报道定量中性粒细胞粘附的方法。此方法创建类似于血管遇到了动态流环境。它使中性粒细胞粘附到任何纯化黏附分子(配体)或类似体内环境与剪切应力的上下文内皮细胞基板(HUVEC)的调查。
嗜中性粒细胞牢固粘附到内皮细胞在炎症在健康和疾病的关键作用。中性粒细胞粘附牢固的过程中涉及到许多不同的粘附分子,包括β2整合素家族的成员和他们的反受体ICAM家庭。最近,在天然存在的遗传变异体β2整合素和ICAM的被报道与自身免疫性疾病相关联。因此,中性粒细胞从这些粘附分子的不同等位基因型个体的定量涂胶量是相对于自身免疫相关的发展机制研究的重要。在流动室系统粘附研究,可以创建具有相似于血管环境在体内观察到的流体剪切应力的环境。在这里,我们提出了一个方法,用流室法系统来研究人外周血中性粒细胞的定量粘接性能s到人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和纯化的配体的底物。用这种方法,从供体与粘附受体的不同等位基因变体的中性粒细胞的粘合能力,可以评估和比较。这种方法也可以被修改,以评估其他主要类型的细胞或细胞系的附着。
在两个β2整合素和ICAM在配位体的遗传变异,现在认为与自身免疫性疾病1,2的发展相关联。在从与这些变体的个体来源的细胞这些变体的功能性后果的确定是必要的我们的这些变体如何有助于自身免疫性疾病的发病机制的理解。这种功能研究允许由自然发生的遗传变异塑造健康和疾病的免疫反应机制的决心。在SLE的具体例子,我们现在知道在ITGAM(细胞CD11b)的变种及其配体,ICAM-1,具有强烈的1,2疾病发展相关联。因为中性粒细胞是至关重要的炎症反应,中性粒细胞粘附的定量研究可提供机械洞察ITGAM / ICAM遗传变异如何改变炎症。
NeutropHIL牢固粘附于内皮细胞(EC)是一个高度管制的过程中起着炎症反应3,4至关重要的作用。中性粒细胞的粘附牢固如下初始中性粒细胞滚动和捕获欧共体,并最终可能导致轮回体内 。这些过程涉及许多不同种类的粘附分子,包括ICAM-1,ICAM-2,P-选择素,E-选择素在血管内皮细胞和β2整合素对嗜中性粒细胞5-9。因此,从捐助者与粘附分子的不同等位基因变异小心量化中性粒细胞粘附的将是重要的,了解这些遗传变异的功能和病理的后果。
实验使用一个流动室可以建立一种体外环境下用类似于血管体内环境10-12观察到的流体剪切应力。的确,一个流室法加上人类umbili卡尔静脉内皮细胞(HUVEC)可以模仿血管的体内环境。使用这种方法,可以研究对血管内皮细胞的总细胞的粘合性能。此外,该流动室的高度可控的环境也允许细胞进行评估结合到纯化的密合性配体,例如ICAM-1,以促进特异性受体 – 配体相互作用的研究。
我们在这里提出一个利用一个流室粘附实验系统,研究人末梢血嗜中性粒细胞的粘接性的HUVEC和纯化的配体基片的方法。使用这种方法与捐助者的细胞表达不同的粘附分子等位基因变异体使我们能够评估如何将这些基因变异可以改变人中性粒细胞粘附牢固。
该协议将引导微创激活中性粒细胞的剪切应力条件下谨慎量化中性粒细胞粘附的分离和隔离。中性粒细胞粘附是在炎症的关键过程。因为在这一过程中的多个分子的遗传变异已经证明易患自身免疫病1,2的发展,一种能够定量地评估人类嗜中性粒细胞牢固粘附的测定系统是必需的。在本协议中所述的方法,允许细心和定量测定中性粒细胞在剪切应力下控制在体外环境中的公司胶粘剂潜力。这种方法从而允许基因型个体之间的定量中性粒细胞粘附的直接比较,以确定遗传变异的粘附分子14的重要性。
在这种方法的几个步骤,值得慎重考虑achievË高度量化和可重复性的结果。在血管内皮细胞的准备,关键是利用他们在流动室前达到100%的细胞汇合。对于使用涂有纯配体的表面,基材涂布面积不应该被允许干,以避免变性的配体。此外,人中性粒细胞的制备是将实验的成功至关重要。在从血液中分离嗜中性粒细胞的主要问题包括通过最小化的涡流,以避免活化,保持细胞在室温下( 即血液不应该被储存在冰上和离心步骤应在室温下进行),并在完成隔离和实验轻轻处理在最短的时间成为可能。还有,也可用于制备细胞用于这些测定17,18附加的嗜中性粒细胞的分离方法。
使用新鲜分离的人中性粒细胞的实用角度出发,附着测定应在3-6小时参与者放血后启动。嗜中性粒细胞是处理极为敏感,抽血和使用之间的时间延长可能会影响检测结果。前向流室法仔细测定中性粒细胞浓度的也是必要的,以实现准确和可重复的结果。
在流室法,仔细监视录像,以确保流动速率是一致的,有在整个实验的长度没有湍流是重要的。改变流速或湍流的存在下,将须,该实验重复进行。在实验后,这也很重要,以评估剩余的中性粒细胞在显微镜以确保该嗜中性粒细胞不结块。结块此时将表明,嗜中性粒细胞已成为激活从而在实验过程中可以显著改变嗜中性粒细胞的密度。
内容“>流动室产生腔室中的接近均匀的剪切应力(τ=6Qμ/(WH 2),其中Q =流速,μ=动态粘度和流动室W =宽度,下h =高度流腔15),在我们的研究中,我们使用的350微升/分钟的中性粒细胞粘附的流速,从而产生1.5达因/厘米2的剪切应力(瓦特= 0.25厘米,H =0.01英寸,水的粘度在37℃(0.007泊)用作RMPI介质的粘度的近似值),对于一个特定的流室,可以改变流率,以实现不同程度的剪切应力,以模拟不同的生理条件下,典型的生理剪切应力在人类血管可之间0.5-5.0达因/厘米的范围13,16。剪应力在其他的血管和其他动物被列于表1 113,16,19 20。而我们的方法集中于人类中性粒的附着性的研究LS,这个方法并不限于嗜中性粒细胞,并且可以很容易地应用于粘接或用简单的修改的其它细胞类型的轧制研究。此外,在该方法的基底可以为不同的目的而改变。
虽然这个协议是很容易适应不同的研究,有一定的局限性。因为在这里实现该协议要求大量的原代细胞进行分析。这可能会妨碍从小型动物的原代细胞的分析。此外,需要固定化的纯化的配体粘附在主动/可用的构象可能限制配体的范围。用Fc融合蛋白的大大增强了板表面上实现适当的配体构象的可能性。尽管如此,我们的方法具有显著的灵活性,允许的粘附事件的定量分析。这些研究将大大提高我们的理解粘附受体 – 配体对的,和遗传变异的潜在功能的重要性在这些蛋白质在人类疾病的发病机制。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是由狼疮研究所(纽约州,纽约州),美国国立卫生研究院P01-AR49084,美国国立卫生研究院R21-DA026956和美国国立卫生研究院UL1-TR00165赞助。我们感谢罗伯特·P.金伯利博士为他的继续支持。
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 |