A citometria de fluxo pode ser utilizado para avaliar o estado da cromatina nas células T. Este protocolo permite que os cientistas interpretar evidência de descondensação da cromatina durante a activação das células T demonstrou por um aumento na intensidade de fluorescência média (IFM) de anticorpos fluorescentes Histona H3
Durante uma resposta imunitária adequada, as células T em repouso, tornam-se activas sobre a apresentação do antigénio ao seu receptor de células T específico para o antigénio. Isto leva a proliferação clonal de células T apenas aquelas que levam um receptor que reconhece o antigénio. Descondensação da cromatina é uma indicação da activação de células T e é necessária para as células T a adquirir a capacidade de proliferar após acoplamento antigénio. Esta mudança na condensação da cromatina pode ser detectada utilizando anticorpos criados contra as proteínas de histona. Estes anticorpos não podem se ligar aos seus epitopos em células T naive, assim como eles podem, em células T ativadas. Nós descrevemos como manchar simultaneamente específicos de células T, marcadores de superfície viabilidade pista com uma mancha de células mortas solucionáveis, e medir o estado de cromatina via coloração intracelular de proteínas histona H3. As células coradas foram analisadas por citometria de fluxo e estado condensação da cromatina é medida como a intensidade média da fluorescência (IMF) de a mancha Histona H3. Chromatna descondensação durante a activação da célula T é demonstrada como um aumento do MFI
Citometria de fluxo é uma tecnologia baseada em laser desenvolvido para a análise de múltiplos parâmetros físicos e em populações de células fluorescentes. Esta tecnologia funciona como células suspensas numa corrente de fluido de encontro um laser, marcadores fluorescentes excitantes sobre ou no interior das células. Estes marcadores então emitir luz que é detectada e quantificada por tubos fotomultiplicadores. Enquanto citometria de fluxo tem sido tradicionalmente usado para identificar populações de células, que tem provado ser uma tecnologia útil quando se estuda uma matriz de propriedades de células, incluindo a integridade da membrana celular, interacções proteína-proteína e proteína tráfico 1-3. Nós desenvolvemos um protocolo que permite que esta tecnologia a ser utilizada para detectar o estado da cromatina em células T como eles são activados in vitro 4. Temos também utilizado este protocolo para investigar o mecanismo de ativação induzida cromatina descondensação de células T 5.
T activatio celularn e proliferação são críticos para uma resposta imunitária adequada. As células T, um subconjunto de linfócitos específicos dentro do sistema imune, são necessárias para as respostas imunitárias adequadas e o desenvolvimento de memória imunológica. A activação é iniciada quando um antigénio é apresentado no contexto do complexo principal de compatibilidade com o receptor de células T (TCR), localizado na superfície extracelular das células T quiescentes (revisto em 6). Isto desencadeia uma série de acontecimentos moleculares dinâmicas e altamente ordenados dentro de células T que culminam num aumento da concentração intracelular de Ca2 + 7 e a translocação nuclear de factores de transcrição necessários para a activação (revisto em 8-10). Uma vez activadas, as células T ganhar a capacidade para responder a Interleucina-2 (IL-2), um factor de crescimento potente que utiliza a JAK (Janus Kinase) / STAT (sinal do transdutor e activador da transcrição) via para conduzir a proliferação clonal de T activadas 11 células. Resumidamente, a IL-2 estimulaçãoresulta na fosforilação de proteínas STAT, uma família de factores de transcrição latentes citosólicas. Uma vez fosforilada, as proteínas STAT dimerizar, translocar para o núcleo e dirigir a expressão de genes, incluindo os envolvidos na progressão do ciclo celular. Em células T, a IL-2 através de sinais de STAT5, que é necessário para a proliferação de células T 12,13.
A fim de alcançar a expansão clonal de células T activadas, as células que não sofreram antigénio-TCR acoplamento (células T naive), deve ter um mecanismo para ignorar os efeitos potentes da IL-2. Isto é conseguido através da regulação do estado de cromatina. Células T naive possuir um cromatina condensada que proíbe acoplamento ADN-STAT5 em resposta à estimulação de IL-2. Após a ativação, decondenses cromatina e STAT5 pode acessar os promotores dos genes-alvo, permitindo a proliferação clonal 4. Curiosamente, esta mudança de status da cromatina não é dependente de modificação epigenética de histona proteins (para revisão, ver 14) como observamos nenhuma mudança global na modificação das histonas durante a ativação das células T 4.
Durante a realização destes estudos, descobrimos que os anticorpos produzidos contra proteínas histonas também tiveram dificuldade em acessar seus epitopos em células ingênuo, mas que após a ativação poderia mais facilmente vincular os seus epítopos 4. Assim, a ligação do anticorpo para histonas serve como uma leitura para o estado de condensação da cromatina. Aqui apresenta-se a método para utilizar a citometria de fluxo para detectar anticorpos Histona H3 fluorescente conjugada, a fim de avaliar o estado da cromatina nas células T. Condensação da cromatina numa população de células é medido como a intensidade média de fluorescência (IMF) de Histona H3 coloração. No contexto da activação das células T, o MFI de Histona H3 de coloração aumenta, significando a descondensação de cromatina. Além de medir o estado da cromatina via intracelular coloração histona H3, este protocolo também Incorporates superfície coloração e uma mancha solucionáveis por células vivas, que permitam uma análise de subpopulações de células.
Foi desenvolvido um protocolo que permite a avaliação de condensação da cromatina nas células T. Baseia-se na simples observação de que anticorpos de histona H3 não podem acessar seus epítopos prontamente nas células ingênuo, mas após a ativação das células T, estes mesmos anticorpos são capazes de se ligar aos seus epítopos. Ao comparar a coloração Histona H3 MFI de entre grupos de tratamento, o grau relativo de condensação ou descondensação pode ser determinada. Temos utilizado este protocolo para determinar o status de condensação relativa durante o desenvolvimento de timócitos e durante a activação das células T 4. Temos também utilizado este protocolo para investigar os mecanismos que controlam o processo descondensação 5.
Este protocolo baseia-se na utilização de um anticorpo de histona H3 para detectar o estado de condensação da cromatina. Uma vez que não existe qualquer alteração global na modificação da histona durante a activação das células T 4, que é capaz de usar um anticorpo para avaliar H3K4me1 cromatinaestado neste protocolo. Nós usamos anticorpos produzidos contra inalterado histona H3; No entanto, o sinal produzido foi muito mais fraca global. Em nossa experiência, os anticorpos produzidos contra modificado histona H3 funcionam melhor em imunofluorescência e ensaios de citometria de fluxo, enquanto anticorpos contra inalterado histona H3 funcionam melhor em Western blot. Deve ser notado que é também possível a utilização de anticorpos dirigidos contra outras proteínas histona, embora não se tenha tentado-lo.
As etapas de anticorpos Perm / Bloco e histona H3 são as etapas mais críticas do protocolo. A quantidade de solução de Perm / Bloco utilizado tem de ser optimizado de cada vez a solução estoque é feita Perm. Isto pode ser feito comparando o desempenho de diferentes diluições da solução de reserva. Uma experiência típica envolve a comparação estado da cromatina em células T naive para aqueles activado durante 3 horas (Figura 4). Deve-se escolher a diluição que produz a maior mudança na MFI maiso período de tempo analisado. A solução-mãe pode ser diluída em PBS + 2% para diminuir Perm / Bloco primeira força por ressuspensão das células na medida em 100 ml de PBS + 2% após o passo 3.4 e, em seguida, adicionando o Perm / Bloco no passo 3.5. Uma experiência piloto similar deve ser usado para testar diferentes diluições do conjugado de anticorpo de histona H3 fluorescentemente cada vez que um novo lote de anticorpo é marcado. Estes passos são especialmente críticos para detecção com sucesso de diferenças de condensação no início da activação das células T (por exemplo, dentro de 3 horas de activação). Ocasionalmente, existem células que não recebem permeabilizadas e, assim, não vai manchar com o anticorpo histona H3. Isso pode acontecer se as células não são suspensas de novo bem ao adicionar o Perm / Bloco ou se o Perm / Bloco não é forte o suficiente. Estas células aparece como eventos pressionados contra o eixo ao visualizar um histograma de Histona H3 coloração. Uma vez que estes eventos irão distorcer a IMF, em geral, esses eventos podem ser omitidos da análise por Gating a distribuição normal de células positivas histona H3. Assistência adicionais podem ser encontradas no Guia de Solução de Problemas (Tabela 1).
A inclusão de uma coloração celular morto fixável permite a avaliação da viabilidade celular no ensaio. Isto é absolutamente crítico durante a manipulação de activação das células T, pois certos estímulos podem induzir a morte celular. Em tal caso, o anticorpo pode ligar-se Histona H3 histonas em células mortas de forma diferente do que as células vivas, que conduz a erros de interpretação dos resultados.
Este protocolo é concebido para ser utilizado no formato de placa de 96 poços, o que permite uma análise de alto rendimento de estado da cromatina. Um baço de um 6-8 semanas de idade do rato fêmea tipicamente renderá entre 60-90000000 células usando o protocolo. Uma vez que o protocolo de coloração requer 2 milhões de células por amostra, pode-se facilmente ensaiar vários grupos de tratamento e os pontos de tempo, em triplicado, com um único baço em uma única placa de 96 poços. É possível perform o protocolo com menos células por amostra; No entanto, devido ao número de passos de centrifugação e a inerente perda de células em cada uma destas etapas, não é aconselhável para diminuir o número de células por muito. Nós completamos com sucesso o protocolo com 1 milhão de células por amostra.
Nós usamos esse protocolo para examinar o status da cromatina em células auxiliares T CD4 + e CD8 + T citotóxicas. Isto é possível porque o protocolo padrão inclui a coloração da superfície. O protocolo pode ser facilmente adaptado para o exame da cromatina em outras subpopulações de linfócitos usando anticorpos contra marcadores de superfície específica populacional. Este protocolo pode também ser facilmente adaptada para outros tipos de células, desde que anticorpos que reconhecem marcadores de superfície relevantes são condições de fixação / permeabilização disponíveis e adequados são conhecidos.
The authors have nothing to disclose.
Este projecto foi apoiado por subsídios da National Institutes of Health (5 P20 RR016461 e 8 P20 GM103499), a National Science Foundation (EPS-0903795). Um apoio adicional fornecida pela Research e Crescimento Profissional da Universidade Furman e prêmios Advantage Furman.
100mm tissue culture dish | BD Biosciences | 353003 | |
Precleaned frosted microscope slides | Fisher Scientific | 12-550-343 | |
Sterile cell strainer, 70mm nylon mesh | Fisher Scientific | 22363548 | |
3mL syringe, Luer-Lok tip | BD | 309585 | |
Falcon 50mL polypropylene conical tube | Corning | 352098 | |
LIVE/DEAD fixable red dead cell stain kit | Life Technologies | L23102 | Life Technologies sells versions of this kit with different colors |
Fc Block | BD Biosciences | 553142 | |
16% paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
Triton X-100 | Fisher Scientific | BP151-100 | |
Normal rabbit serum | Sigma-Aldrich | R9133 | |
Anti-H3K4me1 antibody | Abcam | ab8895 | |
R-Phycoerythrin conjugation kit | Abcam | ab102919 | Alternatively, the LYNX rapid RPE kit from AbD Serotec can be used |