Summary

フローサイトメトリーによる心筋B細胞の定量および分析(英語)

Published: August 17, 2022
doi:

Summary

ここでは、フローサイトメトリーを用いた血管内または内皮腔内の位置に基づく心筋Bリンパ球の定量と分化のためのプロトコルを報告します。

Abstract

Bリンパ球が心筋生理学および傷害への心筋適応の文脈において重要な役割を果たすことを示す証拠が増えています。しかし、文献は心筋B細胞の有病率に関する対照的なデータを報告しています。B細胞は、げっ歯類の心臓で最も一般的な免疫細胞の中にあるか、存在すると報告されていますが、骨髄系細胞よりも有病率が著しく低いか、非常にまれです。同様に、いくつかのグループは、急性虚血性心筋損傷後に心筋B細胞の数が増加すると記載しているが、1つのグループは、損傷心筋のB細胞数に変化がないことを報告した。心筋B細胞の有病率を評価するための共有された再現可能な方法の実装は、さまざまな研究グループからの観察を調和させ、B細胞心筋相互作用の研究の進歩を促進するために重要です。私たちの経験に基づくと、文献で報告されている一見対照的な観察結果は、マウス心筋B細胞がほとんど血管内であり、微小血管内皮に接続されているという事実に由来する可能性があります。したがって、マウス心臓から回収されるB細胞の数は、臓器をきれいにするために使用される灌流条件と使用される消化方法に非常に敏感です。ここでは、これら2つの重要な変数を特定の方法で説明する最適化されたプロトコルを報告します。このプロトコルは、マウス心筋B細胞の数の再現性のあるフローサイトメトリーベースの分析を可能にし、研究者が血管外心筋B細胞と血管内心筋B細胞を区別することを可能にします。

Introduction

Bリンパ球は高度に特殊化された免疫細胞であり、適応免疫応答と自然免疫応答の両方に重要な役割を果たしています1。B細胞には2つの主要な集団があります:主に胚期に産生されるB1細胞のより小さな集団と、骨髄1で成人期に産生されるB2細胞の優勢集団です。骨髄で成熟した後、B細胞は一次および二次リンパ器官に移動します。そこから、血管とリンパ管を通過するリンパ器官の間を継続的に再循環します2。B細胞は、受容体として機能する特異的抗体を表面に発現します。B細胞が受容体に結合する抗原に遭遇すると、活性化シグナルがトリガーされる可能性があります。活性化されたB細胞は、抗原が発見された組織に移動するか、骨髄に戻り、そこで抗体産生形質細胞に成熟することができます3,4

最近、心臓にはかなりの数のB細胞が宿っていることが評価されています。げっ歯類の研究は、B細胞が胚発生の早い段階で心臓にコロニーを形成することを示しており5、心筋関連B細胞は主に血管内のナイーブなB2細胞であり、内皮に接着しており6,7、B1細胞の割合はわずかです7。不確実性の領域はまだたくさんありますが、入手可能なデータは、B細胞がナイーブ心臓と損傷への心筋適応の文脈の両方で重要な役割を果たすことを示しています。

ナイーブマウス心臓での研究では、ベースライン時に心筋B細胞が主に血管内腔に位置し、内皮に接着していることが示されています(マウス心臓B細胞の>95%が血管内腔にあることがわかりました)。これらのB細胞は、末梢血から単離された循環B細胞のものとは異なる遺伝子発現パターンを有することがわかった。B細胞欠損動物および同系対照からのナイーブ心臓の分析は、B細胞を欠く動物がより小さく、駆出率が高いことを発見しました6。これらすべての証拠は、B細胞が心筋の成長および/または心筋機能を調節する可能性があり、間質性だけでなく血管内のB細胞もそのような観察の原因である可能性があることを示唆しています。B細胞は、心筋常在マクロファージの表現型を調節することも見出された8

いくつかの研究は、B細胞が損傷に対する心筋適応の文脈において重要な役割を果たすことを示している8910、111213B細胞は、おそらくCXCL13-CXCR5依存性機構を介して、損傷した心臓に一過性に蓄積する11,13。そこから、B細胞は、サイトカインを介した単球の動員を含むいくつかのメカニズムを通じて、有害な心臓リモデリングを促進します9,12。さらに、B細胞は、いくつかのメカニズムを介して心臓損傷の拡張および有害な心臓リモデリングを促進することができる心臓タンパク質に対する抗体を産生することができる14、15、16、17、18、192021、22232425.B細胞はまた、IL-1010の分泌を介して損傷した心臓に保護効果を発揮することができる。

ナイーブで負傷した心臓におけるB細胞の役割を調査するグループの数が増えるにつれて、心筋B細胞を適切に定量および評価し、すでに文献に現れ始めている矛盾を回避するための共有プロトコルを定義することがますます重要になっています。これまでのところ、B細胞は実際にげっ歯類の心臓7で最も一般的な免疫細胞の1つであり、骨髄系細胞よりも著しく低い有病率で存在すると報告されています26,27、または非常にまれです28同様に、いくつかのグループは、急性虚血性心筋損傷後に心筋B細胞の数が増加すると記載している7,9,13が、1つのグループは、損傷心筋のB細胞数に変化を報告しなかった29心臓免疫細胞の研究では、灌流条件の詳細が説明されることはめったになく、消化条件に関するコンセンサスはありません。げっ歯類の心臓ではB細胞の大部分が血管内であり、心筋からの免疫細胞の抽出は使用する消化方法に大きく依存するため、文献で報告されている違いは臓器灌流と組織消化の違いの結果である可能性があります。

ここでは、灌流および消化条件を最適化することでB細胞回収の収率を最大化し、血管内心筋B細胞と血管外心筋B細胞の識別を可能にする、マウス心筋B細胞のフローサイトメトリーベースの定量の詳細な方法を示します6。このプロトコルは、血管内免疫細胞と間質免疫細胞とを区別する他の類似のプロトコルの適応および最適化である283031

このプロトコルでは、心筋灌流を標準化して、微小血管内皮に接着した生物学的に関連するB細胞を除去することなく、血管内空間に浮遊するB細胞を排除します。さらに、血管内免疫細胞と間質免疫細胞を区別するための抗体の静脈内注射の使用を説明した以前のプロトコルに基づいて32、B細胞が表面マーカーB220を発現するという事実を利用して33、動物の犠牲および心臓灌流の直前にB220特異的抗体の血管内注射を通じて血管内心筋B細胞を区別する方法を示します。このプロトコルは、ナイーブで負傷した心臓の心筋B細胞の分析を含めることに関心のある科学者の研究に関連しています。このプロトコルの広範な実装は、研究グループ間の不一致を減らし、血管内および血管外の心筋B細胞プールの変化の分析を可能にし、したがって心臓免疫学の分野における発見の進歩を強化します。

要約すると、このプロトコルは、フローサイトメトリーを介して心筋B細胞を定量および分析すると同時に、血管外空間と血管内空間に位置する細胞を区別するための最適化されたワークフローを表しています。

Protocol

この原稿に記載されているすべての実験は、ジョンズホプキンス大学医学部のIACUCの承認を得て実施されました。 1. 事前準備 表 1 の説明に従って、FACS バッファーを準備します。 動物を安楽死させるのに十分なCO2 があることを確認してください。 解剖スペースを準備します(ベンチパッドを置き、テープと解剖ツ?…

Representative Results

取得が完了し、すべてのイベントが収集されたら、標準的なフローサイトメトリーの実践に従ってデータを分析する必要があります。分析の焦点は、各実験の個々の目標によって異なります。この場合、血管内および血管外のB細胞の定量を追求し、組織1mgあたりの細胞数として表した。 スペクトルサイトメーターを使用する場合は、免疫細胞に対応する範囲にないサイ?…

Discussion

ますます多くの証拠が、B細胞が心筋生理学および心筋のリモデリング/損傷への適応の文脈で重要な役割を果たすことを示しています78910、11121336フローサイトメトリーは、あ?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、ルイジ・アダモに授与されたNHLBI助成金5K08HLO145108-03および1R01HL160716-01によって資金提供されました。

この研究の開発に使用されたオーロラフローサイトメーターは、NIHグラントS10OD026859によって資金提供されました。JHUロスフローサイトメトリーコアのサポートに感謝します。

Materials

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

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Citazione di questo articolo
Bermea, K. C., Rousseau, S. T., Adamo, L. Flow Cytometry-Based Quantification and Analysis of Myocardial B-Cells. J. Vis. Exp. (186), e64344, doi:10.3791/64344 (2022).

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