Macropinocytosis, 대규모 일반적인 유체 이해, 임상 생물학 면역학, 감염, 암, 및 신경 퇴행 성 질환 등의 많은 분야에서 중요 하다. 여기, 기존 기술을 높은 처리량, 단일 셀 해상도 macropinocytosis 모델 유기 체 Dictyostelium discoideum 를 사용 하 여 macropinocytosis의 측정 cytometry 흐름 수 있도록 적응 되었습니다.
Macropinocytosis에 의해 대규모 일반적인 유체 통풍 관은 특정 암 세포, 항 샘플링, 호스트 세포 내 습 및 신경 퇴행 성 질환의 확산의 확산에 대 한 중요 하다. Dictyostelium discoideum 아메바의 일반적으로 사용 되는 실험실 긴장 매우 높은 유체 흡수 속도 영양소 매체, 90% 이상의 이다 macropinocytosis 때문에 성장 하는 때 있다. 또한, 많은 포유류 macropinocytosis의 알려진된 핵심 구성 요소 macropinocytosis를 공부 하는 우수한 모델 시스템을 만드는 존재도 있습니다. 여기, 형광 dextran 레이블로 사용 하 여 내 면된 유체 측정 표준 기술을 96 잘 접시 형식에 적응 cytometry 높은 처리량 샘플링 (HTS) 첨부 파일을 사용 하 여 분석 하는 샘플입니다.
셀 시간, 얼음 처럼 차가운 버퍼에 침수에 의해 세척 하 고 5mm 나트륨 아 지 드, exocytosis 중지를 사용 하 여 분리의 미리 정해진 길이 아닌 quenchable 형광 dextran은 먹인 다. 각 잘에서 셀 다음 cytometry에 의해 분석 된다. 메서드 또한 막 통풍 관 및 형광 구슬 또는 박테리아의 먹어서 측정 적용할 수 있습니다.
이 메서드는 높은 처리량, 노동 및 리소스 효율적인 방식으로 Dictyostelium 에 의해 유체 통풍 관의 측정을 허용 하도록 설계 되었습니다. 그것은 여러 변종 (예: 녹아웃 유전자의 돌연변이)의 동시 비교를 허용 한다 (예: 다른 미디어에서 세포 또는 억제제의 다른 농도로 처리) 병렬에서 시간 과정을 단순화.
2세포 면역에 의해 항 원 샘플링을 포함 하 여, 병원 체 항목 호스트 셀3, 암 세포 확산4 macropinocytosis에 의해 대규모 일반적인 유체 통풍 관은 여러 생물 학적 상황1, 중요 한과 프리온 질병5의 확산. 포유류 및 Dictyostelium 세포, 말라6,7, 파이 (3,4,5) P38,,910 (비록는 지질의 정확한 본질은 두11다릅니다) 활성화 Ras12,13, 그리고 활성화 된 Rac14,15 macropinocytosis에 의해 효율적인 유동성 통풍 관에 대 한 중요 하다 macropinocytic 패치는 어떻게 하는 것에 대 한 많은 의문점이 남아 있지만 형성, 조직 되 고 결국 내 면. Macropinocytosis의 보다 포괄적인 이해를의 개발을 허용 하도록 더 많은 단백질 macropinocytosis, 그리고 어떻게 그들은 다양 한 생물학 문맥에서 중요 하다의 후속 결정에 대 한 중요 한 발견 다양 한 조건에 대 한 치료 대상.
Dictyostelium macropinocytosis을 공부에 대 한 이상적인 모델 시스템입니다. 표준 실험실 긴장에 제정 macropinocytosis의 높은 수준을 의미 그 유체 통풍 관 이상 90% macropinocytosis6인. Macropinocytosis를 전적으로 macropinocytosis 때문에 유체 통풍 관의 비율은 훨씬 낮은 포유류 세포와는 달리 액체 통풍 관을 결정 하 여 측정 될 수 있습니다. Macropinocytosis는 너무 잘 정의 하 고이 시스템에 쉽게 시각된12 마찬가지로 조사에 대 한 뚜렷한 장점을 핵심 보존된 구성 요소는 macropinosome의 다른 시스템에 제공 여러 규제 신호 될 수 있습니다 16 , 17.
포유류 세포에 의해 macropinocytosis를 측정 하는 데 사용 표준 기법 dextran 긍정적인 소포18차지 하는 셀의 영역을 결정 하는 현미경 뒤 짧은 기간 동안 dextran와 펄스 후 세포를 고정 한다. 그러나이 기술은 macropinosomes Dictyostelium19에 보고 되었습니다 하 고 내 면 볼륨을 의미 하는 셀의 단일 평면 고려만 셀을 입력 시 축소의 가능성에 대 한 고려 하지 않습니다. 명확 하지 않습니다. Macropinosomes는 주어진된 시간에, 내 면의 수를 계산의 대체 기술,20같은 단점이 있다. Dictyostelium 를 사용 하 여 이러한 문제를 피할 수 그러나, Dictyostelium 에 의해 유체 통풍 관 측정에 대 한 기존 기술을 상대적으로 노동 집약, 대형을 사용 하 여 셀 및 dextran21양의 있습니다. 셀은 형광 dextran 및 예제는 fluorimeter를 사용 하 여 내 면된 형광의 결정에 대 한 다양 한 시간 지점에서 제거에 높은 밀도에서 동요. 이 낮은 처리량 남아 있지만 cytometry 얻을 인구 수준, 해상도22, 보다는 오히려 단일 셀에 의해 셀이 방법이으로 준비를 분석할 수 있습니다.
여기, 형광 dextran 레이블로 사용 하 여 내 면된 유체 측정 표준 기술을 96 잘 접시 형식에 적응 cytometry 높은 처리량 샘플링 (HTS) 첨부 파일을 사용 하 여 분석 하는 샘플입니다. 셀 시간, 얼음 처럼 차가운 버퍼에 침수에 의해 세척 하 고 5mm 나트륨 아 지 드, exocytosis 중지를 사용 하 여 분리의 미리 정해진 길이 아닌 quenchable 형광 dextran은 먹인 다. 각 잘에서 셀 다음 cytometry에 의해 분석 된다. 이 방법은 위의 방법의 한계를 극복 하 고 적은 리소스를 사용 하 여 관련된 노동 감소 하는 동안 긴장/조건 다 수의 유체 통풍 관의 동시 비교를 허용 하도록 설계 되었습니다.
다른 방법으로 유체 통풍 관을 평가 하는 낮은 처리량, macropinocytosis, 막 통풍 관의 높은 처리량 측정을 허용 하는이 방법에서는, 중요 한 단계는 제자리에서 세포와 세포를 분리 하려면 나트륨 아 지 드를 사용 하 여 세척 또는 Dictyostelium에 의해 식 균 작용입니다. 세포 표면에 부착 하 고 매체 아니다, 그들은 그들 주위 매체 처음 던져진 동안 왼쪽 연결 하 고 버퍼에 침수에 의해 변경 고 다시 던져진. 나트륨 아 지 드, 셀룰러 ATP 고갈 시킨다 고 막30depolarizes, 세포를 분리 하는 데 사용 하 고 또한 세포 생존24를 영향을 주지 않고 exocytosis를 방지 합니다.
이유 왜 특정 스트레인 또는 조건 변경 유체 통풍 관을 확립 유체 통풍 관의 매우 정확 하 게 측정을 매우 신속 하 게 준다 cytometry macropinocytosis Dictyostelium 에 의해 측정을 사용 하 여 추가 조사를 사용 하 여 현미경 검사 법은 필요한24. 또한 주목 해야 한다 그 이전에 게시 결과, 경우에 따라 표시 유체 이해에 차이 (이 경우) 처럼 표면에 성장 하는 돌연변이 체 긴장에 의해 또는 서 스 펜 션 (표준 프로토콜)로31떨고. 이 메서드를 사용 하는, 드문 경우에, 명백한 유체 글귀 결함 보고는 의미 합니다. 또한, 식 균 작용을 측정할 때 입자의 낮은 농도 에서만 사용할 수 있습니다. 먹어서가이 기법으로 판별할 수 있는 최대 속도 여전히 긴장과 조건24사이 식 균 작용에 관련 된 차이 측정 가능 하지만 실제 최대 보다 훨씬 이다. 식 균 작용의 최대 속도 확인 하려면 통풍 관 대체 프로토콜27에 의해 정지를 떨고에 측정 해야 합니다. 그래서이 수정 해야 합니다에 따라 교류 cytometer 설정할 때 셀 비즈를 phagocytosed 측면 분산형, 증가 했다.
그러나 Cytometry 포유류 세포32에서 유체 이해를 측정 하는 데 사용할 수 있습니다, 그리고 액체의 더 높은 비율 단계 이해 다른 endocytic 경로 의해 Dictyostelium 에서 보다는 관심사. 또한, 세포는 더 내 면된 dextran의 endocytic 진행 수 있도록 37 ° C에서 트립 신을 사용 하 여 분리 일반적으로. 얼음 처럼 차가운 나트륨 아 지 드 표면 (윌리엄스, 관찰 되지 않은),이 기술을 더 최적화 없이 포유류 세포에 적용 되지 않습니다 만들기에서 분리 하는 세포를 발생 하지 않습니다.
Macropinocytosis의 높은 처리량 측정 Dictyostelium 세포에 억제제, 유전자 변이 또는 유전자 최저의 효과 대 한 신속 하 고 저렴 하 게 화면에 사용 될 가능성이 있다. 돌연변이 직접 부모에 비해 항상 한다. 독자는 Dictyostelium 스트레인에 대 한 기본 설정이 없습니다 이전, DdB 등 NC4 비 axenic 긴장 더 “야생-타입” axenic 것 들 보다는 하 고 axenic 긴장33으로 효과적으로 조작할 수 있습니다. 그렇지 않으면, Ax2 긴장 되는 axenic는 적은 게놈 중복34, 동안 a x 4의 많은 변종 중부 A 녹아웃 해야와 긴장 피해 가능 하면23. 이전에 게시 긴장 가장35Dicty 재고 센터 주문할 수 있습니다.
이 기술은 다른 조건, 저 해제 및 Dictyostelium에 의해 macropinocytosis에 돌연변이의 효과로 가능 했던 것 보다 더 큰 조사 가능성을 허용 한다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 의료 연구 위원회 영국 코어 (U105115237) RRK 자금에 대 한 감사 합니다.
LSR_II flow cytometer | BD Biosciences | – | Other Flow cytometers can also do this role, e.g. the LSRFortessa by BD |
TRITC-dextran (155 kDa) | Sigma-Aldrich | T1287 | Other non-quenchable dextrans, and other sizes are also fine |
HL5 medium | Formedium | HLGCFG | |
96-well tissue culture plate | Corning | 3596 | Any flat-bottom tissue culture treated 96-well plate will work |
Dihydrostreptomycin sulfate | Sigma-Aldrich | PHR1517 | |
Ampicillin sodium | Formdium | AMP50 | |
Kanamycin monosulfate | Sigma-Aldrich | 60615 | |
Sodium azide | VWR | 103694M | |
Magnesium sulfate hydrate | VWR | 25169.295 | |
Calcium chloride dihydrate | VWR | 1.02382.0250 | |
Potassium dihydrogen phopshate | VWR | 1.04877.1000 | |
Di-potassium hydrogen phosphate | VWR | 1.05104.1000 | |
Fluorimeter | Perkin-Elmer | LS 50 B | |
FM1-43 | Thermofisher | T35356 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 1.00 µm | Polysciences | 15702-10 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 1.50 µm | Polysciences | 09719-10 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 1.75 µm | Polysciences | 17687-5 | |
Fluoresbrite YG-carboxy microspheres 2.00 µm | Polysciences | 09847-5 | |
Texas Red E. coli bioparticles | Thermofisher | E2863 | |
Flow-set fluorospheres | Beckman Coulter | 6607007 | Calibration Beads |
SM agar | Formedium | SMACFG | |
0.22 µm syringe filter | Elkay Laboratory Products | E25-PS22-50S | |
10 mL Syringe | Becton Dickinson | 302188 | |
Round-bottom polystyrene tubes | Corning | 352058 | Use a tube that will fit onto your flow cytometer. |
70 µm cell strainer | Falcon | 352350 | |
50 mL centrifuge tube | Sarstedt | 62.547.004 | |
Repeating pipette | Eppendorf | M4-SK | |
5 mL repeating pipette tips | Eppendorf | 30089650 | |
DMSO | Sigma-Aldrich | D2650-100ML | |
LY294002 | Cayman Chemical Company | 70920 | |
Nocodazole | Sigma-Aldrich | M1404-2MG |