提供了一种诱导红斑病的方案,即红细胞中程序化细胞死亡,使用碘化钙,碘霉素。通过监测膜外传单中的局部磷脂酰丝氨酸来评估成功的红斑狼疮。已经审查了影响协议成功的因素,并提供了最佳条件。
红细胞病,红细胞程序性细胞死亡,发生在一些血液学疾病和红细胞损伤期间。红斑细胞的一个特征是细胞膜成分不对称的丧失,导致磷脂酰丝氨酸在膜外膜上的易位。这个过程是由Ca2+细胞内浓度的增加触发的,它激活scramblase,一种促进膜传单之间磷脂双向运动的酶。鉴于红斑病在各种疾病条件下的重要性,已经努力在体外诱导红斑狼疮。这些努力通常依靠电离钙,碘霉素,以提高细胞内Ca2+浓度和诱导红斑。然而,在文献中报告了许多关于使用碘霉素诱导红斑狼疮的程序的差异。在此,我们报告人类红细胞中碘霉素引起的红斑狼疮的分步方案。我们专注于该程序的重要步骤,包括电离物浓度、孵育时间和葡萄糖消耗,并提供具有代表性的结果。该协议可用于在实验室中可重复诱导红斑狼疮。
红细胞中的程序性细胞死亡,也称为红斑病,在许多临床条件和血液学疾病中很常见。脂质增,与细胞收缩和细胞血浆膜1、2磷脂不对称的丧失有关。不对称性丧失导致磷脂酰丝氨酸(PS)的易位,这种脂质通常位于内侧传单3,4,到细胞外传单,信号到巨噬细胞到噬菌体和去除有缺陷的红细胞5,6,7,8。在红细胞正常寿命结束时,通过巨噬细胞去除红细胞可确保循环中的红细胞平衡。然而,在疾病条件下,如刀状细胞疾病和地中海贫血9,10,11,增强性红斑狼疮可能导致严重的贫血2。由于其在血液病学中的重要性,研究诱导或抑制红斑病的因素以及这一过程背后的分子机制具有极大的兴趣。
健康红细胞的血浆膜是不对称的,不同的磷脂在外部和内侧分布。膜不对称主要受膜酶作用的调节。氨磷脂转氯酶通过将这些脂质引导到细胞内部传单,促进氨磷脂、PS和磷脂酰胺(PE)的运输。另一方面,软体酶将含有磷脂、磷脂酰胆碱(PC)和斯芬戈米林(SM)的胆碱从细胞膜的内侧输送到外膜12。然而,与健康细胞不同,红斑红细胞的膜被搅乱。这是由于第三种酶,scramblase的作用,它通过促进氨磷脂的双向传输13,14,15,16破坏磷脂不对称。斯兰布拉斯由Ca2+细胞内水平升高激活。因此,促进Ca2+在细胞膜12间运输的电泳钙是红斑狼疮的有效诱因。
碘霉素,一种电磷钙,已广泛用于诱导红细胞12,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26的红斑狼疮。碘霉素同时具有亲水性和疏水性组,这些组是结合和捕获Ca2+离子,并将其输送到细胞空间27、28、29所必需的。这导致scramblase的激活和PS的易位到外传单,这可以很容易地检测使用附件-V,一种细胞蛋白与PS12高度亲和力。虽然通常报道用碘霉素引发红斑狼疮,但文献中存在相当大的方法差异(表1)。经历红斑狼疮的红细胞群取决于不同的因素,如电离度浓度、电离磷的治疗时间以及细胞外环境的糖含量(葡萄糖消耗激活阳离子通道,并便利Ca2+进入细胞空间)30,31。然而,这些因素在文献中几乎没有一致性,使得在体外难以进行红斑狼疮的排斥性。
在这个协议中,我们提出了一个分步程序,以诱导红细胞中的红细胞。检查影响成功红斑狼疮的因素,包括Ca2+浓度、电离浓度、治疗时间和葡萄糖耗尽缓冲液的预孵育,并报告最佳值。此过程表明,与含葡萄糖缓冲液相比,无葡萄糖缓冲液中红细胞的预孵育可显著增加红细胞分百分比。该协议可用于实验室生产各种应用的红细胞红细胞。
此过程的目标是为电离磷浓度、治疗时间和细胞外葡萄糖浓度提供最佳值,这是确保成功诱导红斑气的重要因素。该协议的一个关键步骤是细胞外葡萄糖的耗竭,尽管其重要性,但文献中并未充分强调这一点。正常环状溶液(5 mM)中的糖含量对红斑酶有抑制作用。细胞外环境中的葡萄糖消耗会诱发细胞压力并激活蛋白激酶C(PKC),从而激活钙和钾通道。这导致Ca2+在细胞体空间30,31,34?…
The authors have nothing to disclose.
这项工作得到了NIH授予R15ES030140和NSF授予CBET1903568的支持。来自罗斯工程技术学院和俄亥俄州立大学化学和生物分子工程系的财政支持也得到了认可。
96-well plate | Fisher Scientific | 12-565-331 | |
Annexin V Alexa Fluor 488 – apoptosis kit | Fisher Scientific | A10788 | Store at 4 °C |
BD FACSAria II flow cytometer | BD Biosciences | 643177 | |
CaCl2 | Fisher Scientific | C79-500 | |
Centrifuge | Millipore Sigma | M7157 | Model Eppendorf 5415C |
Confocal fluorescence microscopy | Zeiss, LSM Tek Thornwood | Model LSM 510, Argon laser excited at 488 nm for taking images | |
Cover glasses circles | Fisher Scientific | 12-545-100 | |
Disposable round bottom flow cytometry tube | VWR | VWRU47729-566 | |
DMSO | Sigma-Aldrich | 472301-100ML | |
DPBS | VWR Life Science | SH30028.02 | |
Glucose monohydrate | Sigma-Aldrich | Y0001745 | |
HEPES Buffer (1 M) | Fisher Scientific | 50-751-7290 | Store at 4 °C |
Ionomycin calcium salt | EMD Milipore Corp. | 407952-1MG | Dissolve in DMSO to reach 2 mM. Store at -20 °C |
KCl | Fisher Scientific | P330-500 | |
MgSO4 | Fisher Scientific | M65-500 | |
Microcentrifuge tube | Fisher Scientific | 02-681-5 | |
NaCl | Fisher Scientific | S271-500 | |
Plain glass microscope slides | Fisher Scientific | 12-544-4 | |
Synergy HFM microplate reader | BioTek | ||
Whole blood in ACD | Zen-Bio | Store at 4 °C and warm to 37 °C prior to use |