Questo protocollo descrive la quantificazione degli obiettivi di citochina multipli simultaneamente in surnatanti di coltura del tessuto raccolti da splenocytes stimolati del mouse utilizzando la piattaforma di base di immunoassay perlina multiplex e un citometro a flusso.
Test immunologici basati su tallone impiegano lo stesso principio di base come immunodosaggi panino. Catturare le perline, che possono essere differenziati dalle dimensioni e intensità di fluorescenza interno allophycocyanin (APC), sono coniugati di anticorpi specifici per un particolare analita. Successivamente, un gruppo selezionato di acquisizione definita perla set viene incubato con un campione biologico contenente destinazione analiti specifici per gli anticorpi di cattura. Viene aggiunto un anticorpo di rilevazione biotinilati cocktail, che conduce alla formazione di panini tallone-analita-rilevazione dell’anticorpo di cattura.
Infine, viene aggiunto streptavidina-ficoeritrina (SA-PE), che si lega agli anticorpi biotinilati rilevamento fornendo le intensità del segnale fluorescente in proporzione alla quantità di analita associato. Il PE fluorescente segnale delle regioni di analita specifico perline è quantificato mediante citometria a flusso, e le concentrazioni degli analiti particolare sono determinate utilizzando software di analisi dati e la curva standard generati nel dosaggio.
In questo esperimento, usiamo un pannello di citochina del mouse T helper contemporaneamente quantificare la concentrazione di 13 separata citochina target in surnatanti di coltura del tessuto raccolti da splenocytes del topo coltivate in varie condizioni di stimolatori.
Nel loro ruolo di molecole di segnalazione solubile, citochine mediano i processi altamente coordinati e multifattoriali che governano la risposta immunologica dell’ospite. Essi sono espressi durante tutte le fasi del processo infiammatorio, da iniziazione alla risoluzione e regolano una rete complessa interazione che include la propria sintesi e quella dei loro recettori cellulari1. Questa rete di comunicazione è a strati con una complessità che va oltre i rapporti sinergici o antagonistici che possono esistere tra i singoli componenti. Infatti, molte citochine sono conosciute per condividere funzioni ridondanti o almeno parzialmente sovrapposti2,3.
Approcci di biologia dei sistemi integrati che quantificare contemporaneamente più citochina analiti sono attualmente forniscono una comprensione sempre più completa dell’unica cytokinomes che orchestrano le risposte immunitarie più malattia di fondo dichiara4,5. Questi stati di malattia variano da infiammazione generalizzata a cancro, patologie neuro-degenerative e malattia cardiovascolare6,7,8,9.
Tali reti di citochina possono essere interrogati in modo efficace utilizzando LEGENDplex basati su tallone immunoassays. Queste analisi sono basate sullo stesso principio come il panino Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) e utilizzano microsfere di fluorescenza codificato con legame covalente alla loro superficie gli anticorpi di cattura. Questi anticorpi sono immobilizzati su superfici molto più piccole rispetto a quelle richieste dai tradizionali formati di ELISA. In questo modo tali dosaggi essere eseguita con molto meno volume di campione, mentre allo stesso tempo riducendo non specifiche vincolanti e fornendo multiplexed analisi di diversi analiti.
Il test descritto in questo protocollo utilizza questa tecnologia per quantificare fino a 13 obiettivi simultaneamente. I dati da questo test possono essere ottenuti utilizzando una vasta gamma di citometri a flusso comunemente disponibili e a differenza di altri dosaggi disponibili non richiedono l’uso di strumentazione di analisi specifica dedicata. Con un catalogo di espansione di analita convalidato pannelli, queste analisi sono state utilizzate nella ricerca biomedica in corso diversi progetti10,11,12,13.
Per dimostrare la facilità e l’utilità del formato saggio, in questo esperimento che usiamo un pannello di citochina Mouse T helper per quantificare 13 separare concentrazioni di citochina da surnatanti di coltura del tessuto ottenuti da splenocytes del topo coltivate sotto multiplo condizioni di stimolatori. Oltre a surnatanti di coltura del tessuto, questa analisi può essere eseguita anche utilizzando campioni di siero o plasma.
Il formato di test descritto in questo protocollo può fornire quantificazione solida di profili di mediatore solubile in campioni biologici forniti lo sperimentatore ha buona pratica di laboratorio e aderisce al protocollo consigliato.
Ci sono diversi passaggi chiave che devono essere seguite al fine di garantire risultati affidabili. In primo luogo, le norme ricombinante deve ricostituire nel tampone il raccomandato a tempo pieno e dopo solo diluito in provette di polipropilene. Provette di polistirene possono promuovere l’aderenza delle proteine di parete dei tubi, che può portare a segnali bassi quando si genera la curva standard. In secondo luogo, adeguata agitazione durante fasi d’incubazione è fondamentale. Senza adeguata agitazione, le caratteristiche di associazione dei branelli dosaggio possono essere gravemente ostacolate. Inoltre, è necessario anche corretto lavaggio tra fasi di incubazione. Lo sperimentatore deve assicurare che i reagenti in eccesso vengono rimossi dai pozzi prima di procedere al passaggio successivo nel protocollo. Impostazioni di strumenti per il citometro a flusso utilizzato per interrogare i branelli di dosaggio devono essere ottimizzate pure. In particolare, le impostazioni di PMT devono essere regolate per garantire perlina corretta separazione e ampi range dinamico per le curve standard. Infine, poco prima di essere analizzati sul citometro, perline devono essere agitati con vortex per assicurare adeguata sospensione ed evitare la formazione di aggregati che possono falsare i risultati.
Questo protocollo può potenzialmente essere modificato per analizzare omogenati, nonché i tipi di esempio discussi in questo manoscritto, purché il ricercatore è disposto a ottimizzare il loro protocollo di lisi prima di eseguire dosaggi grande piatto completo. La tecnica reale naturalmente varia a seconda del tipo di tessuto; Tuttavia, in generale il protocollo dovrebbe utilizzare un tampone a pH neutro che contengono le concentrazioni fisiologiche di sali ionici, nessun prodotti chimici denaturante e preferibilmente senza detergenti. Se detergente deve essere utilizzato, le concentrazioni di detergenti non ionici possono essere conservate come minimo (ad es. non più di 1%). Il buffer deve contenere anche gli inibitori della proteasi sufficiente per impedire la degradazione proteolitica di proteine bersaglio. Indipendentemente dal protocollo Lisi utilizzato, i preparativi devono essere centrifugati per rimuovere particelle prima dell’analisi.
Per quanto riguarda i limiti di dosaggio, le concentrazioni di analita target in tipi di campione biologico possono variare notevolmente. Al fine di quantificare correttamente le concentrazioni di analita, devono cadere entro i valori superiore e inferiore per la curva standard. Estrapolazione dei valori della curva non è necessariamente affidabile e non è consigliabile. Gli investigatori devono pertanto ottimizzare diluizioni dei loro campioni particolare in esperimenti pilota prima di eseguire un’analisi completa-piatto. Inoltre, l’accurata preparazione dei campioni biologici deve essere analizzato è fondamentale per il successo di questo formato di dosaggio. Campioni lipemici, emolizzati, o contenenti residui di proteina saranno influenzare le interazioni anticorpo antigene che definiscono il principio di base di questo dosaggio immunologico e il rendering dei risultati non interpretabili.
Questo test è significativo per quanto riguarda i metodi di quantificazione esistenti per diversi motivi. Quando esegue correttamente, il formato di dosaggio può quantificare fino a 13 analiti da un campione utilizzando volumi ben più piccoli quanto sarebbe necessario per analizzare il campione mediante saggi ELISA tradizionale. Inoltre, questo formato di test non richiede strumentazione dedicata al fine di essere eseguita. Si tratta di un vantaggio rispetto agli altri disponibili in commercio test immunologici basati su tallone, come il test può essere eseguito utilizzando un numero qualsiasi di citometri a flusso comunemente usati.
Indagine scientifica sul ruolo svolto dalle citochine e fattori secreti reti in salute e malattia si sta espandendo. Il formato di test descritto in questo manoscritto può essere uno strumento prezioso per i ricercatori che cercano di comprendere questi fenomeni multiforme e complessi. Programmi di ricerca biomedica attivi stanno cominciando ad esplorare il ruolo delle reti di citochina non solo aree come generalizzate infiammazione6, ma anche nel contesto degli Stati di malattia specifica quali aterosclerosi, cancro e neuroinflammation 15,16,17. Senza dubbio, indagine continuerà a crescere in questi settori come la ricerca di nuove terapie per il trattamento di queste patologie croniche si espande. La necessità per la quantificazione accurata e affidabile dei mediatori solubili associati a queste malattie rimarrà una priorità di ricerca critica.
The authors have nothing to disclose.
Gli autori si desidera ringraziare i contributi dei biomarcatori e Immuno-analisi team di sviluppo prodotto per lo sviluppo del dosaggio. Inoltre, vorremmo ringraziare Vigene Tech, Inc., per i loro sforzi collaborativi nel progettare i pacchetti di software di analisi dati.
Allegra 6R Centrifuge with MICROPLUS Carrier Adaptor | Beckman Coulter | 366816 | For LEGENDplex assays is run in microtubes, V-or U-bottom 96-well plate (optional) |
LEGENDplex Mouse T helper Cytokine Panel | BioLegend | 740005 | Multiplex Immunoassay (13-plex) |
Anti-mouse CD3ε antibody | BioLegend | 100314 | Clone 145-2C11, low endotoxin, azide free format |
Anti-mouse CD28 antibody | BioLegend | 102112 | Clone 37.51, low endotoxin, azide free format |
Vacuum Pump | EMD Millipore | WP6111560 | For LEGENDplex assays using filter plates (recommended) |
Vacuum Manifold | EMD Millipore | MSVMHTS00 | For LEGENDplex assays using filter plates (recommended) |
Sterile Disposable Reagent Reservoirs | Fisher Scientific | 07-200-130 | Or equivalent |
Polypropylene MicroFACS Tubes | Fisher Scientific | 11-842-90 | For LEGENDplex assays is run in microtubes, V-or U-bottom 96-well plate (optional) |
Pipette Kit | Fisher Scientific | 14-388-100 | Four pipette sizes (0.2-2µL, 2-20µL, 20-200µL, 100-1000µL) |
Multi-Channel Pipette | Fisher Scientific | FA10011G | capable of dispensing 5 μL to 200 μL |
Microplate Shaker | Fisher Scientific | 88880023 | Or equivalent |
Microcentrifuge | Fisher Scientific | 75002410 | Or equivalent |
FACS tubes | Fisher Scientific | NC9885747 | 12 x 75 mm round bottom |
PMA (Phorbol 12-myristate 13-acetate) | Sigma-Aldrich | P8139 | |
Lipopolysaccharide (LPS) | Sigma-Aldrich | L-8274 | Escherichia coli O26:B6 |
Ionomycin | Sigma-Aldrich | I0634 | |
Branson B200 Ultrasonic Cleaner | Sigma-Aldrich | Z305359 | Or equivalent |
Microcentrifuge tubes | Sigma-Aldrich | Z666505 | 1.5 mL polypropylene tubes |
Flow Cytometer | Various | Various | Cytometer equipped with single laser (488nm blue) or two lasers (488nm blue or 532nm green + 633nm Red) capable of reading emission wavelengths at 575nm and 660nm |
96-Well Polypropylene Plate | VWR | 82050-662 | For LEGENDplex assays is run in microtubes, V-or U-bottom 96-well plate (optional) |