Проточная цитометрия может быть использован для оценки состояния хроматина в Т-клетках. Этот протокол позволяет ученым интерпретировать доказательства хроматина деконденсации течение активации Т-клеток свидетельствует увеличение в средней интенсивности цветения (MFI) флуоресцентных антител гистона H3
Во надлежащего иммунного ответа, покоящиеся Т-клетки активируются при презентации антигена, чтобы их антиген-специфического рецептора Т-клеток. Это приводит к клональной пролиферацией только тех Т-клеток, несущих рецептор, который распознает антиген. Хроматина деконденсация является отличительной чертой активации Т-клеток и необходим для Т-клетки, чтобы приобрести способность к пролиферации после антигенной участия. Это изменение в конденсации хроматина могут быть обнаружены с помощью антител, против гистоновых белков. Эти антитела не могут связываться с их эпитопов в наивных Т-клеток, а также они могут в активированных Т-клеток. Мы опишем, как одновременно окрасить Т-клеточные маркеры конкретных поверхности, жизнеспособность трек с фиксируемой мертвой пятно клеток и измерить состояние хроматина с помощью внутриклеточного окрашивания гистона H3 белков. Окрашенные клетки анализировали с помощью проточной цитометрии и хроматина состояния конденсации определяется как интенсивность флуоресценции среднее (MFI) от пятна гистона H3. ХроматВ течение деконденсации активации Т-клеток, как показано, с увеличением MFI
Проточная цитометрия является технологией на основе лазера разработана для анализа нескольких физических и флуоресцентных параметров в клеточных популяций. Эта технология работает взвешенных клеток в потоке жидкости встречи лазер, захватывающие маркеры люминесцентные или внутри клеток. Эти маркеры затем излучают свет, который обнаруживается и количественно фотоэлектронных умножителей. В то время как поток цитометрии традиционно используются для идентификации популяций клеток, она доказала, что является полезным при изучении технологии массив клеток свойств, включая целостности мембраны клеток, белок-белковых взаимодействий и торговли белка 1-3. Мы разработали протокол, позволяющий эта технология будет использоваться для обнаружения состояния хроматина в Т-клетках, как они приводятся в действие в пробирке 4. Мы также использовали этот протокол для изучения механизма активации, вызванной хроматина деконденсации Т-клеток 5.
Т-клеток activatioп и пролиферации являются критическими для правильного иммунного ответа. Т-клетки, определенное подмножество лимфоцитов в пределах иммунной системы, которые необходимы для правильного иммунного ответа и развитию иммунологической памяти. Активация инициируется, когда антиген представлен в контексте главного комплекса совместимости с Т-клеточный рецептор (TCR), расположенной на поверхности внеклеточного покоящихся Т-клеток (обзор 6). Это вызывает ряд динамических и высоко упорядоченных молекулярных событий в Т-клетках, кульминацией к увеличению концентрации внутриклеточного Ca2 + 7 и ядерной транслокации факторов транскрипции, необходимых для активации (обзор 8-10). После активации Т-клеток, усиления способности реагировать на интерлейкин-2 (IL-2), мощный фактор роста, который использует JAK (Янус киназы) / STAT (Сигнал датчика и активатора транскрипции) путь ездить клональную пролиферацию активированных Т клетки 11. Вкратце, ИЛ-2 стимуляцииРезультаты в фосфорилирования STAT белков, в семье скрытых цитозольными транскрипционных факторов. После того, как фосфорилируется, STAT белки димеризуются, перемещается в ядро и диск экспрессию генов, включая тех, кто участвует в прогрессии клеточного цикла. В Т-клеток, IL-2 сигналы через STAT5, который необходим для T клеточной пролиферации 12,13.
Для достижения клональной экспансии активированных Т-клеток, те клетки, которые не испытали антиген-TCR взаимодействие (наивные Т-клетки), должны иметь механизм, чтобы игнорировать мощные эффекты IL-2. Это достигается с помощью регулирования хроматина статуса. Наивные Т-клетки обладают конденсированного хроматина, который запрещает участие STAT5-ДНК в ответ на IL-2 стимуляции. После активации хроматина decondenses и STAT5 можете получить доступ к промоутеров генов-мишеней, что позволяет клональную пролиферацию 4. Интересно, что это изменение статуса хроматина не зависит от эпигенетических изменений гистона Proteiнс (для обзора см 14), как мы не наблюдали глобальное изменение в модификации гистонов во время активации Т-клеток. 4
При выполнении этих исследований, мы обнаружили, что антитела, против белков гистонов также имел трудности с доступом их эпитопы в нативных клеток, но при активации может более легко связать их эпитопы 4. Таким образом, связывание антитела с гистонов служит для считывания состояния конденсация хроматина. Здесь мы приводим метод использовать проточной цитометрии для обнаружения флуоресцентно конъюгированных антител гистона H3, чтобы оценить статус хроматина в Т-клетках. Конденсации хроматина в популяции клеток измеряют как средней интенсивности цветения (MFI) окрашивания гистона H3. В контексте активизации Т-клеток, МФО гистона H3 окрашивания увеличивается, что свидетельствует о деконденсацию хроматина. В дополнение к измерению состояния хроматина с помощью внутриклеточного окрашивания гистонов H3, этот протокол также incorporaTES поверхности окрашивания и поправимо пятно для живых клеток, позволяя анализ субпопуляций клеток.
Мы разработали протокол, позволяющий для оценки конденсации хроматина в Т-клетках. Он основан на простом наблюдении, что гистона H3 антитела не могут получить доступ к их эпитопы легко в наивных клеток, но при активации Т-клеток, эти антитела же способностью связываться с их эпитопов. Сравнивая МФО гистона H3 окрашивание между группами лечения, относительная степень конденсации или деконденсации может быть определена. Мы использовали этот протокол для определения относительного положения конденсации во время развития тимоцитов и во время активации Т-клеток 4. Мы также использовали этот протокол для изучения механизмов, которые управляют процессом деконденсацию 5.
Этот протокол основан на использовании антитела гистона H3 для обнаружения состояния хроматина конденсации. Поскольку не существует никакого глобального изменения модификации гистонов во время активации Т-клеток 4, мы можем использовать антитела H3K4me1 оценить хроматинаСтатус в этом протоколе. Мы использовали антитела против поднятые неизмененном гистона H3; Тем не менее, было произведено сигнала значительно слабее в целом. По нашему опыту, антитела, против модифицированной гистона H3 работать лучше в иммунофлюоресценции и проточной цитометрии анализов, в то время как антитела против неизмененном гистона H3 работать лучше в вестерн-блоттинга. Следует отметить, что можно также использовать антитела против поднятые другими белками гистоновых, хотя мы не пытались его.
В антител шаги Пермь / Блок и гистона H3 являются наиболее важных шагов в протоколе. Количество раствора Пермь / Блок используется должен быть оптимизирован каждый раз акции Пермь решение сделано. Это может быть сделано путем сравнения эффективности различных разведений маточного раствора. Типичный эксперимент заключается в сравнении хроматина статус в наивных Т-клеток в тех активирована в течение 3 часов (рисунок 4). Надо выбрать разведение, которое производит наибольшее изменение в МФО в течениепериод времени, анализировали. Исходный раствор можно развести в PBS + 2%, чтобы уменьшить Пермь / Block силы сначала ресуспендирования клеток в целых 100 мл PBS + 2% после шага 3.4, а затем добавить Пермь / блок в шаге 3.5. Аналогичный эксперимент пилот должен быть использован для тестирования различных разведений в флуоресцентно сопряженного гистона H3 антитела каждый раз новая партия антитела надписью. Эти шаги особенно важны для успешного обнаружения различий конденсации начале в активации Т-клеток (например, в течение 3 часов активации). Иногда есть клетки, которые не получают проницаемыми и, таким образом, не будет пятно с антителом гистона H3. Это может произойти, если клетки не ресуспендировали хорошо при добавлении Пермь / Блокировать или если Пермь / Блок не достаточно сильны. Эти клетки появится в событиях прижатых к оси при визуализации гистограмму окрашивания гистонов H3. Так как эти события будут исказить общую МФО, эти события могут быть исключены из анализа, Гатинаг нормальное распределение гистона H3 позитивными клетками. Дополнительная помощь может быть найдено в руководстве Устранение неполадок (Таблица 1).
Включение фиксируемой мертвой пятно клеток позволяет для оценки жизнеспособности клеток в анализе. Это абсолютно необходимо при манипулировании активацию Т-клеток, поскольку некоторые раздражители могут вызывать гибель клеток. В таком случае, антитело гистона H3 могут связываться гистонов в мертвых клеток иначе, чем живых клеток, что приводит к ошибочной интерпретации результатов.
Этот протокол предназначен для использования в формате 96-луночного планшета, что позволяет высокую пропускную способность анализ хроматина статуса. Селезенки от 6-8-недельных самок мышей, как правило, дают 60-90 миллионов клеток, используя протокол. Поскольку протокол окрашивания требует 2 миллионов клеток на образец, можно легко анализе несколько групп лечения и временные точки в трех экземплярах с одной селезенки на одном 96-луночного планшета. Можно рerform протокол с меньшим клеток на образец; Однако, из-за количества шагов центрифугированием и присущего потери клеток на каждом из этих этапов, это не желательно, чтобы снизить количество клеток намного. Мы успешно завершили протокол с 1 млн клеток на образец.
Мы использовали этот протокол для изучения состояния хроматина в CD4 + Т-хелперов и CD8 + цитотоксических Т-клеток. Это стало возможным потому, что протокол включает в себя стандартную окрашивания поверхности. Протокол может быть легко адаптирован для изучения хроматина в других субпопуляций лимфоцитов с использованием антител против населения конкретной поверхностных маркеров. Этот протокол также может быть легко адаптированы к другим типам клеток, пока антител, распознающих соответствующие поверхностных маркеров доступны и соответствующих условий фиксации / проницаемости известны.
The authors have nothing to disclose.
Этот проект был поддержан грантами от Национальных Институтов Здоровья (5 P20 RR016461 и 8 P20 GM103499), Национальный научный фонд (EPS-0903795). Дальнейшая поддержка обеспечивается научно-исследовательского и профессионального роста Фурман университета Фурман Advantage наград.
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 |