Мы описываем протокол измерения трансмиграции, моноциты через человека эндотелиальной монослои и их последующее созревания в пены клетки. Это предоставляет универсальный метод для оценки свойства атерогенные моноцитов, изолирован от людей с различными заболеваниями и для оценки факторов в крови, которые могут усилить эту склонность.
Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является основной причиной заболеваемости и смертности во всем мире. Атеросклероз, ведущей причиной CAD, инициируется трансмиграции врожденной иммунной моноциты воспалительных сайты хранение липидов, называемые жирные полосы, которые присутствуют в артериальной стен средних до крупных артерий. Ключевой особенностью патогенных поражений на этой ранней стадии атеросклероза является созревания моноцитов, которые мигрируют в артерии образуют пены клетки или липидов Ладена макрофагов. Значительные доказательства подтверждают гипотезу о том, что риск атеросклероза увеличивается на хронических воспалительных заболеваний, сопутствующих заболеваний, таких как ревматоидный артрит и ВИЧ, а также общего старения, и что этот риск предсказано Моноцит активации. В то время как мыши модели обеспечивают хорошую платформу для изучения роли моноцитов в атерогенеза в естественных условиях, они требуют генетического изменения метаболизма природных холестерина и радикальные изменения диеты нормальные мыши и имеют ограниченную пригодность для изучение атерогенные влияния человека коморбидных заболеваний. Это побудило нас разработать модель человека в пробирке для измерения атерогенный потенциал моноцитов, изолирован от людей с определенными заболеваниями. В настоящее время человека в vitro модели ограничения в том, что они оценивают Моноцит трансмиграции и пены клетки формирования в изоляции. Здесь мы описываем протокол, в котором моноцитов, изолированных от крови пациента высыпками через эндотелиальные клетки человека в матрицу коллаген типа 1, и их склонность к перерастет пены клетки в наличие или отсутствие экзогенных липидов измеряется. Протокол был утвержден для использования человеческого моноцитов, очищенного от лиц с ВИЧ-инфекцией и пожилых ВИЧ неинфицированных лиц. Эта модель универсальна и позволяет Моноцит трансмиграции и пены клетки формирования должны оцениваться с помощью либо микроскопии или проточной цитометрии, а также позволяет Оценка атерогенных факторов в сыворотке или плазме.
Моноцит переселение представляет собой решающий шаг в развитии атеросклеротических бляшек, что может привести к тромбоз, инсульта и инфаркта миокарда. Атеросклеротические бляшки развиваются из жирных разводов, обычно присутствующих на участках низкой колебательной кровотока в среде крупных артерий, где осаждаются липидов способствует активации эндотелиальной и локализованные воспаление1. Моноциты набираются на эндотелиальных клеток в жирных полосы через Моноцит эозинофилов белков (например, CCL2) и высыпками интимы2. После переселения Моноциты образуют атерогенные, липидов Ладена макрофагов, называемые пены клетки вследствие поглощения липидов, синтез липидов, вниз регулирование измеряем холестерина или сочетание вышеуказанных факторов. Моноциты может также накапливают липиды в циркуляции и имеют «пенистый» фенотип, возможно предрасполагающие клетки для пены клетки формирования3,4. Пена клетки являются характерной чертой жирных разводов и ранней стадии атеросклеротических бляшек и их формирования находится под влиянием липидов и воспалительных медиаторов5. Кроме того, моноциты имеют возможность обратить вспять высыпками из артерии в кровоток6, тем самым удаляя липидов из интима и Исполняющий обязанности для поддержания здоровья артерии.
Определение склонности моноцитов к высыпками через артериальной эндотелия и формы пены клеток интимы, или вспять высыпками и нести липидов из доски, является ключевым требованием для понимания роли Моноцит активации в повышении атеросклеротические риска. В выяснения реального времени в естественных условиях информацию о жирных полоска/атеросклеротической бляшки развития важны мыши модели САПР как атеросклероз. Однако эти модели требуют генетического изменения природных холестерина, обработки способности этих животных, обычно в сочетании с радикальные изменения в диете (например, модель диета ароЕ / Западной типа)7,8, тем самым, склонение-физиологические накопления оборотных липидов уровней развития зубного налета диск. Эти модели могут быть лишь ограниченные отношение к хронической человека воспалительных например ВИЧ-инфекции, не связанные с увеличение циркулирующих холестерина и липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) уровнях. Кроме того, различия в биологии Моноцит людей и мышей сделать тестирование иммунологического вопросы относительно актуальности субпопуляций моноцитов (таких как промежуточные моноцитов (CD14++окрашенных CD16 ++))9 трудно. Это имеет важное значение при изучении механизмов вождения сердечно-сосудистых заболеваний, как промежуточные Моноцит рассчитывает самостоятельно прогнозировать сердечно-сосудистых событий10,11. Хотя анализов существуют последовательно измерить либо формирование клеток Моноцит переселения или пены в изоляции, не в vitro пробирного протестирована для количественной оценки обоих аспектов раннего атерогенеза, используя те же клетки от клинических когорты. Transwell модели используют модифицированную систему двухпалатного Бойден которой клетки загружаются в верхней камере и высыпками через пористые Пластиковый барьер или монослоя клеток в нижней палате, которая обычно содержит носитель с хемотаксического12 , 13. Хотя широко используется для анализа лейкоцита трансмиграции, эти модели обычно не включают слой, представляющий интима, что приводит к переселенных клетки мигрируют в раствор и не позволяют для измерения ячейки пены формирование или обратного переселения тех же ячейках. И наоборот модели формирования клеток пены не учитывают transmigratory индуцированных изменений моноциты или эффекты эндотелиальной активации, который известен вносить пены клетки формирования14. Кроме того, эти системы вызывают пены формирования клеток от макрофагов придерживаться пластины культуры клеток путем добавления насыщения концентраций экзогенного окисленного липопротеинов низкой плотности (oxLDL)15,16, ключевых индуктор формирования клеток пены. ЛПНП, используемые в этих моделях часто окисляется, не физиологически соответствующих процессов, таких как CuSO4 лечения17, таким образом, допрос Физиологическая важность исследований с использованием этих моделей.
Здесь мы описываем assay который измеряет Моноцит трансмиграции и образование пены клетки же клеток, которая не требуют добавления внешних oxLDL, таким образом лучше моделирования роли моноцитов в формировании клеток пены. Эта модель была первоначально разработана профессор Уильям Muller (Северо-Западный университет, Чикаго)18и уточнены в нашей лаборатории для оценки ex vivo атерогенности моноцитов, изолированные под не Активация условия от лица с базовой воспалительных заболеваний, сопутствующих заболеваний, таких как ВИЧ инфекции19 , а также старения20, которые связаны с повышенным риском развития атеросклероза. Эта модель также предоставляет платформу для ответа на основные биологические вопросы относительно склонность различных Моноцит подмножеств формы пены клетки20, влияние эндотелиальной активации цитокинов, таких как ФНО на образование пены клетки14 и мигрирующих свойств моноцитов, такие как глубина и скорость переселения в гели19. Кроме того Моноцит трансмиграции и пены клетки формирования могут быть количественно с помощью стандартных микроскопии, живут клеток, поток цитометрии и изображений проточной цитометрии, таким образом, предоставляя универсальный метод для оценки роли моноцитов в атерогенеза.
Протокол, описанные здесь предлагает универсальный и физиологически соответствующие метод оценки атерогенности моноциты из человеческих клинических когорт, объединив Моноцит трансмиграции и образование пены клетки. Эта модель предлагает преимущества над альтернативные методы фор?…
The authors have nothing to disclose.
Авторы с благодарностью отметить работу профессор Уильям Мюллер и д-р Клэр Westhorpe за их ключевую роль в развитии более ранних итераций этой модели. Авторы также хотел бы поблагодарить AMREP потока цитометрии ядро для сортировки Моноцит подмножеств и Альфред больницы инфекционные заболевания группы клинических исследований медсестер для найма ВИЧ + людей для некоторых исследований. Авторы с благодарностью признать вклад в эту работу Виктория оперативной инфраструктуры программы поддержки полученных институтом Burnet. TAA поддерживается КМТИ университета вице-канцлера докторантура стипендий. Эта работа была поддержана NHMRC Грант проекта 1108792 присуждена AJ и AH. TK поддерживается NIH предоставляет низ K08AI08272, гранта NIH/NCATS # UL1TR000124.
Gel preparation reagents | |||
NaOH | Sigma-Aldrich | 221465-500G | 0.1 M NaOH diluted in H20 |
10X M199 | Sigma-Aldrich | M0650 | |
AcCOOH | Sigma-Aldrich | 695092-100ML | 20 mM Acetic acid diluted in H20 |
Cultrex Bovine Collagen I | R&D Systems | 3442-050-01 | Type I Fibrous Collagen |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Cell culture | |||
M199 | Life Technologies | 11150-059 | M199 media containing Earle's salts, L-glutamine and 2.2 g/L Sodium Bicarbonate. Media supplemented with 100 µg/mL L-glutamine and 100 U/mL penicillin/streptomycin |
M20 | Supplemented M199 containing 20% heat-inactivated pooled or donor serum. Individual lipid species such as LDL can be added to M199. |
||
HUVEC | Primary human umbilical cord endothelial cells (HUVEC) can be isolated from umbilical cords donated with informed consent and ethics approval. Isolated HUVEC may also be purchased commercially. | ||
Human coronary artery endothelial cells | Primary human coronary artery endothelial cells can be isolated from arteries donated with informed consent and ethics approval. Isolated cells may also be purchased commercially. | ||
EDTA | BDH Merck | 10093.5V | Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) – 0.5 M, pH 8.0 |
EGTA | Sigma-Aldrich | E3889-500G | Ethylene glycol-bis(β-aminoethyl ether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid (EGTA) – 1 mM, pH 8.0 |
0.05% trypsin EDTA | Gibco | 25300-054 | 0.05% trypsin/0.53 EDTA (1X) |
L-glutamine | Gibco | 25030-081 | L-glutamine (200 mM) |
Penicillin/streptomycin | Gibco | 15140-122 | Penicillin/streptomycin (10,000 units/mL Penicillin and 10,000 µg/mL Streptomycin) |
New born calf serum | Gibco | 16010-142 | New born calf serum: New Zealand origin |
Fibronectin | Sigma-Aldrich | F1056-1MG | Fibronectin – 50 µg/mL aliquots prepared and stored |
PBS (1X) | Gibco | 14200-075 | Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (10X): Dilute to 1X with sterile H20 |
0.1% TNF | Gibco | PHC3015 | Recombinant human TNF – Reconstituted in H20 and stored in 10 µg/mL aliquots |
Low-density lipoprotein | Merck Millipore | LP2-2MG | Low-density lipoprotein (LDL) |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Microscopy | |||
1 or 2% formaldehyde | Polysciences | 4018 | 1 or 2% formaldehyde diluted with sterile H20 |
50% and 78% methanol | Ajax Finechem | 318-2.5L GL | 50% or 78% v/v methanol, diluted with H20 |
Oil Red O stain | Sigma-Aldrich | O0625-25G | Dilute to 2 mg/mL in 22% 1M NaOH and 78% (v/v) methanol |
Microscope slides | Mikro-Glass | S41104AMK | Twin frosted 45 degree ground edge microscope slides (25 X 76 mm) |
Cover slips | Menzel-Gläser | MENCS224015GP | 22 x 40 mm #1.5 size glass cover slips |
Double-sided tape | 3M Scotch | 4011 | Super strength exterior mounting tape (25.4 mm x 1.51 m) |
Giemsa stain | Merck Millipore | 1.09204.0500 | Giemsa's azur eosin methylene blue solution (dilute stock 1:10 in H20) |
Hole punch | Hand-held single hole punch (6.35 mm punch) | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Flow cytometry | |||
Collagenase D | Roche Diagnostics | 11088858001 | Collagenase D diluted in M199 media to 1 mg/mL |
35 µm nylon mesh capped polystyrene FACS tubes | BD Biosciences | 352235 | 35 µm nylon mesh capped polystyrene FACS tubes |
Live/Dead Fixable Yellow Dead Cell stain | Life Technologies | L34959 | Live/Dead Fixable Yellow Dead Cell stain |
FACS wash | Prepare by mixing 1 X PBS–, 2 mM EDTA and 1% New born calf serum | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Plasticware | |||
96 well plate | Nunclon | 167008 | Delta surface flat-bottomed 96 well plate |
10 cm Petri Dish | TPP | 93100 | Sterile 10 cm Petri dish |
1.5 mL Eppendorf tubes | Eppendorf | 0030 125.150 | Eppendorf tubes |
Transfer pipette | Samco Scientific | 222-20S | Sterile transfer pipette (1 mL, large bulb) |