Summary

Saggi per caratterizzare nuovi endoteliale regolatori coinvolti nella risposta infiammatoria di screening

Published: September 15, 2017
doi:

Summary

Endotelio vascolare controlla strettamente reclutamento leucocitario. Diapedesi inadeguata contribuiscono a malattie infiammatorie umane. Di conseguenza, alla ricerca di nuovi elementi regolatori dell’attivazione endoteliale è necessaria ideare terapie migliori per disordini infiammatori. Qui, descriviamo una metodologia globale per caratterizzare nuovi regolatori endoteliale che possono modificare del leucocita traffico durante l’infiammazione.

Abstract

Lo strato endoteliale è essenziale per il mantenimento dell’omeostasi nel corpo controllando molte funzioni diverse. Regolamento della risposta infiammatoria dallo strato endoteliale è fondamentale per combattere efficientemente ingressi è nocivi e aiuto nel recupero di aree danneggiate. Quando le cellule endoteliali sono esposti a un ambiente infiammatorio, ad esempio il componente esterno della membrana di batteri gram-negativi, lipopolisaccaride (LPS), esprimono solubile citochine pro-infiammatorie, quali Ccl5, Cxcl1 e Cxcl10 e innescare il attivazione dei leucociti circolanti. Inoltre, l’espressione di molecole di adesione sulla superficie endoteliale E-selectina, VCAM-1 e ICAM-1 consente l’interazione e l’adesione dei leucociti attivati per lo strato endoteliale e alla fine lo stravaso verso il tessuto infiammato. In questo scenario, la funzione endoteliale debba essere strettamente regolata perché attivazione eccessiva o difettosa nel reclutamento dei leucociti potrebbe portare a patologie infiammatorie. Poiché molti di questi disordini non hanno un trattamento efficace, è necessario studiare nuove strategie con un focus sullo strato vascolare. Vi proponiamo le analisi complete che sono utili per la ricerca di nuovi regolatori endoteliale che modificano la funzione del leucocita. Analizziamo l’attivazione endoteliale tramite le destinazioni di espressione specifici coinvolti nel reclutamento leucocitario (ad esempio, citochine, chemochine e molecole di adesione) con diverse tecniche, tra cui: (reazione a catena della polimerasi quantitativa in tempo reale RT-qPCR), western-blot, saggi di adesione e citometria di flusso. Questi approcci determinano la funzione endoteliale in contesto infiammatorio e sono molto utili per eseguire analisi di selezione per caratterizzare nuovi regolatori infiammatori endoteliale che sono potenzialmente utili per la progettazione di nuove strategie terapeutiche.

Introduction

L’infiammazione è una risposta biologica benefica contro agenti infettivi, con lo scopo principale di eliminare il patogeno e riparare il tessuto danneggiato. In determinate condizioni, come le infezioni croniche o malattie autoimmuni, l’infiammazione non si risolve. Invece, c’è una reazione anomala con continua infiltrazione dei leucociti, conseguente a una risposta immunitaria prolungata che porta al danno tissutale, fibrosi, perdita della funzione e nel complesso, disabilità e in alcuni morte casi del paziente. Questi disordini umani, catalogati come malattie infiammatorie, tutti coinvolgono i vasi sanguigni per il controllo di stravaso del leucocita1,2.

Le cellule endoteliali gioca un ruolo fondamentale nella regolazione della risposta infiammatoria controllando il traffico del leucocita. Quando lo strato endoteliale è esposto a mediatori infiammatori quali LPS, l’endotelio che riposa attiva ed esprime le citochine pro-infiammatorie (Cxcl10, Cxcl5, Cxcl1, ecc.) e molecole di adesione (E-selectina, VCAM-1 e ICAM-1) quel favore reclutamento dei leucociti nel sito di infezione circolanti. I leucociti innescati dalle citochine rilasciate quindi mediano rotolamento e l’interazione con lo strato endoteliale attraverso le controparti adesive corrispondente: PSGL-1-selectina, integrina α4β1 VCAM-1 e αLβ2 integrina di ICAM-1. Infine, i leucociti migrano attraverso il sistema vascolare verso la messa a fuoco di infiammazione3.

Il ruolo essenziale dell’endotelio nella regolazione della risposta infiammatoria è stato dimostrato sui topi che sono stati geneticamente modificati per esprimere il LPS recettore, il recettore toll-like 4 (TLR4), solo sulle cellule endoteliali. Questi animali endoteliale TLR4 sono stati in grado di rispondere ad un’infiammazione LPS-mediata e per rilevare l’infezione generata dopo l’inoculo di batteri e di conseguenza ottenere un infezione risoluzione e sopravvivenza a livelli simili come i topi wild-type4 , 5.

Per raggiungere la risposta infiammatoria dell’endotelio-regolato, è stato postulato che l’inibizione in alcune fasi dell’interazione leucocita-endotelio comporterebbe la riduzione della migrazione trans-endoteliale e una migliore prognosi per malattie infiammatorie legate. In realtà, diverse strategie di targeting per l’interazione di attivazione e del leucocita-endotelio endoteliale sono state progettate per ostacolare lo stravaso delle cellule immuni come un trattamento per i disordini infiammatori6,7.

In questo rapporto, descriviamo un gruppo approfondito di tecniche in vitro per caratterizzare l’attività endoteliale in risposta a stimolo infiammatorio LPS e suo ruolo nella attivazione del leucocita e adesione allo strato vascolare. Il modello delle cellule endoteliali utilizzato in questo manoscritto era la linea di mouse del polmone delle cellule endoteliali (MLEC-04), come descritto da Hortelano et al. 8. linea cellulare il MLEC-04 è stato convalidato nella letteratura per essere un sistema adeguato per studiare l’attivazione endoteliale9,10. Basato su interessi di ricerca, questi approcci possono essere facilmente estrapolati per ogni endoteliale o sistemi del leucocita e profilo infiammatorio. Una volta definiti i parametri endoteliali in condizioni selezionate, il sistema può testare nuovi farmaci sulla sperimentazione proposta di valutare l’attivazione vascolare. In questo contesto infiammatorio, le cellule di endotelio testate con il composto di interesse possono essere paragonate per le condizioni di controllo delle cellule, ed eventuali differenze risultanti possono informare il risultato prognostico della droga per lo sviluppo e la progressione dell’infiammazione. Per concludere, vi proponiamo un sistema pertinente per caratterizzare nuovi bersagli farmacologici per le cellule endoteliali, che possono influenzare la progettazione di nuove terapie vascolari specifici contro le malattie infiammatorie legate.

Protocol

1. coltura di cellule endoteliali di coltura del tessuto trattato piastre piastre di coltura del tessuto cappotto 100 mm con gelatina di 2,5 mL soluzione (in autoclave, gelatina di 0,1% in acqua distillata) per 30 min a 37 ° C; questo possono essere estrapolati al formato richiesto ben. Aspirare la soluzione di gelatina e lasciare piatti asciugare all’aria nella cappa di coltura del tessuto. Condizioni di coltura del tessuto coltivare le c…

Representative Results

Valutazione dell’attivazione delle cellule endoteliali indotta da LPS da RT-qPCR Le cellule di MLEC-04 siero morto di fame sono state stimolate da 100 ng/mL di LPS per 6 h, e l’espressione genica endoteliale è stata valutata mediante RT-qPCR confrontando l’espressione di marcatori di attivazione alla condizione di riposo. Come mostrato in Figura 1A, le cellule incubate LPS MLEC-04 ha indotto l’espress…

Discussion

Questo protocollo endothelial descrive una tecnologia graduale che costituisce le basi per esplorare nuovi meccanismi coinvolti nella regolazione della risposta infiammatoria. Questi approcci sono basati sullo studio dell’attività endoteliale stimolata da LPS e valutare i passaggi critici coinvolti nel reclutamento dei leucociti durante la risposta infiammatoria, in particolare: liberazione di citochine endoteliale, adesione endoteliale adesione di molecole del leucocita e l’espressione a livello vascolare. Una volta st…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato supportato dal Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) e l’Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) (concessione numero IERPY 1149/16 da A.L.; MPY 1410/09 a S. Hortelano); da MINECO attraverso il Fondo de Investigación en Salud (FIS) (assegna numeri PI11.0036 e PI14.0055 a S. Hortelano). S. Herranz è stata sostenuta da IERPY 1149/16 da ISCIII.

Materials

Gelatin Sigma G9391
DMEM-F12 Lonza BE12-719F
Fetal Bovine Serum Sigma A4503
Penicillin streptomycin Lonza DE17-602E
Trypsine Lonza BE17-160E
EDTA Sigma ED2SS
LPS Sigma L2880
Trizol Sigma T9424 RNA extraction buffer
Isopropanol Sigma 33539
Ethanol absoluto Panreac 1,310,861,612
Pure H2O Qiagen 1017979 RNAse free
Agarose Pronadisa 8020
Stain for agarose gels Invitrogen s33102
SuperScript III First-Strand Synth Invitrogen 18080051 Reagents for RT-PCR
Fast SYBR Green Master Mix Applied Biosystems 4385610 Fluorescent stain for qPCR
MicroAmp Fast Optical 96-Well Applied Biosystems 4346906 Plates for qPCR
U-bottom 96 well plates Falcon 353072
Cytometry tubes Falcon 352054
TX100 Panreac 212314 Non-ionic surfactant
Tris-HCl Panreac 1,319,401,211
Sodium chloride Merck 1,064,041,000
Sodium pyrophosphate Sigma 221368
Sodium fluoride Sigma S7920
Sodium orthovanadate sigma 13721-39-6
Protease inhibitor cocktail sigma P8340
Pierce BCA Protein Assay Kit Pierce 23225 Reagents for bicinchoninic acid assay
β-mercaptoethanol merck 805,740
PVDF Transfer Membrane, 0.45 µm Thermo Scientific 88518
Tween-20 Panreac 1,623,121,611 Polysorbate 20
PBS Lonza BE17-515Q
ECL Millipore WBKLS0500
Fibronectin Sigma F1141
Laminin Sigma L2020
Collagen type I Sigma c8919
Acetic acid Panreac 1,310,081,611
Trypan blue Sigma T8154
Paraformaldehyde Sigma P6148
Methanol Panreac 1,310,911,612
Crystal violet Sigma HT90132
Sodium citrate Sigma C7254
Ethanol 96% Panreac 1,410,851,212
CFSE Sigma 21888
RPMI Lonza BE12-115F
SDS Bio-Rad 161-0418
Infinite M200 Tecan M200 Multi mode microplate reader
Gel Doc 2000 Bio-Rad 2000 Gel documentation system
StepOnePlus Applied Biosystems StepOnePlus qPCR system
MACSQuant Analyzer 10 Miltenyi Biotec Analyzer 10 Cytometry equipment
ChemiDoc MP Bio-Rad MP Chemiluminescence detection system
Name Company Catalog Number Comments
Antibodies
PECAM-1 BD Biosciences 553370 Use at 10 µg/ml
ICAM-2 Biolegend 1054602 Use at 10 µg/ml
E-selectin BD Biosciences 553749 Use at 10 µg/ml
VCAM-1 BD Biosciences 553330 Use at 10 µg/ml
ICAM-1 Becton Dickinson 553250 Use at 10 µg/ml
anti-rat IgG-FITC Jackson Immuno Research 112-095-006 Use at 10 µg/ml
anti armenian hamster-FITC Jackson Immuno Research 127-095-160 Use at 10 µg/ml
Rat IgG isotyope control Invitrogen 10700 Use at 10 µg/ml
Armenian hamster IgG isotype control Invitrogen PA5-33220 Use at 10 µg/ml
P-IκΒ-α Cell Signaling 2859 Use at 10 µg/ml
β-Actin Sigma A5441 Use at 10 µg/ml
P-ERK Cell Signaling 9101 Use at 10 µg/ml
anti-mouse HRP GE Healthcare LNXA931/AE Use at 1:10000
anti-rabbit HRP GE Healthcare LNA934V/AG Use at 1:10000
anti-rat HRP Santa Cruz Sc-3823 Use at 1:10000

References

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Citer Cet Article
Higueras, M. Á., Jiménez-García, L., Herranz, S., Hortelano, S., Luque, A. Screening Assays to Characterize Novel Endothelial Regulators Involved in the Inflammatory Response. J. Vis. Exp. (127), e55824, doi:10.3791/55824 (2017).

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