/4" barb | Y992611-AG | AirGas USA | |
Cytek Aurora Flow Cytometer | Cytek Biosciences | ||
Diss 1080 Nipple 1/4 BARB CP | M-08-12 | AirGas USA | |
DNase I – 40,000 U | D4527 | Sigma-Aldrich | |
Easypet 3 – Electronic Pipette Controller | 4430000018 | Eppendorf | |
Electronic Balance, AX223/E | 30100606 | Ohaus Corp. | |
Eppendorf 5810R centrifuge | 5810R | Eppendorf | |
Eppendorf Research plus 1-channel variable pipettes | Eppendorf | ||
FlowJo 10.8.1 | BD Becton, Dickinson and Company | ||
GLACIERbrand, triple density Ice Pan (IPAN-3100) | Z740287 | Heathrow Scientific | |
HBSS (1x) – Ca2+ [+] Mg2+ [+] | 14025076 | gibco | 1x |
Hyaluronidase | H3506 | Sigma-Aldrich | |
Kelly Hemostats, Straight | 13018-14 | Fine Science Tools | |
Luer Slip Syringe sterile, single use, 20 mL | 302831 | BD Becton, Dickinson and Company | |
M1 Adj. Reg 0-100 PSI/CGA940 | M1-940-PG | AirGas USA | |
McKesson Underpads, Moderate | 4033-CS150 | McKesson | |
Navigator Multi-Purpose Portable Balance | NV2201 | Ohaus Corp. | |
PBS pH 7.4 (1X) Ca2+ [-] Mg2+ [-] | 10010023 | gibco | 1x |
PE anti-mouse/human CD45R/B220 Antibody | 103208 | BioLegend | 200 µg/mL |
PerCP/Cyanine5.5 anti-mouse CD45 Antibody | 103132 | BioLegend | 100 µg 500 uL |
Petri dish, Stackable 35 mm x 10 mm Sterile Polystyrene | FB0875711YZ | Fisher Scientific | |
Pkgd: Diss 1080 Nut/CO2/CO2-02 | M08-1 | AirGas USA | |
Powerful 6 Watt LED Dual Goose-Neck Illuminator | LED-6W | AmScope | |
PrecisionGlide Needle 25 G x 5/8 (0.5 mm x 16 mm) | 305122 | BD Becton, Dickinson and Company | |
Purified Rat Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block) Clone 2.4G2 (RUO) | 553141 | BD Becton, Dickinson and Company Biosciences | 0.5 mg/mL |
R 4.1.1 | The R Foundation | ||
Razor Blades | 9501250000 | Accutec Blades Inc | |
Regulator analytical two stage 0-25 psi delivery CGA320 3500 psi inlet | Y12244A320-AG | AirGas USA | |
Rotor A-4-62, incl. 4 x 250 mL rectangular buckets | Rotor A-4-62 | Eppendorf | |
Serological pipette, plugged, 10 mL, sterile, non-pyrogenic/endotoxin-free, non-cytotoxic, 1 piece(s)/blister | 86.1254.001 | Sarstedt AG & Co KG | |
Sigma label tape | L8394 | Sigma-Aldrich | |
SpectroFlo 3.0.0 | Cytek Biosciences | ||
Spex VapLock Luer Fitting, PP, Straight, Male Luer Lock x 1/8" Hose Barb; 1/EA | MTLL230-6005 | Spex | |
Std Wall Lab Tubing, Size S2, Excelon, 1/8" ID x 3/16" OD x 1/32" Wall x 50' Long | CG-730-003 | Excelon Laboratory | |
Syringe PP/PE without needle, 3 mL | Z683566 | Millipore Sigma | |
Syringe pump | 55-1199 (95-240) | Harvard Apparatus | |
Thomas 3-Channel Alarm Timer TM10500 | 9371W13 | Thomas Scientific | |
Tube Rack, 12 positions, 6 for 5.0 mL and 15 mL tubes and 6 for 25 mL and 50 mL tubes, polypropylene, numbered positions, autoclavable | 30119835 | Eppendorf | |
Tube Rack, 12 positions, for 5.0 mL and 15 mL tubes, polypropylene, numbered positions, autoclavable | 30119827 | Eppendorf | |
TYGON R-3603 Laboratory Tubing, I.D. × O.D. 1/4 in. × 3/8 in. | T8913 (Millipore Sigma) | Tygon, Saint-Gobain | |
Vortex-Genie 2 | SI-0236 | Scientific Industries, Inc. | |
VWR Dissecting Forceps with Guide Pin with Curved Tips | 89259-946 | Avantor, by VWR | |
VWR Dissecting Scissors, Sharp Tip, 4½" | 82027-578 | Avantor, by VWR | |
VWR Incubating Orbital Shaker, Model 3500I | 12620-946 | Avantor, by VWR | |
Zombie Aqua Fixable Viability Kit | 423102 | BioLegend |