ここでは、生細胞ビデオ顕微鏡と一緒に蛍光アスペルギルスレポーター分生子を使用してリアルタイムに初代ヒト免疫細胞の抗真菌活性を評価し、フローサイトメトリーするプロトコルを記述します。生成されたデータは、殺菌活性、食作用、細胞遊走および真菌の成長の阻害のような宿主細胞- アスペルギルス相互作用への洞察を提供します。
アスペルギルス・フミガタスが高い場合、致死率と免疫不全宿主における侵襲性感染を引き起こす真菌の日和見病原体です。 A. fumigatusのに対して免疫応答を調査研究は、in vitroで特異的免疫細胞の抗真菌活性を測定するための一貫性と信頼性アッセイの欠如によって制限されています。新しい方法は、蛍光レポーターアスペルギルス (FLARE)分生子を用いてA.フミガーツスに対するヒトのドナーから初代単球および好中球の抗真菌活性を評価するために記載されています。これらの分生子は、構成ライブFLARE分生子で表され、外部従って生死A.フミガーツス分生子の区別を可能にする、ファゴリソソーム内分解に耐性であるアレクサフルオロ633で標識された遺伝的にコードされたDsRedレポーターを含みます。ビデオ顕微鏡およびフローサイトメトリーは、その後、相互作用を可視化するために使用されています分生子と自然免疫細胞間のイオンは、また、食細胞の遊走、貪食および真菌の成長の阻害に豊富な情報を提供しながら、殺真菌活性を評価します。この新しい技術は、すでにA. fumigatusのに対する一次免疫細胞の宿主-病原体相互作用にエキサイティングな新しい洞察を提供してきました。必要な顕微鏡を含めて、このアッセイを実施し、施設フローサイトメトリーするために必要な実験室でのセットアップ、および人間のドナーの血液や遺伝子操作菌類と仕事をする能力を注意することが重要です。しかし、このアッセイは、大量のデータを生成することが可能であり、抗真菌応答に詳細な洞察を明らかにすることができます。このプロトコルは、成功したA. fumigatusのに対する一次免疫細胞の宿主-病原体相互作用を研究するために使用されてきました。
必要な顕微鏡を含め、このアッセイを行うために必要な実験室のセットアップを、注意してくださいと、fフローサイトメトリーすることが重要ですacilities、人間のドナーの血液や遺伝子操作菌類と仕事をする能力。しかし、このアッセイは、大量のデータを生成することが可能であり、抗真菌応答に詳細な洞察を明らかにすることができます。このプロトコルは、成功したA. fumigatusのに対する一次免疫細胞の宿主-病原体相互作用を研究するために使用されてきました。
アスペルギルス・フミガーツスは、日和見真菌病原体と免疫不全宿主1、2における侵襲性肺感染症の最も一般的な真菌の原因です。宿主免疫細胞が認識し、 アスペルギルス真菌研究の重要な分野である排除する方法を理解する、しかし、現在入手可能な殺真菌のアッセイは、重大な制限があります。殺菌活性を測定する一般的に使用される方法は、比色アッセイおよびコロニー形成ユニット3、4の決意を含みます。しかしながら、そのような方法は、単一の時点ではなく、宿主と病原体との間の動的相互作用を見るよりも、真菌の生存率に関する情報を提供します。したがって、これらの方法は、菌が殺されたり、単純に(一時的に)成長や代謝活性に制限されているかどうかを考慮に入れることができません。私たちは、fungiciを観察することができる方法を開発しました同時に食作用、食細胞の遊走および真菌の成長の阻害に関する詳細な情報を取得しながら、直接のdal活動。
以前に、プロトコルは、マウスマクロファージ細胞株5によってカンジダ・アルビカンスの食作用を測定する手段としてのリアルタイムイメージングを使用して公開しました。この概念は今、蛍光アスペルギルス・レポーター(FLARE)分生子6、7、8を利用した免疫細胞とアスペルギルス相互作用の我々の理解における知識のギャップに対処するために、さらに開発されました。これらの分生子は赤色のフルオロフォア(のDsRed)を発現し、第二のフルオロフォア(アレクサフルオロ633)で標識されています。 FLAREの分生子が殺されたら、それはDsRedの生産を停止し、AF633は、分生子の蛍光と結合したままながら、残りのDsRedは、フェード。これは、ライブと死ん府の間に明確な区別を作成し、ライブセルイメージング中のNGAL細胞およびフローサイトメトリー、および免疫細胞との相互作用次の個々の分生子の運命の追跡を可能にします。
記載されたアッセイは、宿主の免疫細胞およびAspergillusの間の相互作用を可視化する効果的な方法を提供し、自然免疫細胞における抗真菌エフェクター機構を担当する細胞シグナル伝達経路を解明においてかなりの価値があるだろう。他のアプリケーションは、このような腫れ分生子に休息からスイッチとしてアスペルギルス成長にどのように変化し、可視化する、または腫れ分生子からの菌糸に、食細胞認識や機能に影響を与えています。
以下のプロトコルは、ヒト単球および好中球を取得する方法を詳細に説明します。どのようにFLAREの分生子を準備します。そしてどのようにビデオ顕微鏡とフローサイトメトリーでそれらの応答をキャプチャします。ドナーの血液から単離されたヒトの免疫細胞の使用は、ここで説明されているが、このこの技術は、マウスの細胞集団のさまざまな方法を使っても同様に効果的であることが分かりました。
この方法は、蛍光レポーターアスペルギルス (FLARE)分生子、生細胞イメージングを用いてA.フミガーツスに対するヒト初代食細胞の抗真菌活性を研究し、フローサイトメトリーにインビトロ方法で革新的に記載されています。以前の研究では、マウスの実験的真菌感染のin vivoでの抗真菌と耐性6、7の試験管評価の両方で FLAREの分生子を使用しての付加価値を実証しています。この次世代生細胞イメージング技術とFLAREの分生子を組み合わせることにより、in vitroでの動的な相互作用の間に、個々の分生子の生存率を測定するためのセットアップを可能にします。
記載されている方法は、その抗真菌応答に免疫細胞の特定の細胞プロセスの特定の役割と重要性を調査する可能性を秘めています。また、特定の患者の食細胞の抗真菌応答が苦しんでいます彼らの免疫系において定義された単一成分の欠陥は、より詳細に評価することができます。非常に早いと初期の抗真菌応答連続撮影の6時間かけて非常に詳細に研究することができます。これは、そのような真菌に向かって食細胞の遊走の速度として検出することも微妙な差異を可能に内在化速度、従来の食作用の方法を使用して区別できないであろう殺菌イベント12、のダイナミクス。
任意の細胞型がこの方法で使用することができます。これらの食細胞がA.フミガーツス 13に対するヒト気道における防御の1行目と2行目を構成するためにここで使用される細胞型を選択しました。興味深いことに、非常に明確な違いは、単球及び好中球が休息や腫れ分生子と菌糸と係合する方法との間で観察することができます。好中球がはるかに移動活性を示す一方、単球はほとんど、分生子に移行しません。追加の蛍光傷そのような免疫細胞の生死マーカーとしてKERSはアスペルギルスとの相互作用以下の食細胞の生存への洞察を提供するために、アッセイに含めることができます。この技術のための興味深い潜在的な将来のアプリケーションは、異なる宿主細胞種の共培養、抗真菌応答の結果を( 例えば 、上皮単層、一緒に好中球と単球由来樹状細胞のマクロファージ)、および反応性のリアルタイム測定アスペルギルスによる刺激後の酸素種の生成や好中球細胞外トラップ形成。
反転ステージと顕微鏡、37℃で安定した環境室、及びDsRedの(561分の532 nm)をAF633(の励起/発光フィルター:いくつかのポイントは、まず、このプロトコルを使用するように注意する必要が実験室の設定を必要とします633 nm)を。 M中の焦点で細胞を維持し、油浸を保持する顕微鏡の能力(特に関連ultiポイント取得)による撮像の長い持続時間に定期的に監視しなければなりません。殺真菌活性の定量化のための設備が必要とされているフローサイトメトリー。また、適切な制度的、倫理的な承認は、血液サンプルおよび遺伝子操作菌類派生健康なドナーと患者と仕事をする場所にする必要があります。強く、細胞の生存率を高め、機能を維持するために、新鮮な血液サンプル(同じ日に使用)を使用することをお勧めします。理想的には、細胞の単離は、血液サンプルを描画した後、直ちに実行され、好中球が分離した直後に画像化されます。
結論として、A.フミガーツスに対する非常に詳細食細胞の抗真菌活性を評価するための次世代生細胞イメージング技術が記載されています。この技術は、アスペルギルスに対する初期の自然免疫防御における個々の細胞、真菌の相互作用にユニークな洞察を提供することができます。
The authors have nothing to disclose.
医真菌真菌免疫学(SFB、JMB、JK、AW) – この作品は、MRCとアバディーン大学(医真菌のためのMRCセンター)によっておよびウェルカムトラスト戦略的な賞でサポートされています。特別なあなたはクロエ基金からの支援に与えられて感謝しています。 TMHは、米国国立衛生研究所(NIH、コードRO1 093808)、メモリアルスローンケタリングがんセンターからの助成金によってサポートされているNIHのグラントP30のCA008748によってサポートされています。さらに、TMHはバローズウェルカム基金でサポートされている感染症の病因における研究者です。私たちは、彼らの助けと支援のためのアバディーン顕微鏡および組織学施設に感謝したいです。
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PBS | Gibco | 20012-019 | https://www.thermofisher.com/ |
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