Aquí presentamos un protocolo para la caracterización de subconjuntos de monocitos por citometría de flujo de sangre. Esto incluye delineando cómo los subconjuntos de la puerta y evaluar su expresión de marcadores de superficie y dando un ejemplo de la evaluación de la expresión de marcadores de M2 (antiinflamatorio) y M1 (inflamatoria).
Los monocitos son colaboradores claves en diversos trastornos inflamatorios y alteraciones en estas células, incluyendo sus funciones y proporciones subconjunto pueden tener significación patológica. Un método ideal para examinar alteraciones de monocitos es citometría de flujo de la sangre como la mínima manipulación de las muestras por este método limita la activación de la célula artifactual. Sin embargo, muchos enfoques diferentes son llevados a los subconjuntos de monocitos hacia la identificación incompatible de los subconjuntos entre los estudios de la puerta. Aquí se demuestra un método mediante citometría de flujo de sangre para identificar y caracterizar subconjuntos de monocitos humanos (clásicos, intermedios y no clásica). Nos indican cómo preparar las muestras de sangre por citometría de flujo, los subconjuntos (Asegúrese de que se han eliminado las células contaminantes) de la puerta y determinar monocito subconjunto expresión de marcadores de superficie, en este ejemplo M1 y M2 los marcadores. Este protocolo puede ampliarse a otros estudios que requieren un método bloquea estándar para evaluar proporciones de subconjunto de monocito y monocitos subconjunto expresión de otros marcadores funcionales.
Los monocitos son un tipo de glóbulos blancos que juegan un papel importante en la promoción y resolución de la inflamación. Hay tres subconjuntos principales de monocitos reconocidos, clásicos (~ 85%), intermedio (~ 5%) y monocitos (~ 10%) no clásicas que se caracterizan por su nivel de cluster de diferenciación (CD) 14 y expresión de CD161. Las proporciones de subconjuntos de monocitos pueden diferir con la presencia de la enfermedad, una proporción mayor de productos intermedios en diversos Estados inflamatorios2,3 incluyendo enfermedad cardiovascular, donde el nivel de intermedios es asociado con eventos clínicos4,5. Además, en condiciones de enfermedad, monocitos pueden también sufrir cambios funcionales, con muchos cambios detectables por una diferencia en el marcador superficial expresión6,7. Un ejemplo es el monocito sesgar M1, un aumento de marcadores asociados con los macrófagos M1, que se ha observado en enfermedades cardiovasculares, diabetes, obesidad y síndrome metabólico7,8,9 , 10.
A pesar de la popularidad de citometría de flujo para evaluar la función y la proporción de monocitos subconjunto, existe una variabilidad considerable en la preparación de la muestra y el subconjunto que bloquean entre los estudios que hace difícil comparar los resultados entre estos estudios. Lo importante, no existe un consenso en la demarcación de subconjuntos de monocitos, pero un enfoque estandarizado es esencial dada la importancia clínica de los cambios en proporciones de subconjunto en varias enfermedades. Parte de la dificultad de sincronización surge del hecho de que monocitos diferencian desde el clásico a través de la intermedia al subconjunto no clásica11 y como tal, monocitos existen como un espectro continuo en vez de poblaciones distintas12 . Interesante, Zawada et al demostró que utilizando ya sea una rectangular o trapezoidal que bloquean del subconjunto intermedio, resultó en un subconjunto más intermedio que predijo un endpoint cardiovascular13. Esto pone de relieve que, al menos para el cálculo de proporciones, la cuestión clave es aplicar una estrategia bloquea consistente entre diferentes muestras (estudios), en lugar de intentar discriminar definitivamente entre subconjuntos. Mientras que bloquean definitivo puede ser más importante al evaluar la función, el cambio en la expresión del marcador entre subconjuntos es incremental12,14, y así otra vez, consistencia en la compuerta sea clave. Como tal, se necesita un objetivo método reproducible adjudica los subconjuntos de monocitos entre diferentes muestras que bloquean. El propósito del método presentado aquí es subconjuntos de monocitos con una clara explicación de la puerta y justificación de la técnica bloquea empleadas y evaluar los subconjuntos para la expresión del marcador superficial, proporcionando un método que permite a los investigadores que confianza en el uso de esta técnica al evaluar diferentes muestras.
Citometría de flujo de la sangre total es un enfoque ideal para el estudio de monocitos, las células se examinan en condiciones cerca de su microambiente fisiológico proporcionando una visión de su papel en la infección y condiciones inflamatorias. Además, el uso de frescos (es decir, sin procesar) las muestras de sangre minimiza las alteraciones o transformaciones celulares que pueden ocurrir debido al almacenamiento o manejo de18,19, como los que se sabe para ocurrir con monocitos de congelar-descongelar 20. preparación de la muestra pronto se recomienda como algunos marcadores son upregulated si las muestras se mantienen a temperatura ambiente antes de procesar19. Las concentraciones óptimas de marcadores M1 y M2 se determinaron por titulación, y esto debe hacerse para que cualquier nuevo anticuerpo limitar la fijación no específica mientras que asegurar que el grado de cambio debido a la expresión del antígeno y no restringido por falta de anticuerpos. La eliminación de glóbulos rojos y la fijación de las células blancas de la sangre con solución de lisis es un paso importante en este protocolo como la presencia de glóbulos rojos puede interferir con el flujo cytometry21,22. Tenga en cuenta que mientras que algunas soluciones de lisis son compatibles con la coloración no lave, poblaciones más claras son evidentes en nuestras manos cuando se utiliza un paso de lavado.
Configuración correcta de la citometría de flujo también es crítico al comparar la expresión de marcadores de monocitos. Se recomienda que los investigadores mantienen intensidades de fluorescencia blanco consistente de cuentas de control y realizan control de calidad en el instrumento a utilizarse para proporcionar resultados consistentes a través de diferentes muestras correr en días diferentes. Además, controles de isotipo se utilizan para ayudar en la interpretación de cualquier señal de fondo no específica generada por Unión de anticuerpos no específicos. Monocitos tienen altos niveles de receptores de Fc11 y por lo tanto son propensos a la Unión no específica. De nota, el nivel de fijación no específica difiere para los distintos subconjuntos, y así el uso de un control de isotipo se convierte en importante cuando se compara el grado de expresión de marcador entre subconjuntos.
Otro criterio importante a considerar es el bloquea empleado. Algunos estudios sugieren que es crucial establecer una puerta firmemente alrededor de los monocitos población en FSC(A)/SSC(A) complot para deshacerse de la mayoría de los no-monocytic CD16 células positivas23,24,25, pero esto puede conducir a la pérdida de algunos monocitos, células de monocitos no pueden traslaparse con monocitos en FSC/SSC parcelas26. Por el contrario, para excluir otras células de sangre que pueden contaminar los monocitos, la inclusión de un tercer marcador de monocitos CD14 y CD16, es esencial26,27. Por esta razón, HLA-DR se utiliza a menudo y es ideal ya que no es expresado por NK células o neutrófilos17,28. Aunque los linfocitos (células B y células T) pueden expresar HLA-DR, se diferencian de los monocitos en respeto a la expresión de CD14. Mientras que el HLA-DR es un marcador ideal de tercera, CD86 también ha recomendado5,27,29 pero no fue utilizado aquí es también un marcador M1 y así se evaluó su grado de expresión en subconjuntos de monocitos.
Validación de la estrategia bloquea utilizada es de vital importancia. Mientras que las células NK son conocidas se superponen a los clásicos no si no están cerradas a28, nos damos cuenta de que las células B también pueden traslaparse con los no clásicos (figura 2B); Si este es el caso en otros estudios pueden depender la elección de fluorocromo, configuración del equipo, sensibilidad del detector o incluso la condición de la enfermedad siendo examinada. Aquí, la superposición B células mostraron alta expresión de HLA-DR y no se fuera por la selección de las células positivas de HLA-DR en la figura 1. Más bien, para eliminar las células B se utilizó una trama adicional de CD14 / HLA-DR, donde las células de B separan hacia fuera no clásicos debido a su mayor HLA-DR y baja expresión de CD14.
También hay muchas maneras en que las puertas de los monocitos se han visto atraídas en la literatura; Estos incluyen cuadrantes (los subconjuntos están separados por marcadores de cuadrante) y cajas rectangular o trapezoidal13 (con cajas separadas para cada subconjunto), que además difieren en su colocación delinear donde un subconjunto termina y empieza otro. Estas diferencias probablemente reflejan el hecho de que los monocitos existen como un continuo de células, diferenciando desde clásico a no clásica, en lugar de poblaciones claramente distintas. Sin embargo, debido a las variaciones en las técnicas para la identificación de los subconjuntos se pueden llevar a diferencias en las proporciones de subconjunto de monocito calculado, es importante que el método bloquea es razonablemente objetiva más que subjetiva, como esto que el método más robusta y reproducible. Algunos estudios usan un control de isotipo para CD16 para determinar la frontera entre los subconjuntos clásicos e intermedios30. Por otra parte, para definir la separación entre productos intermedios y no clásicos, se ha propuesto que la línea de corte puede ser vertical u oblicua, con la opción hasta los investigadores, la salvedad de que debe ser reproducible, pero una puerta rectangular se ha recomendado para facilitar las comparaciones entre estudios13,30,31. Aquí, mayor objetividad fue obtenida por trazar los datos en una trama de cebra y aplicación de las normas visuales objetivas, porque parcelas de zebra proporcionan un cue de visualización adicional mezclando degradado de color a cada bin igual probabilidad sobre una parcela de contorno tradicional. El borde derecho del subconjunto clásico se señaló que la población se distribuye uniformemente alrededor de la mediana de la población. La división entre los intermediarios y no clásicos también fueron estandardizada por tener la base de los productos intermedios se alinean con la parte inferior de los círculos concéntricos dentro de la población clásica (es decir, la población intermedia claramente expresa altos niveles de CD14, según la nomenclatura estándar1).
Mientras que algunos estudios han sugerido el uso de marcadores adicionales, tales como C-C chemokine receptor tipo 2 (CCR2) o 6-sulfo LacNAc (SLAN) para la obtención exitosa enumeración de monocitos y revelar su significación clínica32,33 , en nuestras manos el nivel de expresión de los marcadores funcionales de muchos monocitos varía ampliamente entre individuos14. Dicha variación puede limitar la utilidad de estos marcadores para definir subconjuntos basados en su expresión. Enfoques computacionales automatizados también se han utilizado para visualizar y cluster subconjuntos de monocito incluyendo visual interactivo estocástico vecino incrustación (viSNE), t-distribución estocástica vecino incrustación (tSNE) o progresión de Spanning-tree Análisis de eventos normalizado de densidad (espada)34,35, que puede proporcionar una representación visual de las células basadas en el conjunto de múltiples marcadores utilizados. Mientras que esto se ha demostrado para aumentar la precisión de la estrategia bloquea en clasificación de subconjunto de monocitos, es reconocido que un inconveniente es la cantidad de anticuerpos (y canales de fluoróforo correspondientes). Su utilidad dependerá de las preguntas se formulan; la complejidad adicional puede no estar justificada, por ejemplo, en estudios de enumeración.
Cerrada con nuestra técnica de monocitos muestran proporciones en consonancia con la literatura y la expresión de marcadores de superficie de los tres subconjuntos puede ser fácilmente determinada. En general, la técnica y la metodología explicada aquí proporciona un método estandarizado y sencillo de enumeración proporciones de subconjunto de monocitos y la evaluación de expresión superficial del marcador, que puede ampliarse para incluir otros marcadores, así, de tal modo validar sus papeles funcionales en varias otras condiciones.
The authors have nothing to disclose.
Citometría de flujo se realizó en las instalaciones de centrales de citometría de flujo que es apoyado por el Instituto de Westmead para médico investigación, Westmead Hub, cáncer Instituto de investigación New South Wales y nacional de salud y Consejo de investigación médica. Este estudio fue apoyado por el fondo de educación e investigación de química clínica.
BD vacutainer blood collection set | Becton Dickinson | 367286 | |
BD vacuitainer K2E 5.5 mg plus blood collection tubes -3.0 ml | Becton Dickinson | 7128959 | |
Phospahate Buffered Saline (PBS) | Lonza | 17-516F | |
5ml polystyrene round bottom FACS tube (12 x 75 mm style) | Invitro technologies | 352054 | |
V450 Mouse Anti-Human CD14 Antibody [MφP9] | BD Biosciences | 560349 | |
APC Mouse monoclonal Anti-CD16 Antibody [3G8] | Abcam Australia | ab140477 | |
Per CP Anti-Human HLA-DR Antibody [L243] | BioLegend | 307628 | |
PE Mouse IgG1 κ Isotype Control [MOPC-21] | BD Biosciences | 555749 | Lot # 4283901 |
PE Mouse Anti-Human CD163 Antibody [GHI/61] | BD Biosciences | 556018 | Lot # 2335626 |
PE Mouse Anti-Human CD64 Antibody [10.1] | BD Biosciences | 558592 | Lot # 36768 |
PE Mouse Anti-Human CD86 Antibody [2331 (FUN-1)] | BD Biosciences | 555658 | Lot # 3109766 |
PE Mouse Anti-Human CD11b/Mac-1 Antibody [ ICRF44] | BD Biosciences | 561001 | Lot # 3228959 |
PE Mouse IgG2A Isotype control [20102] | R&D Systems | IC003P | Lot # 1212031 |
PE Human TNF RII/TNFRSF1B Antibody [22235] | R&D Systems | FAB226P | Lot # 612051 |
PE Mouse IgG1, κ Isotype Control [MOPC-21] | BioLegend | 400112 | Lot # B220359 |
PE Anti-human CD93 Antibody [VIMD2] | BioLegend | 336107 | Lot # B143544 |
PE Mouse Anti-Human CD3 Antibody [SK7] | BD Biosciences | 347347 | Lot # 3010929 |
PE Mouse Anti-Human CD19 Antibody [HIB19] | BD Biosciences | 561741 | Lot # 2307721 |
PE Mouse Anti-Human CD56 Antibody [B159] | BD Biosciences | 561903 | Lot # 3011796 |
PE Anti-human CD66b Antibody [G10F5] | BioLegend | 305105 | Lot # B154037 |
OptiLyse C | Beckman Coulter | A11895 | |
Formaldehyde solution 37% | Sigma | F1635 | |
BD FACSCanto II Flow Cytometer | BD Biosciences | ||
Automatic haematology analyser, XT-1800i | Sysmex | ||
Centrifuge GS-6R | Beckman | ||
Flowjo software v10.0.7 | Tree Star Inc |