好中球の接着を定量する方法が報告されている。この方法は、血管内に発生したものと同様の動的流れ環境を作成する。これは、せん断応力との生体内環境に似コンテキストで精製された接着分子(リガンド)のいずれかへの好中球の接着や内皮細胞基質(HUVEC)の調査を可能にする。
内皮細胞への好中球の強固な接着は、健康と病気の両方で炎症において重要な役割を果たしている。好中球の強固な接着の方法は、β2インテグリンファミリーのメンバーおよびICAMファミリーのカウンター受容体を含む多くの異なる接着分子を含む。最近では、両方で天然に存在する遺伝的変異は、2インテグリンβとのICAMは、自己免疫疾患と関連することが報告されています。したがって、これらの接着分子の様々な対立遺伝子型を持つ個体からの好中球の定量的接着能力は自己免疫の発生のメカニズムに関連して検討することが重要である。フローチャンバーシステムにおける接着試験は、 インビボで血管環境で観察されたものと同様の流体せん断応力を有する環境を作成することができる。ここで、我々は、ヒト末梢血の好中球の定量的な接着特性を研究するために、フローチャンバーアッセイ系を用いる方法を提示ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を、精製されたリガンド基板秒。この方法では、接着受容体の異なる対立遺伝子変異体を有するドナー由来の好中球の接着能力を評価し比較することができる。この方法はまた、他の一次細胞型または細胞株の接着を評価するために修飾することができる。
両方のβ2インテグリンおよびICAMリガンドの遺伝的変異体は現在、自己免疫疾患の1,2の発症に関連すると認識されている。これらの変異型を持つ個体に由来する細胞におけるこれらの変異体の機能的結果の決定は、これらの変異体は、自己免疫疾患の病因に寄与するかについての我々の理解のために必要である。そのような機能的研究は、天然に存在する遺伝的変異は、健康および疾患の両方における免疫応答を形成する機構の決定を可能にする。 SLEの具体例において、我々は今、ITGAMにおける変異(のCD11b)およびそのリガンド、ICAM-1、1,2強く疾患の発症に関連付けることを知っている。好中球は炎症反応で重要であるため、好中球の接着の定量的研究は、ITGAM / ICAMの炎症を変える方法遺伝的変異に機械論的な洞察を提供することがあります。
Neutrop細胞(EC)を内皮HIL強固な接着は、高度に制御されたプロセスであり、炎症反応3,4において重要な役割を果たしている。好中球の強固な接着は、ECの初期好中球の転がりとキャプチャをたどり、最終的には、生体内で輪廻する可能性があります。これらのプロセスは、内皮細胞上のICAM-1などの接着分子、ICAM-2、P-セレクチン、E-セレクチン、多くの異なる種類が関与し、好中球5-9 2インテグリンβ。このように、接着分子の異なる対立遺伝子変異体を有するドナーからの好中球の接着を慎重に定量化は、これらの遺伝的変異の機能的および病理学的結果を理解することが重要になります。
フローチャンバーの実験的使用は、 インビボ 10-12 における血管環境で観察されたものと同様の流体せん断応力を用いたin vitro環境を作成することができる。実際に、フローチャンバーアッセイは、ヒトumbiliと結合校正静脈内皮細胞(HUVEC)は、血管のin vivo環境を模倣することができる。この方法を使用すると、1は、内皮細胞に向けた全体的な細胞接着性を学ぶことができます。さらに、フローチャンバの高度に制御された環境はまた、細胞の評価は、特定の受容体 – リガンド相互作用の研究を容易にするために、例えばICAM-1などの精製された接着リガンドへの結合を可能にする。
ここでは、HUVECに、精製されたリガンドの基材に、ヒト末梢血の好中球の接着特性を研究するためのフローチャンバー接着アッセイ系を利用する方法を提示する。別の接着分子の対立遺伝子変異体を発現するドナーからの細胞を用いてこの方法を使用すると、私たちは、これらの遺伝的変異は、ヒト好中球の強固な接着を変更することができますどのように評価することができます。
このプロトコルは、全くのストレス条件下で好中球の接着を慎重に定量化のための最小限の活性化好中球の分離および単離をガイドします。好中球の接着は、炎症において重要なプロセスである。このプロセスにおける複数の分子の遺伝的変異体が自己免疫疾患の発症1,2素因が実証されているので、定量的に、ヒト好中球の強固な接着を評価することが可能なアッセイ系が必要である。このプロトコルに記載された方法は、せん断応力下での制御のin vitro環境での好中球の強固な接着性を慎重にかつ定量的な測定を可能にする。従って、この方法は、個体間の遺伝子型同定、定量好中球接着の直接的な比較は接着分子14における遺伝的変異の重要性を決定することを可能にする。
この方法にはいくつかのステップがachievを十分考慮に値するEの高い定量的かつ再現性のある結果。 HUVECの調製においては、フローチャンバーでそれらを使用する前に100%の細胞集密度を達成するために重要である。精製されたリガンドで被覆された表面を使用するため、基板の塗布面積は、リガンドの変性を避けるために完全に乾燥した許可すべきではない。さらに、ヒト好中球の調製は、実験の成功に不可欠です。血液から好中球を単離における重要な問題を穏やかに活性化を回避するためにボルテックスを最小化することによって処理し、室温で細胞を維持する( すなわち、血液は室温で行われるべき氷および遠心分離ステップに記憶されるべきではない)と、単離および実験を完了含む可能な限り最短の時間内。また、これらのアッセイ17,18用の細胞を調製するために利用することができる追加の好中球の単離方法がある。
新たに単離されたヒト好中球を使用した実用的な観点からは、接着アッセイから参加者の瀉血後3-6時間以内に開始しなければならない。好中球は取り扱いに非常に敏感であるため、採血と使用の間に長期の時間が検定結果に影響を与える可能性があります。従来のフローチャンバーアッセイに好中球細胞濃度を注意深く決定は、正確で再現性のある結果を達成することも必要である。
フローチャンバーアッセイ中に、流速が一致しており、実験期間全体にわたって乱流が存在しないことを保証するために慎重にビデオ記録を監視することが重要である。流速の変化や乱流の存在は、実験が繰り返されることを必要とするであろう。実験後は、好中球が凝集されないことを保証するために、微視的に残り、好中球を評価することも重要である。この時点での凝集は、好中球が有意に実験中の好中球の密度を変化させる可能性が活性化されたことを示すであろう。
コンテンツ">フローチャンバーは、Qが=流量をチャンバ内に近い均質なせん断応力(τ=6Qμ/(WH 2)、μ=動粘度、およびフローチャンバーのW =幅、のH =高さを作成しますフローチャンバ15)。我々の研究において、我々は、1.5ダイン/ cm 2(0.25センチメートル、時間=ワットのせん断応力を作成する好中球の接着のために350μlの/分の流速を使用したが= 0.01インチ、水の粘度37℃でC(0.007ポアズ))をRMPI培地の粘度の近似値として使用した。特定のフローチャンバーは、一方が異なる生理学的条件を模倣するせん断応力の異なるレベルを達成するために流量を変更することができる。典型的な生理学的な剪断応力ヒト血管中0.5〜ダイン/ cm 13,16の間の範囲は、他の血管および他の動物におけるせん断応力は、表1 113,16,19 20に列挙したができる。私たちの方法は、ヒトneutrophiの付着の研究に焦点を当てているがlsの、この方法は、好中球に限定されず、容易に接着または単純な変更を加えて他の細胞タイプの圧延の研究に適用することができる。また、この方法では基板は、異なる目的のために変更することができる。
このプロトコルは異なる研究に容易に適合しているが、いくつかの制限があります。ここに実装されているプロトコルは、分析のための主要な多数の細胞を必要とします。これは、小さな動物からの初代細胞の分析を排除することがあります。さらに、アクティブ/使用可能なコンホメーションで精製された接着リガンドを固定化する必要性は配位子の範囲を制限することができる。 Fc融合タンパク質の使用が大幅に板面に適切なリガンドコンフォメーションを達成する可能性を高める。それにもかかわらず、我々の方法は、接着事象の定量分析を可能にする重要な柔軟性を有する。これらの研究は、非常に私たちの接着受容体 – リガンド対の理解、および遺伝的変異の可能性のある機能の重要性を強化しますこれらのタンパク質は、ヒト疾患の病因である。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、ループス研究所(ニューヨーク州ニューヨーク)、NIH P01-AR49084、NIH R21〜DA026956およびNIH UL1-TR00165が主催しています。我々は彼の継続的な支援のためにロバートP.キンバリーに感謝します。
Table of Reagents Materials | |||
Name of reagent | Company | Catalogue number | Comments |
0.25% Trypsin/EDTA | Life technologies | 25200-056 | with Phenol Red |
2X Trypsin inhibitor | Life technologies | R-002-100 | |
35mm tissue culture dish | Corning Inc. | 430165 | Standard Tissue Culture Treated Surface |
75cm2 tissue culture flask | Corning Inc. | 430641 | Standard Tissue Culture Treated Surface |
CCD camera | Dage-MTI | Model 300T-RC | |
Cell freezing container | Biocision | BCS-045 | |
EBM-2 | Lonza Inc. | CC-3156 | HUVEC growth basal medium |
EGM-2 Bulletkit | Lonza Inc | CC-4176 | HUVEC growth factors for basal medium |
FBS | Life technologies | 10082-147 | Certified, Heat Inactivated |
Gelatin | Sigma | G9391 | from bovine skin |
Hemacytometer | Fisher scientific | 02-671-51B | |
Fibronectin | Sigma | F2006 | from human plasma |
Flow chamber | Glyco Tech | 31-001 | Circular flow chamber for 35mm dishes |
fMLP | Sigma | 47729 | |
Histopaque-11191 | Sigma | 11191 | Heavy ficoll |
HUVEC | Lonza Inc. | CC-2517A | |
ICAM-1 | R&D systems | 720-IC | Fc chimera |
Lymphocyte separation medium | Mediatech Inc. | 25072CV | Light ficoll |
Microscope | Zeiss | Axiovert 100 | |
RPMI 1640 medium | Life technologies | 11875 | with L-Glutamine and Phenol Red |
Protein A | Sigma | P6031 | resuspend in PBS |
P-Selectin | R&D systems | 137-PS | Fc chimera |
Syringe pump | KD Scientific | KDS270 | |
TNF-a | Life technologies | PHC3015 | Recombinant Human Protein |
Trypan Blue Solution, 0.4% | Life technologies | 15250-061 |