ここでは、フローサイトメトリーによって、アレルゲン負荷された粒子を定量化するためのプロトコルを提示します。周囲の粒子状物質の粒子は、吸着されたアレルゲンの担体として作用することができます。我々は、直径0.5ミクロン>広く懸濁固体を特徴付けるために使用される方法、フローサイトメトリーことをここに示す、これらのアレルゲン負荷された粒子を測定するために使用することができます。
フローサイトメトリーは、広くそのような0.5から直径数十μmのサイズ範囲の細胞や細菌などの懸濁固形物を定量化するために使用される方法です。前方および側方散乱特性の特徴に加えて、それぞれの構造物を検出するための抗体のような蛍光標識されたマーカーの使用を可能にします。間接抗体染色を用いて、フローサイトメトリーは、カバノキ花粉アレルゲン(正確にベットV 1)を定量化するために、ここで採用されている吸入可能な粒子状物質(PM10、直径の粒径≤10μm)の中で0.5直径10μmの粒子を-loaded。 PM10粒子は、吸着アレルゲンのキャリアは、おそらくそれらがアレルギー反応を引き起こす可能性下気道、それらを輸送するように作用することができます。
これまでPM10のアレルゲン含量を、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)および走査型電子顕微鏡を用いて研究されてきました。 ELISAは、粒子を溶解しない対策します結合型アレルゲン。さらに、それらを定量化することができるフローサイトメトリー、アレルゲン負荷された粒子を可視化することができる走査型電子顕微鏡に比べ。周囲の空気のアレルゲン含量は、カバノキ花粉数から逸脱することができますように、アレルギー症状は、おそらく花粉数よりもアレルゲン曝露とのより良い相関性があります。臨床データと併せて、提示された方法は、花粉抗原をカバノキするアレルギー反応が>0.5μmのPM10粒子のBET V 1アレルゲン含量と関連しているかどうか、将来の実験でテストする機会を提供しています。
大気汚染は、最近の数十年間1-3で観察された呼吸器アレルギーの発生率の増加と重症度の重要な環境要因として考えられています。また、ダスト4,5における共通アレルゲンの分布への関心の高まりがありました。
白樺花粉は、花粉症を引き起こすことができるだけでなく、アレルギー性喘息6-8の重要なトリガーすることができます。全体シラカバ花粉は、下気道に入るか、そのサイズ(直径22ミクロン)の結果として、PM10に発見されない可能性があります。しかし、ベットV 1、主要なカバノキ花粉アレルゲンコンポーネントなどのシラカバ花粉アレルゲンは、花粉の破裂9の後に放出させることができ、周囲の空気粒子に10を結合することができ、したがって、おそらく下気道気道を入力します。実際、花粉アレルギーの発端者11からの好塩基球のインビトロ活性化によって示されるようにPM10は、生物学的に活性なアレルゲンを含有することができることが示されました</suP>。
PM10試料中のベットV 1アレルゲン含量は、ELISA 12~14とそれぞれのアレルゲンおよびその後の定量を抽出することによって研究されています。 ELISA法を用いて、溶解したアレルゲンを測定したが、アレルゲン負荷された粒子の量は、依然として不明のままでした。走査電子顕微鏡は、アレルゲン負荷された粒子を明らかにしたが、定量10,15を許可していませんでした。
この研究は、大気サンプル中のBet V1を装填PM10粒子の割合を定量化するためにフローサイトメトリーを使用します。フローの検出限界に起因するだけでは0.5μm以下を検査することができる粒子サイトメーター。 PM10の> 0.5μmの画分は、さらにPM10> 0.5と呼ぶことにします。
プロトコルの重要なステップは、周囲の空気からPM10粒子の収集のための適切なフィルタを使用することである(ステップ1.1参照)。フィルタは、電気歯ブラシでブラッシング耐えるのに十分強力ではなく、すべてのフィルタ材料は、この要件を満たす必要があります。染色プロトコルは、1ml当たり8×10 6粒子のPM10粒子濃度で設立されました。材料が限られており、サンプルのプールが適切でない場合は、この方法は、おそらく同様に機能するが、抗体濃度(ステップ3.5と3.8を参照)を調整することが必要になる場合があります。
PM10粒子のBET V 1染色は、正と負の染色された粒子の異なる集団をもたらしませんでした。これは非常に小さなアップから高い量までの範囲の粒子のそれぞれに吸着したBet V 1アレルゲンの様々な量によって引き起こされるかもしれません。これは、このように向かって人口をシフトAPC信号の拡大につながる可能性APC陽性。それが否定的な粒子からポジティブに分離することが困難であるように、2つの定量法は、PM10> 0.5検体のBET V 1コンテンツの差を決定するために使用した:全ての粒子のメジアンAPCの蛍光強度を測定することにより、(I)相対定量、および(ii)APC陽性の粒子の割合を決定します。低および高花粉シーズンPM10> 0.5からの粒子のBET V 1負荷に関しては、両方の方法は、同様の結果を明らかにしました。それはゲートので、おそらく以下エラーが発生しやすいを置くとは無関係であるように、まだ、すべての粒子のメジアン蛍光強度による相対定量化が推奨されます。
これまでに多くの研究は、ELISA 5,12-14,17とそれぞれのアレルゲンとその後の定量化を抽出することにより、周囲の空気の粒子状物質中のアレルゲン含量を調べます。ここで説明する手順とquantificatioの間には根本的な違いがありますnはELISAで:フローサイトメトリーは、粒子結合抗原を分析しながら、ELISAは、抽出され、溶解した抗原を定量化します。 ELISAを用いて試験したPM10試料のBET V 1荷重(N = 8)は、1.2 ng / mlで(データは示していない)の検出限界以下でした。同様に、ButersなどはPM <2.5μmの画分および10ミクロンで唯一の約7%> PM> 2.5μmの端数が、PM外気13の> 10μmの画分中の93%以上でないベットV 1を同定していません。一方ELISAの対照的な結果と他方のFACS分析は、発散感度と一緒に検出方法の違いによって引き起こされる可能性があります。さらなる研究がしかし、完全にこの違いを理解するために必要とされます。
粒子に結合した抗原を可視化する方法は、電子顕微鏡10,14を走査しています。電子顕微鏡を走査することにより、Ormstad ら浮遊粒子状マットの表面上に可視化したBet V 1r個のすす粒子は、高い花粉の季節に、低花粉シーズン15でサンプリングされた粒子上のより少ない程度にサンプリングしました。さらに、花粉、ラテックス、またβグルカンからのアレルゲンは、周囲空気10燃焼粒子に吸着されることが見出されました。しかし、この方法は、粒子に結合したアレルゲンの定量化を可能にしません。
フローサイトメトリーを用いて、粒子に結合したベットV 1アレルゲンを定量することができます。このように、手持ちの他の適切な抗体と同様PM10の10から0.5μmの生物学的部分を特徴づけるための新しい方法を提供することができるフローサイトメトリー、この方法は、周囲の空気の粒子、 例えば 、金型、チリダニ上の他の抗原の検出に拡張されるかもしれませんアレルゲンまたはLPS。 PM10粒子が非常に簡単にだけでなく、生物学的物質を吸着するだけでなく、化学物質や金属のように、抗体の非特異的結合は、しかし、問題を引き起こす可能性があります。新しい抗体をテストする場合は、重要なステップは、特定のバインドを証明することでする。これは、例えば、前の11染色に対応する抗原との特異的な抗体の結合能力を遮断することによって行うことができます。
周囲の空気のベットV 1コンテンツはシラカバ花粉数12,13,18異なることができるように、アレルギー症状は、おそらく花粉数14,18よりもアレルゲンレベルとのより良い相関性があります。したがって、臨床データと併せて提示された方法は、カバノキするアレルギー反応がPM10> 0.5のベットV 1アレルゲン負荷に対応しているかどうか、将来の実験で調べることができます。
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Katrin Bossmann, Anett Neumann and Eike Wolter (German Environment Agency) for their valuable preparatory work.
Teflon filter | Pall Life Sciences, USA | R2PL047 | 47 mm, 1.0 µm |
low volume sampler | Sven Leckel Ingenieur Büro GmbH, Germany | LVS3 | air flow of 2.3 m3/h |
Phosphate-buffered saline | Biochrom, Germany | L1825 | without Ca/Mg, low endotoxin |
electrical toothbrush | Braun, Germany | Oral-B Vitality Sensitive | |
Casy cell counter | Schärfe System GmbH, Germany | Model TTC | range of detectable particle size: 0.7 µm to 45 µm |
FACSCanto II | Becton Dickinson, USA | 3-laser, 8-color (4-2-2) | |
FACS Diva Software v6.1.3 | Becton Dickinson | ||
bovine serum albumin (BSA) | Sigma-Aldrich, USA | A2153-10G | |
monoclonal mouse IgG1 antibody against Bet v 1 | Indoor Biotechnologies, UK | MA-3B4 | clone MA-3B4 |
APC (Allophycocyanin)-labeled secondary anti-Mouse IgG1 antibody | Becton Dickinson | 560089 | clone A85-1 |
SPSSTM software version 18 | PASW Statistics 18, Hongkong, China | ||
Petri Dish | Gosselin, France | BP50-02 | D 55mm, H 15mm |
FACS Tube | Becton Dickinson, USA | REF 352054 | 5ml Polystyrene |
CASYton | Roche Germany |
REF 05651808001 | |
Matrix Blank Tubes | Thermo Scientific, USA | 4140 | 1,4 ml, PP |
Centrifuge | Heraeus, Thermo Scientific | Megafuge 40R | |
Vacuum Pump | INTEGRA Biosciences AG, Switzerland | Model 158 320 | Inetrgra Vacusafe |
recombinant Bet v 1a antigen | Indoor Biotechnologies, UK | LTR-BV1A-1 | Concentration: 2.0 mg/ml |