유동 세포 계측법에 의해 면역 세포의 정의 모집단을 가진 나노 입자의 상호 작용의 분석.
설계 나노 입자는 치료 및 진단 목적을 위해 매우 유망한 속성이 부여됩니다. 이 작품은 면역 세포와 나노 입자의 상호 작용을 연구하는 유동 세포 계측법에 의한 분석의 신속하고 신뢰할 수있는 방법에 대해 설명합니다. 주요 면역 세포는 쉽게 항체 매개 자기 분리에 의해 인간 또는 마우스 조직으로부터 정제 할 수있다. 첫번째 예에서, 플로우 사이토 미터로 실행 다른 세포 집단 내부 복잡도 셀과 관련된 셀의 크기에 비례 전방 산란 광 (FSC), 및 측면 산란 광 (SSC)에 의해 구별 될 수있다. 더욱이, 특정 세포 표면 수용체에 대한 형광 표지 된 항체는 동일한 샘플 내의 여러 모집단의 식별을 허용한다. 세포가 자신의 생리 및 형태 학적 상태를 변경 외부 자극에 의해 증폭 될 때 종종 이러한 모든 기능은 다양합니다. 여기서, 50 nm의 FITC-SiO2로 나노 입자 번째를 식별하는 모델로서 이용된다인간의 혈액 면역 세포에 나노 재료의 전자의 국제화. 세포의 형광 및 측면 산란 빛의 증가는 나노 입자와 배양 후 우리는 시간과 나노 입자의 세포 상호 작용의 농도 의존성을 정의 할 수. 또한, 이러한 프로토콜은 기본 미세 아교 세포, 중추 신경계 거주 면역 세포, 특히 단핵구 / 대 식세포 계통의 녹색 형광 단백질 (GFP)을 발현 돌연변이 생쥐에서 분리와 로다 민 – 그런가 2 나노 입자의 상호 작용을 조사하기 위해 확장 할 수 있습니다. 세포에 나노 입자의 국제화와 관련된 데이터를 공 초점 현미경으로 확인 된 세포 계측법 마지막으로 흐른다.
나노 물질은 요즘 생물 의약 1 잠재적 인 응용 프로그램을위한 생명 과학자의 관심을 고취하고 있습니다. 무기 및 유기 물질의 다양한 물리적 상이한 형상 및 화학적 특징으로 나노 구조체를 제조하는데 사용될 수있다. 이러한 구조 중, 구형의 설계 나노 입자 진단 및 번역 상 약 2 큰 잠재력을 보여 주었다. 핵심 표면 디자인 가능한 애플리케이션에 의해 구동되고 있으며 나노 접촉과 상호 작용을 다음 표적 세포 반응의 심오한 연구를 의미한다. 의도적으로 인체에 투여 될 것으로 생각되고 나노 입자는 면역 세포의 여러 종류가 직접 닿지 것이다. 몸의 무결성을 유지하기 위해 자신의 책임은 그 나노 의학 3 조사의 중요한 주제 있습니다.
타고난 면역 시스템의 세포 부분은 주로 phago로 표현된다cytes. 그 중에서도, 단핵구 / 대 식세포 계통은 중추 신경계 상주 미세 아교 등 유래 세포는 면역 방어 4,5에서 중요한 역할을한다. 그들은 외국기구와 발생 후 몇 시간 이내에 보호 반응을 트리거 할 수 있습니다. 또한, 단핵 세포는 좌표와 사이토 카인의 방출을 통해 적응 면역 반응을 지시합니다. 이러한 모든 이벤트도 크게 면역 시스템 (6)에 의해 "비 자기"로 인식되는 설계 자료의 존재에 발생합니다.
역사적으로 세포 분석을위한 면역학에서 사용되는 방법 중, 가장 강력한 도구 중 하나를 나타내는 유동 세포 계측법. 또한, (종종 배제 또는 하나의 세포막 단백질의 존재를 악용) 특정 면역 모집단의 확인 또는 정제를위한 기술들은 허용 가능한 특정 일차 CE에 특정 나노 입자의 효과를 정밀 조사LL 형 7. 그러나 세포는 나노 입자에 노출 된 후 생리 및 형태 학적 변화를 제시 할 수있다. 뿐만 아니라, 나노 입자는 얻어진 결과 8에 영향을 미치는 정의 파장에서 같은 빛의 흡수 또는 방출과 같은 특정 광학 매개 변수를 방해 할 수 있습니다. 그래서, 사용 및 새로운 재료의 연구에 고전 면역 학적 분석의 궁극적 인 적응의 한계는 고려되어야한다.
이 작품은 유동 세포 계측법에 의해 기본 면역 세포와 나노 입자의 상호 작용의 검출에 관한 것이다. 이 문제를 해결하기 위해, 50 nm의 FITC-SiO2로 나노 입자는 방법을 설명하기위한 모델 나노 재료로서 사용 하였다. 실리카 입자는 나노 미터 스케일에서 매우 정확한 방식으로 제조 할 수있다. 이러한 전하 또는 소수성과 같은 크기, 모양 및 표면 특성은 미세하게 자신의 생체 적합성 9를 증가하도록 조정 할 수 있습니다. 이 나노 입자들을 사용할 수 있도록 많은 기능의 SiO약물 전달을위한 모델은 10 입자. 또한, 형광 염료 또는 양자점 포획 또는 영상을 목적으로 11 유용한 나노 도구를 제공하는이 입자에 연결 할 수 있습니다.
실험 프로토콜을 고려해야하는 매우 중요한 점을 제시한다. 그것은 높은 온도와 조명에 부정적인 염색 수율에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 모든 염색 단계에서 (얼음) 4 ° C에서 아마도 어둠 속에서 작업을 정말 중요합니다. 나노 입자는 더 나은 사용 직전에 재현 탁 할 초음파 처리 할 수 있습니다.
세포 계측법 분석 정확한 흐름은 서로 다른 채널의 정확한 교정이 필요합니다. 장비의 교정은 모든 실험 세션 전에 수행해야합니다. 장비와 기술적 인 문제 외에, 또한 항체 라벨에 문제가있을 수 있습니다. 그것은 적절한 농도로 항체를 사용하는 것이 필수적이다. 농도가 너무 높거나 너무 낮은 경우, 불만족 신호 강도가 결과 될 수있다.
이 기술 우려의 단점 단 분산 샘플 작업의 필요, 무능력 집중하는신호 (즉, 다른 세포 구획)의 기원의 사이트. 병용하는 형광 색소의 선택에 어떤 제한도있다 : 여기 및 방출 파장 대역은 충분히 그들의 적절한 측정을 허용하도록 구분되어야한다. 사용 된 항체 스펙트럼이 겹치는 경우, 정확한 보정이 필요합니다.
유동 세포 계측법은 존재 또는 나노 입자의 부재에서 세포 분석을위한 강력한 방법입니다. 이 기술은 세포의 multiparametric 연구, 조사 이벤트의 높은 숫자를 허용, 분석 (1000 개 이상의 셀 / 초), 재현성 및 통계 수치의 신속성. 샘플은 세포 생존 능력을 상실하지 않고 처리 될 수있다.
형광 표지 된 나노 입자를 사용하여이 세포막에 노출되는 특정 마커에 의해 식별되는 셀 모집단, 그들의 내재화를 한정하고 정량화 할 수있다. 세포 매개 변수의 존재에 변경할 수 있습니다 pecific 나노 입자. 연구의 목적에 따라 이러한 변화는 비례 적으로 증가하는 나노 입자 내재화 율 증가 셀의 측면 산란으로서, 특정 현상을 식별하기 위해 사용될 수있다.
세포 표면의 나노 입자 – 유도 변형은 기술의 한계를 나타낼 수있다. 이러한 이유로, 세포막 수용체 회전율 항상 고려하여주의해야하고 아마도 정확하게 그 세포 집단의 특성을 사전에 알. 나노 입자의 오버로드 된 샘플에서 막 삼투의 극단적 인 손상은 세포의 죽음으로 이어질 수 있습니다.
나노 물질의 용량 의존적 독성은 경험적으로 각 세포 인구에 대한 검사를해야한다. 명확하게 정의 된 죽은 세포는 형광 정량에서 제외해야합니다. 예를 들어, 아 넥신 V / PI 염색은 일반적으로 괴사 및 사멸 두 세포를 감지하는 데 사용되는 여러 가지 방법 중 하나입니다.
"> GFP – 표현 일차 전지는 또한 특정 세포 모집단을 선택하고 prelabeling없이 데이터를 수집 할 수있는 강력한 도구입니다. 보완 형광 나노 입자와 결합은 세포 나노 입자의 상호 작용의 매우 빠르고 정확한 정량화. 약물이나 유전자 전달이 생각됩니다 수 있습니다 선택된 조직으로 특정 약물 부하를 해제 할 수 나노 입자의 응용 프로그램에 의해 미래에 개선 될 수있다.나노 입자 조제 용으로 납품 사업자 별 및 / 또는 면역 조절제의 고용 세포 나노 입자의 상호 작용을 연구하는 생물 환경의 지식 (즉, 유동 세포 계측법을 통해)가 필요합니다.
The authors have nothing to disclose.
이 작품은 폰다 치오있는 Istituto 이탈리아어 디 Tecnologia에 의해 지원되었다.
저자는이 원고의 후원에있는 Miltenyi Biotec은 GmbH의 (베르 기슈 글 라트 바흐, 독일) 인정하고 싶습니다 박사 파올로 Petrucciani 인간 버피 코트를 제공하는 (면역 혈액학 및 수혈 서비스, 병원 LOTTI 폰테 데라, 이탈리아의 피사 현)의 교수 마시모 Pasqualetti (생물학과 – 세포 단위 및 발달 생물학, 피사, 피사, 이탈리아의 대학) 주택 마우스 식민지.
HBSS | Gibco | 14170-088 | Warm in 37 °C water bath before use |
RPMI-1640 (ATCC Modified) | Gibco | A10491-01 | Warm in 37 °C water bath before use |
DMEM, High Glucose, phenol red | Gibco | 41966-029 | |
Penicillin-Streptomycin, Liquid | Gibco | 15140-122 | |
Gentamycin | Gibco | 15710-049 | |
Horse Serum (lot n° 1131917) | Gibco | 16050-122 | |
Beta-mercaptoethanol | Gibco | 21985-023 | |
Trypsin 2.5% | Gibco | 15090-046 | |
Human Pooled Serum | Invitrogen | 34005100 | |
Versene | Invitrogen | 15040-033 | |
DNAse I | Sigma Aldrich | D5025-150KU | |
CD11b-VioBlue human & mouse | Miltenyi Biotec | 130-097-336 | |
MACS BSA Stock Solution | Miltenyi Biotec | 130-091-376 | |
autoMACS Rinsing Solution | Miltenyi Biotec | 130-091-222 | |
Running buffer | Miltenyi Biotec | 130-092-747 | |
autoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
Human Pan monocyte isolation kit | Miltenyi Biotec | 130-096-537 | |
Whole Blood Column Kit | Miltenyi Biotec | 130-093-545 | |
Whole Blood CD14 MicroBeads, human | Miltenyi Biotec | 130-090-879 | |
MS Column | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
LS Column | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MidiMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
MiniMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-042-102 | |
Red Blood Cell Lysis Solution | Miltenyi Biotec | 130-094-183 | |
Pre-Separation Filters 30 µm | Miltenyi Biotec | 130-041-407 | |
MACSQuant Analyzer flow cytometer | Miltenyi Biotec | 130-092-197 | |
MACSQuant Calibration Beads | Miltenyi Biotec | 130-093-607 | |
Ficoll-Paque Premium | GE Healthcare | GEH17544202 | |
FITC-SiO2 nanoparticles (50nm, +45mV) | HiQ-Nano Company | ||
Rhodamine-SiO2 nanoparticles (50nm, +45mV) | HiQ-Nano Company | ||
12-well plate Falcon | Becton Dickinson | 353043 |