Detecção e isolamento de corpos Apoptotic de alta pureza
Summary
Um fluxo de trabalho usando a centrifugação diferencial ou citometria de fluxo é desenvolvido para detectar, quantificar e isolar corpos apoptotic de uma amostra de apoptotic de alta pureza.
Abstract
Corpos apoptotic (ApoBDs), microvesicles e exosomes são os principais membros da família vesículas extracelulares, com ApoBDs sendo um dos maior tipo. Tem sido proposto que a ApoBDs pode ajudar apuramento da célula, bem como a comunicação intercelular através do tráfico de biomoléculas. Abordagens convencionais utilizadas para a identificação e isolamento de ApoBDs são muitas vezes limitadas pela falta de quantificação exata e pureza da amostra de baixo. Aqui, descrevemos um fluxo de trabalho para confirmar a indução da apoptose, validar a formação ApoBD e isolar ApoBDs de alta pureza. Nós também irá delinear e comparar fluorescência-ativado da pilha (FACS) de triagem e centrifugação diferencial com base em abordagens para isolar ApoBDs. Além disso, a pureza de ApoBDs isoladas será confirmada usando um estabelecer previamente a coloração de baseados em citometria de fluxo e o método analítico. Tomados em conjunto, utilizando a abordagem descrita, THP-1 monócito apoptose e apoptose celular desmontagem foi induzida e validada, e ApoBD, gerado a partir de monócitos THP-1 foram isolados de uma pureza de 97-99%.
Introduction
Apoptose, uma forma bem estudada de morte celular programada, é necessário para manter a homeostase fisiológica e remover células potencialmente prejudiciais dentro do corpo humano1. Após a indução da apoptose, pilhas apoptotic (ApoCells) podem se submeter a uma série de alterações morfológicas e desmontar em pequenas vesículas de membrana-limite denominadas ApoBDs. Em geral, este processo é conhecido como desmontagem de célula apoptótica e pode ser dividido em 3 etapas distintas, com base na morfologia2,3. Passo 1 (membrana plasmática blebbing) é caracterizado pela formação de balão-como estruturas na superfície das células, conhecido como blebs4,5. Passo 2 (formação de protrusão de apoptotic) inclui a formação de saliências longa membrana tais como apoptopodia, apoptopodia-frisado e microtubule picos6,7,8. Por último, etapa 3 (formação ApoBD) inclui a fragmentação do apoptotic saliências e/ou ApoCells para gerar ApoBDs6,9. Achados anteriores sugeriram um papel de ApoBDs em ajudar o afastamento de célula apoptótica e mediando a comunicação intercelular. Por exemplo, propõe-se que a fragmentação de um ApoCell em ApoBDs pode gerar pequenos pedaços ‘pequenos’ que podem ser facilmente removidos, envolvendo os fagócitos2,10,11. Além disso, os ApoBDs podem abrigar uma série de biomoléculas, tais como DNA, RNA e proteínas, que podem ser traficadas para células circundantes para facilitar a célula-célula comunicação12,13,14. Para funcionalmente investigar esses processos, é vital para confirmar três parâmetros-chave incluindo (i) validação de indução de apoptose e formação de ApoBD, (ii) isolamento de ApoBDs e (iii) confirmação da pureza de ApoBD.
Anteriormente, um número de métodos, incluindo citometria de fluxo e microscopia eletrônica tem sido costumava estudar apoptose e ApoBDs15,16,17,18. No entanto, quantificação e deteção de ApoBD são muitas vezes difíceis ou negligenciado. Por exemplo, a apoptose de baseados em citometria de fluxo mais rotineiramente usados do ensaio emprega anexina V (A5, uma proteína que se liga a exteriorizados ‘ comer-me’ sinal fosfatidilserina (PtdSer)) e ácido nucleico mancha propidium iodeto (PI)19. No entanto, usando esta combinação de mancha universal, análise pressupõe que existem apenas três tipos de subconjuntos de células (células viáveis, ApoCells e necróticas células) na amostra. Além disso, embora considerado como “padrão ouro” por muitos pesquisadores por apoptose, ensaios de citometria de fluxo e análise de dados subsequentes muitas vezes exclui ApoBDs através de um passo inicial associado selecionar eventos deintermediário-elevado do FSC/SSC. Portanto, temos recentemente desenvolvido um ensaio de citometria de fluxo romance usando A5 e TO-PRO-3,7,20canais de outra mancha de ácidos nucleico pode ser seletivamente absorvida por caspase 3/7-ativado pannexin 1 (PANX1). Como caspase 3-induzida PANX1 ativação precede PtdSer exposição a fase inicial da apoptose, TO-PRO-3 manchas diferencialmente apoptotic e células necróticas. Além disso, essa abordagem combinada com nosso romance gating estratégia inclui eventos todos adquiridos durante a análise de dados e como resultado, seis subconjuntos de célula/partícula são identificados, incluindo: (i) células viáveis (FSC/SSCintermediário/alto, A5baixa , TO-PRO-3baixa), (ii) A5– ApoCells precoce (FSC/SSCintermediário/alto, A5baixo,intermediárioTO-PRO-3), (iii) A5+ ApoCells (FSC/SSCintermediário/alto, A5alta , TO-PRO-3intermediário), (iv) necróticas células ou tarde ApoCells (FSC/SSCintermediário/alto, A5alta,altaTO-PRO-3), (v) ApoBDs (FSC/SSCbaixa, A5intermediário, TO-PRO-3baixa / intermediárias) e (vi) detritos (FSC/SSCbaixa, A5baixo, TO-PRO-3baixo)20. Nossa abordagem enfatiza a importância de analisar todos os subconjuntos de células/partícula e, mais importante, a separação do ApoBDs de células e detritos20. Assim, essa abordagem demonstra uma técnica eficiente para validar a indução de apoptose e formação ApoBD simultaneamente.
Tradicionalmente, ApoBDs foram isolados através de uma variedade de abordagens de centrifugação diferencial, pelo qual ApoBDs podem ser separadas das células ou outras vesículas extracelulares, com base na densidade. No entanto, tais métodos de centrifugação são muitas vezes limitados pela baixa pureza de ApoBD, falta de uma etapa de quantificação para confirmar a pureza da amostra, e/ou incapacidade de separar as células específicas do tipo ApoBDs17,21,22. Portanto, desenvolvemos recentemente duas abordagens, uma baseada em FACS e uma nova diferencial centrifugação abordagem baseada que pode ser acoplada com o nosso método de citometria de fluxo estabelecido anteriormente para validar a indução de apoptose e amostra de pureza23. ApoBD isolamento através de nossa abordagem baseada em FACS pode enriquecer ApoBDs para até 99% de pureza e pode ser acoplado com uma variedade de anticorpos de tipo específico de célula para isolar ApoBDs de populações de células mistas, amostras de tecidos e fluidos corporais23. Além disso, nossa abordagem de centrifugação diferencial revisada demonstra um método eficiente para isolar ApoBDs a > 90% de pureza23.
Neste trabalho, descrevemos em detalhes nosso procedimento experimental para validar a indução de apoptose e para detectar e quantificar a formação de ApoBD. Os fluxos de trabalho de isolamento ApoBD usando métodos baseados em centrifugação de FACS-baseado e diferenciais também são elaborados e comparados. Os dados representativos demonstram que a metodologia descrita fornece uma ferramenta eficaz de ponta para estudos futuros ApoBD.
Protocol
Representative Results
Discussion
Desde sua descrição inicial na década de 1950, campo da apoptose tem avançado consideravelmente, tornando-se uma área de pesquisa proeminente. Apesar do amplo interesse e grandes esforços, certos aspectos da apoptose, em particular a formação de ApoBDs, não foi bem estudaram devido a falta de metodologias adequadas. Estes incluem nomeadamente a limitação no acompanhamento da progressão de apoptose e ApoBD formação simultaneamente utilizando a citometria de fluxo tradicional análise A5/PI e as impurezas de …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Isto trabalhou era suportada por concessões do nacional de saúde e Conselho de pesquisa médica (GNT1125033 e GNT1140187) e Australian Research Council (DP170103790) para I.K.H.P.
Materials
| Cells e.g. cultured human THP-1 monocytes (clone number: TIB-202) | ATCC | – | |
| RPMI 1640 medium | Life Technologies | 22400-089 | |
| Penicillin-streptomycin mixture | Life Technologies | 15140122 | |
| FSC | Gibco | 10099-141 | |
| 1x PBS | – | – | |
| Annexin V FITC | BD Bioscience | – | |
| TO-PRO-3 iodide | Life Technologies | T3605 | TO-PRO-3 may cause skin, eye and respiratory irration. Avoid direct contact. |
| 10x Annexin V binding buffer | BD Bioscience | 556454 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | 1001710526 | |
| Centrifuge tube (15 mL) | Cellstar | 188271 | |
| Microcentrifuge tube (1.5 mL) | Sarstedt | 72.690.001 | |
| Tissue culture incubator (37 °C, 5% CO2) | – | – | |
| Centrifuge | Beckman Coulter | 392932 | |
| FACS ARIA III Flow cytometer, configured with two lasers for FITC and APC detection | BD Bioscience | – | |
| FACS Canto II Flow cytometer, configured with two lasers for FITC and APC detection | BD Bioscience | – | |
| FACS Diva 6.1.1 software | BD Bioscience | – | |
| FlowJo 8.8.6 software | – | – | |
| UV Stratalinker 1800 | Stratagene | – |
References
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