هنا نبلغ عن بروتوكول للقياس الكمي والتمايز بين الخلايا اللمفاوية B لعضلة القلب بناء على موقعها في الفضاء داخل الأوعية الدموية أو البطانية باستخدام قياس التدفق الخلوي.
تظهر مجموعة متزايدة من الأدلة أن الخلايا اللمفاوية البائية تلعب دورا مهما في سياق فسيولوجيا عضلة القلب وتكييف عضلة القلب مع الإصابة. ومع ذلك ، فإن الأدبيات تشير إلى بيانات متناقضة حول انتشار الخلايا البائية لعضلة القلب. تم الإبلاغ عن أن الخلايا البائية هي من بين الخلايا المناعية الأكثر انتشارا في قلب القوارض أو أنها موجودة ، ولكن بمعدل انتشار أقل بشكل ملحوظ من الخلايا النخاعية ، أو نادرة جدا. وبالمثل ، وصفت عدة مجموعات أن عدد الخلايا البائية لعضلة القلب يزداد بعد إصابة عضلة القلب الإقفارية الحادة ، لكن مجموعة واحدة لم تبلغ عن أي تغييرات في عدد الخلايا البائية لعضلة القلب المصابة. يعد تنفيذ طريقة مشتركة وقابلة للتكرار لتقييم انتشار الخلايا البائية لعضلة القلب أمرا بالغ الأهمية لتنسيق الملاحظات من مجموعات البحث المختلفة وبالتالي تعزيز تقدم دراسة تفاعلات عضلة القلب للخلايا البائية. بناء على تجربتنا ، من المحتمل أن تنبع الملاحظات المتناقضة على ما يبدو الواردة في الأدبيات من حقيقة أن الخلايا البائية لعضلة القلب في الفئران تكون في الغالب داخل الأوعية الدموية ومتصلة ببطانة الأوعية الدموية الدقيقة. لذلك ، فإن عدد الخلايا البائية المستعادة من قلب الفئران حساس بشكل رائع لظروف التروية المستخدمة لتنظيف العضو وطريقة الهضم المستخدمة. نبلغ هنا عن بروتوكول محسن يمثل هذين المتغيرين المهمين بطريقة محددة. يمكن هذا البروتوكول من إجراء تحليل قابل للتكرار وقائم على قياس التدفق الخلوي لعدد الخلايا البائية لعضلة القلب في الفئران ويسمح للباحثين بالتمييز بين الخلايا البائية خارج الأوعية الدموية مقابل الخلايا البائية لعضلة القلب داخل الأوعية الدموية.
الخلايا الليمفاوية البائية خلايا مناعية عالية التخصص تلعب دورا مهما في كل من الاستجابات المناعية التكيفية والفطرية1. هناك مجموعتان رئيسيتان من الخلايا البائية: مجموعة أصغر من خلايا B1 التي يتم إنتاجها في الغالب خلال الحياة الجنينية ، ومجموعة كبيرة من خلايا B2 التي يتم إنتاجها في حياة البالغين في نخاع العظم1. بعد النضج في نخاع العظم ، تهاجر الخلايا البائية إلى الأعضاء اللمفاوية الأولية والثانوية. من هناك يتم إعادة تدويرها باستمرار بين الأعضاء اللمفاوية التي تنتقل عبر الأوعية الدموية والأوعية اللمفاوية2. تعبر الخلايا البائية عن أجسام مضادة محددة على سطحها ، والتي تعمل كمستقبلات. عندما تواجه الخلايا البائية مولد ضد يرتبط بمستقبلاتها ، يمكن تشغيل إشارة تنشيط. تهاجر الخلايا البائية المنشطة إلى الأنسجة حيث تم العثور على المستضد أو تعود إلى نخاع العظم حيث يمكن أن تنضج إلى خلايا بلازما منتجة للأجسام المضادة 3,4.
في الآونة الأخيرة ، كان من المقدر أن القلب يؤوي عددا كبيرا من الخلايا البائية. أظهرت الدراسات التي أجريت على القوارض أن الخلايا البائية تستعمر القلب مبكرا أثناء التطور الجنيني5 ، وأن الخلايا البائية المرتبطة بعضلة القلب هي في الغالب خلايا B2 داخل الأوعية الدموية والساذجة الملتصقة بالبطانة 6,7 ، مع نسبة صغيرة من خلايا B1 7. لا يزال هناك العديد من مجالات عدم اليقين ، لكن البيانات المتاحة تشير إلى أن الخلايا البائية تلعب دورا مهما في كل من القلب الساذج وفي سياق تكيف عضلة القلب مع الإصابة.
أظهرت الدراسات التي أجريت على قلب الفئران الساذج أنه عند خط الأساس ، توجد الخلايا البائية لعضلة القلب في الغالب في الفضاء داخل الأوعية الدموية ، ملتصقة بالبطانة (تم العثور على >95٪ من الخلايا البائية القلبية للفئران موجودة في الفضاء داخل الأوعية). وجد أن هذه الخلايا البائية لها أنماط تعبير جيني مختلفة عن تلك الموجودة في الخلايا البائية المنتشرة المعزولة من الدم المحيطي. وجد تحليل القلوب الساذجة من الحيوانات التي تعاني من نقص الخلايا البائية والضوابط المتزامنة أن الحيوانات التي تفتقر إلى الخلايا البائية لديها قلوب أصغر وجزء طرد أعلى6. تشير كل هذه الأدلة إلى أن الخلايا البائية قد تعدل نمو عضلة القلب و / أو وظيفة عضلة القلب ، وأنه ليس فقط الخلايا البينية ولكن أيضا الخلايا البائية داخل الأوعية الدموية يمكن أن تكون مسؤولة عن مثل هذه الملاحظات. كما تم العثور على الخلايا البائية لتعديل النمط الظاهري للبلاعم المقيمة في عضلة القلب8.
أظهرت العديد من الدراسات أن الخلايا البائية تلعب دورا مهما في سياق تكيف عضلة القلب مع الإصابة8،9،10،11،12،13. تتراكم الخلايا البائية بشكل عابر في القلب المصاب ، على الأرجح من خلال آلية تعتمد على CXCL13-CXCR511,13. من هناك ، تعزز الخلايا البائية إعادة تشكيل القلب المعاكس من خلال العديد من الآليات التي تشمل تجنيدالخلايا الوحيدة بوساطة السيتوكين 9,12. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للخلايا البائية إنتاج أجسام مضادة ضد بروتينات القلب التي يمكن أن تعزز امتداد تلف القلب وإعادة تشكيل القلب الضار من خلال عدة آليات 14،15،16،17،18،19،20،21،22،23،24،25 . يمكن للخلايا البائية أيضا أن تمارس تأثيرات وقائية على القلب المصاب من خلال إفراز IL-1010.
مع تزايد عدد المجموعات التي تبحث في دور الخلايا البائية في القلب الساذج والمصاب ، أصبح من المهم أكثر فأكثر تحديد البروتوكولات المشتركة لتحديد وتقييم الخلايا البائية لعضلة القلب بشكل صحيح وبالتالي تجنب التناقضات التي بدأت بالفعل في الظهور في الأدبيات. حتى الآن ، تم الإبلاغ عن أن الخلايا البائية هي واحدة من أكثر الخلايا المناعية انتشارا في قلب القوارض7 وأنها موجودة بمعدل انتشار أقل بشكل ملحوظ من الخلايا النخاعية 26,27 ، أو أن تكون نادرة جدا 28. وبالمثل ، وصفت عدة مجموعات أن عدد الخلايا البائية لعضلة القلب يزداد بعد إصابة عضلة القلب الإقفارية الحادة7،9،13 ، لكن مجموعة واحدة أبلغت عن عدم وجود تغييرات في عدد الخلايا البائية لعضلة القلبالمصابة 29. نادرا ما تقدم الدراسات التي أجريت على الخلايا المناعية القلبية تفاصيل عن حالات التروية ولا يوجد إجماع على ظروف الهضم. نظرا لأن نسبة كبيرة من الخلايا البائية في قلب القوارض تكون داخل الأوعية الدموية ويعتمد استخراج الخلايا المناعية من عضلة القلب بشكل كبير على طريقة الهضم المستخدمة ، فقد تكون الاختلافات المبلغ عنها في الأدبيات نتيجة للاختلافات في تروية الأعضاء وهضم الأنسجة.
تظهر هنا طريقة مفصلة للقياس الكمي القائم على قياس التدفق الخلوي للخلايا البائية لعضلة القلب في الفئران والتي تزيد من عائد استعادة الخلايا البائية من خلال تحسين ظروف التروية والهضم وتسمح بالتمييز بين الخلايا البائية داخل الأوعية الدموية مقابل الخلايا البائية لعضلة القلب خارج الأوعية الدموية6. هذا البروتوكول هو تكييف وتحسين البروتوكولات المماثلة الأخرى التي تميز بين الخلايا المناعية داخل الأوعية الدموية والخلالية28،30،31.
في هذا البروتوكول ، نقوم بتوحيد نضح عضلة القلب للقضاء على الخلايا البائية العائمة في الفضاء داخل الأوعية دون إزالة الخلايا البائية ذات الصلة بيولوجيا الملتصقة ببطانة الأوعية الدموية الدقيقة. علاوة على ذلك ، بناء على البروتوكولات السابقة التي وصفت استخدام الحقن الوريدي للأجسام المضادة لتمييز الخلايا المناعية داخل الأوعية الدموية عن الخلايا المناعية الخلالية32 ، والاستفادة من حقيقة أن الخلايا البائية تعبر عن العلامة السطحية B22033 ، نوضح كيفية التمييز بين الخلايا البائية داخل الأوعية الدموية مقابل خلايا عضلة القلب خارج الأوعية الدموية من خلال الحقن داخل الأوعية لجسم مضاد خاص ب B220 مباشرة قبل التضحية بالحيوانات والتروية القلبية. هذا البروتوكول ذو صلة بأبحاث أي عالم مهتم بما في ذلك تحليل الخلايا البائية لعضلة القلب في القلب الساذج والمصاب. سيؤدي التنفيذ الواسع النطاق لهذا البروتوكول إلى تقليل التناقضات بين المجموعات البحثية ، وسيسمح بتحليل التغييرات في تجمعات الخلايا البائية داخل الأوعية الدموية وخارج الأوعية الدموية ، وبالتالي سيعزز تقدم الاكتشافات في مجال مناعة القلب.
باختصار ، يمثل البروتوكول سير عمل محسنا لتحديد وتحليل الخلايا البائية لعضلة القلب عبر قياس التدفق الخلوي ، وفي نفس الوقت التمييز بين الخلايا الموجودة في الفضاء خارج الأوعية الدموية والفضاء داخل الأوعية الدموية.
تشير مجموعة متزايدة من الأدلة إلى أن الخلايا البائية تلعب دورا مهما في سياق فسيولوجيا عضلة القلب وإعادة تشكيل / التكيف مع الإصابة7،8،9،10،11،12،13،36.…
The authors have nothing to disclose.
تم تمويل هذه الدراسة من خلال منح NHLBI 5K08HLO145108-03 و 1R01HL160716-01 الممنوحة لويجي أدامو.
تم تمويل مقياس التدفق الخلوي Aurora المستخدم لتطوير هذه الدراسة من قبل NIH Grant S10OD026859. نحن نعترف بدعم JHU Ross Flow Cytometry Core.
Alexa Fluor 700 anti-mouse/human CD11b Antibody | 101222 | BioLegend | 100 µg 200 µL |
(CellTreat 29481) Cell Strainer, 40 µm, Blue | QBIAP303 | Southern Labware | |
0.5 mL Natural Microcentrifuge Tube | 1605-0000 | SealRite, USA Scientific | |
0.9% Sodium Chloride Injection, USP | 114-055-101 | Quality Biological | 0.90% |
1.5 mL Natural Microcentrifuge Tube | 1615-5500 | SealRite, USA Scientific | |
10 µL Graduated TipOne Filter Tips | 11213810 | USA Scientific | |
1000 µL Graduated TipOne Filter Tips | 11267810 | USA Scientific | |
15 mL Centrifuge Tube, Plug Seal Cap, Polypropylene, RNase-/DNase-free | 430052 | Corning | |
1-Way Stop Valve, Polycarbonate | SVPT951 | ECT Manufacturing | |
2,2,2-Tribromoethanol | T48402 | Sigma-Aldrich | |
200 µL Graduated TipOne Filter Tips | 11208810 | USA Scientific | |
3-Way Stop Valve, Polycarbonate | SVPT953 | ECT Manufacturing | |
5 mL Polystyrene Round-Bottom Tube, 12 x 75 mm style | 352054 | Falcon, a Corning Brand | |
50 mL Centrifuge Tube, Plug Seal Cap, Polypropylene, RNase-/DNase-free | 430290 | Corning | |
ACK (Ammonium-Chloride-Potassium) Lysing Buffer | 118-156-101 | Quality Biological | Osmolality: 290 + or -5% mOsm/Kg H20 |
Adapter 4x50ml, for 250 mL rectangular bucket in Rotor A-4-63 | 5810759005 | Eppendorf | |
Adapter for 15 mL Centrifuge Tubes, 9 Tubes per Adapter, Conical Bottom for use with Rotor Model A-4-62 | 22638289 | Eppendorf | |
Adapter for 15 round-bottom tubes 2.6 – 7 mL, for 250 mL rectangular bucket in Rotor A-4-62 | 22638246 | Eppendorf | |
Aluminum Foil 12 in x 75' Roll .0007 | UPC 109153 | Reynolds Wrap | |
Anesthesia Induction Chamber – Mouse | RWD-AICMV-100 | Conduct Science | |
BD Luer Slip Tip Syringe with attached needle 25 G x 5/8 in., sterile, single use, 1 mL | 309626 | BD Becton, Dickinson and Company | |
Brandzig Ultra-Fine Insulin Syringes 29G 1cc 1/2" 100-Pack | CMD 2613 | Brandzig | |
Brilliant Violet 421 anti-mouse CD19 Antibody | 115537 | BioLegend | 50 µg/mL |
CAPS for Flow Tubes w/strainer mesh 35 µm, Dual position for 12 x 75 mm tubes, sterile | T9009 | Southern Labware | |
Carbon Dioxide USP E CGA 940 | CD USPE | AirGas USA | |
Cole-Parmer Essentials Low-Form Beaker, Glass, 500 mL | UX-34502-46 | Cole-Parmer | |
Collagenase 2 | LS004176 | Sigma-Aldrich | |
Connector brass chrome plated 1/4" female NPT x 1/4" barb | Y992611-AG | AirGas USA | |
Cytek Aurora Flow Cytometer | Cytek Biosciences | ||
Diss 1080 Nipple 1/4 BARB CP | M-08-12 | AirGas USA | |
DNase I – 40,000 U | D4527 | Sigma-Aldrich | |
Easypet 3 – Electronic Pipette Controller | 4430000018 | Eppendorf | |
Electronic Balance, AX223/E | 30100606 | Ohaus Corp. | |
Eppendorf 5810R centrifuge | 5810R | Eppendorf | |
Eppendorf Research plus 1-channel variable pipettes | Eppendorf | ||
FlowJo 10.8.1 | BD Becton, Dickinson and Company | ||
GLACIERbrand, triple density Ice Pan (IPAN-3100) | Z740287 | Heathrow Scientific | |
HBSS (1x) – Ca2+ [+] Mg2+ [+] | 14025076 | gibco | 1x |
Hyaluronidase | H3506 | Sigma-Aldrich | |
Kelly Hemostats, Straight | 13018-14 | Fine Science Tools | |
Luer Slip Syringe sterile, single use, 20 mL | 302831 | BD Becton, Dickinson and Company | |
M1 Adj. Reg 0-100 PSI/CGA940 | M1-940-PG | AirGas USA | |
McKesson Underpads, Moderate | 4033-CS150 | McKesson | |
Navigator Multi-Purpose Portable Balance | NV2201 | Ohaus Corp. | |
PBS pH 7.4 (1X) Ca2+ [-] Mg2+ [-] | 10010023 | gibco | 1x |
PE anti-mouse/human CD45R/B220 Antibody | 103208 | BioLegend | 200 µg/mL |
PerCP/Cyanine5.5 anti-mouse CD45 Antibody | 103132 | BioLegend | 100 µg 500 uL |
Petri dish, Stackable 35 mm x 10 mm Sterile Polystyrene | FB0875711YZ | Fisher Scientific | |
Pkgd: Diss 1080 Nut/CO2/CO2-02 | M08-1 | AirGas USA | |
Powerful 6 Watt LED Dual Goose-Neck Illuminator | LED-6W | AmScope | |
PrecisionGlide Needle 25 G x 5/8 (0.5 mm x 16 mm) | 305122 | BD Becton, Dickinson and Company | |
Purified Rat Anti-Mouse CD16/CD32 (Mouse BD Fc Block) Clone 2.4G2 (RUO) | 553141 | BD Becton, Dickinson and Company Biosciences | 0.5 mg/mL |
R 4.1.1 | The R Foundation | ||
Razor Blades | 9501250000 | Accutec Blades Inc | |
Regulator analytical two stage 0-25 psi delivery CGA320 3500 psi inlet | Y12244A320-AG | AirGas USA | |
Rotor A-4-62, incl. 4 x 250 mL rectangular buckets | Rotor A-4-62 | Eppendorf | |
Serological pipette, plugged, 10 mL, sterile, non-pyrogenic/endotoxin-free, non-cytotoxic, 1 piece(s)/blister | 86.1254.001 | Sarstedt AG & Co KG | |
Sigma label tape | L8394 | Sigma-Aldrich | |
SpectroFlo 3.0.0 | Cytek Biosciences | ||
Spex VapLock Luer Fitting, PP, Straight, Male Luer Lock x 1/8" Hose Barb; 1/EA | MTLL230-6005 | Spex | |
Std Wall Lab Tubing, Size S2, Excelon, 1/8" ID x 3/16" OD x 1/32" Wall x 50' Long | CG-730-003 | Excelon Laboratory | |
Syringe PP/PE without needle, 3 mL | Z683566 | Millipore Sigma | |
Syringe pump | 55-1199 (95-240) | Harvard Apparatus | |
Thomas 3-Channel Alarm Timer TM10500 | 9371W13 | Thomas Scientific | |
Tube Rack, 12 positions, 6 for 5.0 mL and 15 mL tubes and 6 for 25 mL and 50 mL tubes, polypropylene, numbered positions, autoclavable | 30119835 | Eppendorf | |
Tube Rack, 12 positions, for 5.0 mL and 15 mL tubes, polypropylene, numbered positions, autoclavable | 30119827 | Eppendorf | |
TYGON R-3603 Laboratory Tubing, I.D. × O.D. 1/4 in. × 3/8 in. | T8913 (Millipore Sigma) | Tygon, Saint-Gobain | |
Vortex-Genie 2 | SI-0236 | Scientific Industries, Inc. | |
VWR Dissecting Forceps with Guide Pin with Curved Tips | 89259-946 | Avantor, by VWR | |
VWR Dissecting Scissors, Sharp Tip, 4½" | 82027-578 | Avantor, by VWR | |
VWR Incubating Orbital Shaker, Model 3500I | 12620-946 | Avantor, by VWR | |
Zombie Aqua Fixable Viability Kit | 423102 | BioLegend |