Summary

Быстрая и надежная Анализ клеточной и молекулярной поляризации, индуцированной хемокинового сигнализации

Published: December 12, 2014
doi:

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

Клетки реагируют на хемокинов стимуляцию теряют круглую форму в процессе, называемом поляризации, а изменения внутриклеточную локализацию многих белков. Классические методы визуализации были использованы для изучения этих явлений. Тем не менее, они требуют ручной приобретение многих клеток с последующим трудоемким количественной оценки морфологии и со-локализации окрашивания десятков клеток. Здесь быстрый и мощный способ описан для изучения этих явлений на образцах, состоящих из нескольких тысяч клеток с использованием потока изображений цитометрии технологии, которая сочетает в себе преимущества микроскопом с результатами цитометром. Использование Т-лимфоциты, стимулированные CCL19 и окрашивания для молекул MHC класса I и фибриллярного актина, стратегия стробирования представлены одновременно измерять степень формы изменения и степень совместной локализации маркеров, которые страдают от CCL19 сигнализации. Кроме того, эта стратегия стробирования позволило нам Observе сегрегация фибриллярного актина (на переднем плане) и фосфорилированного эзрина-Radixin-Moesin (фосфо-ERM) белки (сзади) в поляризованном Т-клеток после CXCL12 стимуляции. Эта методика также полезна для наблюдения за блокирующий эффект на поляризации двух различных элементов: ингибирование полимеризации актина путем фармакологического ингибитора и экспрессии мутантов Par6 / атипичной PKC сигнального пути. Таким образом, доказательства показали, что этот метод полезен для анализа как морфологические изменения и белковые перераспределения.

Introduction

Хемокины небольшие растворимые белки, которые привлекают клетки специализированных местах 1. Таким образом, они участвуют в правильном расположении клеток в тканях, важнейшие функции в процессе развития и физиологии. Иммунная система не является исключением из этого правила, как это полагается по действию многих различных типов клеток, которые действуют сообща, чтобы обеспечить эффективную иммунную реакцию. Управляя конкретного местоположения одного типа иммунных клеток в данном состоянии, хемокины предварительно требуется до чужеродные антигены могут быть обнаружены и нейтрализованы.

В Т-лимфоцитов, в частности, хемокинов связываются со специфическими рецепторами на поверхности, которые, при соединении, вызывают много внутриклеточные сигналы (рост кальция, ERK фосфорилирования, Rho GTPases активации, увеличение Интегрины близость и цитоскелета изменения), которые способствуют Т-клеток моторику 2,3. На клеточном уровне, можно наблюдать морфологические изменения вызывали на хемокинов стимуляции.Эти изменения в клеточных форм особенно значительным в Т-клеток: покоящиеся Т-клетки имеют борта, как круглый морфологию при движении в потоке крови. Тем не менее, зондирование присутствии хемокинов в местах воспаления или в непосредственной близости от лимфоидных органов собирается изменить форму Т-клеток, в настоящее время принять типичный "ручное зеркало" Морфология, состоящий из биполярного виде: передний край на фронте и заднюю кромку, или Уропод, на задней 4. Кроме того, внутриклеточные компоненты могут разделять в этих двух противоположных областей поляризованного Т-клеток для поддержания миграции. Например, актиновые филаменты полимеризации увеличивается при стимуляции хемокинов 5 и полимеризованного актина накапливается в передней части поляризованного Т-клеток 2. С другой стороны, некоторые белки, такие как фосфорилированы белков Эзрин-Radixin-Moesin (ERM) семьи, которая свяжет плазматическую мембрану кортикальной F-актина цитоскелета, повторно локализовать в уропода поляризованногоТ-клетки 6. Интересно, что мы и другие показали, что этот процесс поляризации требуется для Т миграции клеток. Действительно, любое лечение, что мешает поляризации будет ингибирования клеточной подвижности. Например, ингибирование активности членов атипичной протеинкиназ C (РКС) семьи, PKCζ и PKCι блоки T поляризации клеток и их миграции процесс сканирования дендритных клеток 7. Т-клеток поляризация также регулируется Rho ГТФ. Мы показали, что модуляция активности RhoA по недавно описанного белка Fam65b мешает изменений Т-клеток в морфологии и их способности к миграции в анализе Transwell 6. Как поляризации является необходимым условием для клеточного шаг подвижности, это, таким образом, важно, чтобы иметь возможность количественно оценить его в качестве основного считывания ответов хемокинов. Формы клеток изменения были ранее измеренное вручную 8. Тем не менее, этот вид количественного очень много времени, так что, как правило, лишь немногиедесятки клеток учитываются.

Здесь новый метод представлен быстро количественно степень изменения формы Т-лимфоцитов, подверженных хемокинов стимуляции. Поток изображений цитометрии технологии (см таблицу специфических реагентов / Оборудование) используется, которая сочетает в себе преимущества проточной цитометрии и микроскопа 9 количественно эффективно количество поляризованных клетках в различных условиях хемокинов стимуляции. В дополнение к количественной оценки морфологических изменений, которые можно измерить энергично с этой технологией, можно также оценить изменения в субклеточном локализации некоторых белков при хемокинов сигнализации.

Protocol

1. Получение Т-лимфоцитов Подготовка первичной мышь или человека Т-клеток, как описано 10,11. Выращивают человека Т-клеток в полной RPMI среде с 10% человеческой сыворотки АВ с плотностью 2 – 3 × 10 6 клеток / мл. ПРИМЕЧАНИЕ: использование эмбриональной телячьей сыворотк…

Representative Results

В первом примере выбраны здесь относится к использованию человеческих первичного Т-лимфоцитов, стимулированных CCL19. Тем не менее, та же стратегия может быть использована с основным мыши Т-клеток, Т-клеточных линий или любого другого типа клеток в ответ на стимулирование хемокинов. Стра…

Discussion

Использование недавно созданной технологии потока изображений цитометрии, быстрый и информативный стратегия стробирования для анализа клеточных и молекулярных событий, вызванных хемокинов стимуляции представлена. Из одном эксперименте, можно получить два основных типа информации:…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы значительно признать Пьера Bourdoncle, Томас Гилберт и Луиза Rimbault в Кочин изображениями фонда. Эта работа была поддержана Inserm, CNRS и Ligue Nationale контр ле Рак (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

Riferimenti

  1. Rossi, D., Zlotnik, A. The biology of chemokines and their receptors. Annu Rev Immunol. 18, 217-242 (2000).
  2. Thelen, M., Stein, J. V. How chemokines invite leukocytes to dance. Nat Immunol. 9 (9), 953-959 (2008).
  3. Rougerie, P., Rho Delon, J. GTPases: masters of T lymphocyte migration and activation. Immunol Lett. 142 (1-2), 1-13 (2012).
  4. Sanchez-Madrid, F., del Pozo, M. A. Leukocyte polarization in cell migration and immune interactions. Embo J. 18 (3), 501-511 (1999).
  5. Adams, D. H., et al. Hepatocyte growth factor and macrophage inflammatory protein 1 beta: structurally distinct cytokines that induce rapid cytoskeletal changes and subset-preferential migration in T cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 91 (15), 7144-7148 (1994).
  6. Rougerie, P., et al. Fam65b is a new transcriptional target of FOXO1 that regulates RhoA signaling for T lymphocyte migration. J Immunol. 190 (2), 748-7455 (2013).
  7. Real, E., Faure, S., Donnadieu, E., Delon, J. Cutting edge: Atypical PKCs regulate T lymphocyte polarity and scanning behavior. J Immunol. 179 (9), 5649-5652 (2007).
  8. Negulescu, P. A., Krasieva, T. B., Khan, A., Kerschbaum, H. H., Cahalan, M. D. Polarity of T cell shape, motility, and sensitivity to antigen. Immunity. 4 (5), 421-430 (1996).
  9. Zuba-Surma, E. K., Kucia, M., Abdel-Latif, A., Lillard, J. W., Ratajczak, M. Z. The ImageStream System: a key step to a new era in imaging. Folia Histochem Cytobiol. 45 (4), 279-290 (2007).
  10. Matheu, M. P., Cahalan, M. D. Isolation of CD4+ T cells from mouse lymph nodes using Miltenyi MACS purification. J Vis Exp. (9), 409 (2007).
  11. James, E. A., LaFond, R., Durinovic-Bello, I., Kwok, W. Visualizing antigen specific CD4+ T cells using MHC class II tetramers. J Vis Exp. (25), (2009).
  12. Wabnitz, G. H., et al. L-plastin phosphorylation: a novel target for the immunosuppressive drug dexamethasone in primary human T cells. Eur J Immunol. 41 (11), 3157-3169 (2011).
  13. Freeley, M., et al. L-plastin regulates polarization and migration in chemokine-stimulated human T lymphocytes. J Immunol. 188 (12), 6357-6370 (2012).

Play Video

Citazione di questo articolo
Megrelis, L., Delon, J. Rapid and Robust Analysis of Cellular and Molecular Polarization Induced by Chemokine Signaling. J. Vis. Exp. (94), e52140, doi:10.3791/52140 (2014).

View Video