Akış Sitometrisinin Kullanılmasında Eritrosit Kompleman Reseptörü 1 Ölçümü
Özet
Bu yöntemin amacı, eritrosit CR1 yoğunluğu bilinen üç denek ile karşılaştırarak herhangi bir deneğin eritrositlerinde CR1 yoğunluğunu belirlemektir. Yöntem, deneklerin eritrositlerinin phycoerythrin (PE) kullanılarak güçlendirilmiş bir sisteme bağlı bir anti-CR1 monoklonal antikor ile immünoboya dan sonra akış sitometrisini kullanır.
Abstract
CR1 (CD35, C3b/C4b için Kompleman Reseptör tip 1) aktivasyonu tamamlayan, bağışıklık komplekslerini taşıyan ve humoral ve hücresel immün yanıtlara katılan yaklaşık 200 kDa’lık yüksek molekül ağırlıklı membran glikoproteindir. CR1 eritrositler de dahil olmak üzere birçok hücre tipinin yüzeyinde bulunur ve uzunluk, yapı (Knops veya KN, kan grubu) ve yoğunluk polimorfizmleri sergiler. Eritrosit başına CR1 (CR1/E) başına ortalama yoğunluk eritrosit başına 500 moleküldür. Bu yoğunluk bir bireyden diğerine (100-1.200 CR1/E) ve aynı bireyde bir eritrositten diğerine değişir. Burada cr1/E’nin yoğunluğunu ölçmek için sağlam bir akış sitometrisi yöntemi sitometri sitometri sitometri sitometri sitometri sitometrisi, düşük yoğunluklu olarak ifade eden denekler de dahil olmak üzere, güçlendirici bir immünboyama sistemi yardımıyla sitometri yöntemi ni sintometri sitometrisi sitometrisi sitometrisi sitometri sitometrisi sitometrisi sitometrisi sitometris Bu yöntem, Alzheimer hastalığı (AD), sistemik lupus eritematosus (SLE), AIDS veya sıtma gibi hastalıklarda CR1 eritrosit ekspresyonunun alçaltıcılığını göstermemizi sağlamıştır.
Introduction
CR1 (kompleman reseptör tip 1, CD35) eritrositler1,B lenfositler2, monosit hücreler, bazı T hücreleri, foliküler dendritik hücreler3, fetal astrositler4ve glomerüler podositler5gibi birçok hücre tipinin yüzeyinde bulunan 200 kDa transmembran glikoproteindir. CR1 onun ligands C3b müdahale, C4b, C3bi6,7,8,9, ilk kompleman bileşeni bir alt birim, C1q10 ve MBL (mannan bağlayıcı lektin)11 kompleman aktivasyonunu inhibe ve humoral ve hücresel immün yanıt katılır.
Primatlar, insanlar da dahil olmak üzere, eritrosit CR1 karaciğer ve dalak bağışıklık komplekslerinin taşınması nda yer almaktadır, kan arındırmak ve deri veya böbrekler gibi savunmasız dokularda birikimini önlemek için12,13,14. Bağışıklık kompleksleri ve eritrositler arasındaki immün yapışı olgusu CR1 moleküllerinin sayısına bağlıdır15. İnsanlarda CR1/E’nin ortalama yoğunluğu sadece 500’dür (yani eritrosit başına 500 CR1 molekülü). Bu yoğunluk bir bireyden diğerine (100-1.200 CR1/E) ve aynı bireyde bir eritrositten diğerine değişir. “Null” fenotip bazı bireyler az ifade 20 CR1/E16.
CR1/E’nin yoğunluğu, CR1*117,18için gen kodlamasının intron 27’sinde bir nokta mutasyonuna bağlı iki eş-dominant otozomal alel tarafından düzenlenir. Bu mutasyon HindIII enzimi için ek bir kısıtlama alanı üretir. Bu durumda HindIII ile sindirim sonrası elde edilen kısıtlama parçaları CR1 güçlü bir ifade bağlı alel için 7.4 kb (H: yüksek alel) ve alel düşük CR1 ekspresyonu (L: düşük alel) bağlı alel için 6.9 kb. Bu bağlantı Kafkaslar ve Asyalılar bulunur ama Afrika kökenliinsanlarda 19.
Eritrosit CR1’in ekspresyon düzeyi, ekson 13 kodlama SCR 10 (I643T) ve ekson 19 kodlama SCR16 (Q981H) ile nokta nükleotit mutasyonlarının varlığı ile de ilişkilidir. Homozigot 643I/981Q’da yüksek, homozigot 643T/981H bireylerde düşüktür20. Böylece, “düşük” bireyler 150 CR1/E, “orta” bireyler 500 CR1/E, “yüksek” bireyler ise 1.000 CR1/E civarında ifade eder.
Bu eritrosit yoğunluğu polimorfizmine ek olarak CR1, farklı boyutlardaki dört allotipe karşılık gelen bir uzunluk polimorfizmi ile karakterizedir: CR1*1 (190 kDa), CR1*2 (220 kDa), CR1*3 (160 kDa) ve CR1*4 (250 kDa)21 ve kan grubu KN22’yekarşılık gelen bir antijenik polimorfizm .
CR1/E yoğunluğu bilinen üç denek kullanarak CR1/E’nin yoğunluğunu belirlemek için akış sitometrisine dayalı yöntemimizi sintometriye dayanarak sintometrisi, düşük yoğunluklu bir seviye (180 CR1/E), orta yoğunlukseviyesi (646 CR1/E) ve yüksek yoğunluklu bir seviye (966 CR1/E) ifade ederek, akış sitometresi kullanarak anti-CR1 immünoboyalamadan sonra eritrositveya kırmızı kan hücrelerinin (RBC) ortalama floresan yoğunluğunu (MFI) ölçmek kolaydır. Daha sonra CR1/E yoğunluğunun bir fonksiyonu olarak MFI’yi temsil eden standart bir çizgi çizilebilir. CR1/E yoğunluğu bilinmemektedir deneklerin MFI ölçümü ve bu standart çizgi ile karşılaştırılması, bireylerin CR1/E yoğunluğunu belirlemek mümkündür. Bu teknik laboratuvarda uzun yıllardır kullanılmaktadır ve sistemik lupus eritematosus (SLE)23, Edinsel immün yetmezlik sendromu (AIDS)24, sıtma25, ve son zamanlarda Alzheimer hastalığı (AD)26,27 gibi birçok patolojide eritrosit CR1 ekspresyonunda bir azalma tespitetmemizisağlamıştır . Anti-trombotik ilaçlar28’de olduğu gibi CR1’i eritrositlerle çifte hedefleyen ilaçların geliştirilmesi, CR1/E yoğunluğunun değerlendirilmesi ve CR1’i ölçmek için sağlam bir tekniğin kullanılabilirliği gerektirmektedir.
Sunulan protokol tek tekçalışır. Belirli ticari olarak kullanılabilen 96 kuyu plakası kullanan birçok kişide CR1/E’nin yoğunluğunu belirlemek için uyarlanabilir (Bkz. Malzeme Tablosu). Bu amaçla, herhangi bir 96 iyi plaka bizim yöntem adapte etmek kolaydır. Her örnek için eritrositlerin hücre süspansiyonu (0.5 x 106–1 x 10 6 eritrosit) kuyu başına dağıtılır.6 Her kuyu için, ilk birincil anti-CR1 antikor eklenir, sonra streptavidin PE, ikincil anti-streptavidin antikor, ve yine streptavidin PE, bizim yöntem aynı seyreltme kullanarak, ancak hacimleri adapte ve orantılılık saygı.
Cr1 için ölçülecek deneklerin ve deneklerden alınan kan örnekleri aynı anda çekilmeli, buzdolabında 4 °C’de saklanmalı ve 4 °C’de (buz ve/veya buzdolabında) kullanılmalıdır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Eritrosit CR1 (CR1/E) yoğunluğunu belirlemek için çeşitli teknikler mevcuttur. Kullanılan ilk teknikler anti-CR1 antikorları31 ile kırmızı kan hücrelerinin agglutinasyonu ve C3b32ile kaplanmış eritrosit varlığında rozet oluşumudur. Bu temel teknikler hızla radiolabeled anti-CR1 antikorlar kullanılarak immünboyama yöntemleri ile değiştirildi1,33. Ayrıca enzime bağlı immünosorbent tsay (ELIS…
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
PROTOKOLÜn optimizasyonuna ve doğrulanmasına katkıda bulunan TÜM URCACyt üyelerine, akış sitometri teknik platformuna, İmmünoloji Anabilim Dalı personeline ve İç Hastalıkları ve Geriatri Anabilim Dalı personeline teşekkür ederiz. Bu çalışma Reims Üniversitesi Hastaneleri (hibe numarası AOL11UF9156) tarafından finanse edilmiştir.
Materials
| 1000E Barrier Tip | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 2079E | sample pipetting |
| 1-100 µL Bevelled, filter tip | Starlab GmbH, D-22926 Ahrenburg, Germany | S1120-1840 | sample pipetting |
| Biotinylated anti-CR1 monoclonal antibody (J3D3) | Home production of non-commercial monoclonal antibody, courtesy of Dr J. Cook | immunostaining | |
| Blouse | protection | ||
| Bovin serum albumin (7,5%) | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 15260037 | cytometry |
| Centrifuge | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 11176917 | centrifugation |
| Clean Solution | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 340345 | cytometry |
| Comorack-96 | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 944060P | rack |
| Cytometer Setup & Tracking Beads Kit | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 655051 | cytometry |
| Formaldehyde solution 36.5 % | Sigma Aldrich, F-38070 Saint Quentin Fallavier, France | F8775-25ML | Fixation |
| 10 µL Graduated, filter tip | Starlab GmbH, D-22926 Ahrenburg, Germany | S1121-3810 | sample pipetting |
| LSRFORTESSA Flow Cytometer | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 647788 | cytometry |
| Microman Capillary Pistons | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 067494 | sample pipetting |
| Micronic 1.40 mL round bottom tubes | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | MP32051 | mix |
| Micropipette Microman – type M25 – | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 066379 | sample pipetting |
| Phosphate buffered Saline (PBS) | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 10010031 | cytometry |
| Pipette PS 325 mm, 10 mL | Dominique DUTSCHER SAS, F-67172 Brumath | 391952 | sample pipetting |
| powder-free Nitrile Exam gloves | Medline Industries, Inc, Mundelein, IL 60060, USA | 486802 | sample protection |
| Reference 2 pipette, 0,5-10 µL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 4920000024 | sample pipetting |
| Reference 2 pipette, 20-100 µL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 4920000059 | sample pipetting |
| Reference 2 pipette, 100-1000 µL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 4920000083 | sample pipetting |
| Rinse Solution | BD, F-38801 Le Pont de Claix, France | 340346 | cytometry |
| Round bottom tube | Sarstedt, F-70150 Marnay, France | 55.1579 | cytometry |
| Safe-Lock Tubes, 1.5 mL | Eppendorf France SAS, F-78360 Montesson, France | 0030120086 | mix |
| streptavidin R-PE | Tebu Bio, F-78612 Le Perray-en-Yvelines, France | AS-60669 | immunostaining |
| Tapered Centrifuge Tubes 50 mL | Thermo Fischer Scientific , F-67403 Illkirch, France | 10203001 | mix |
| Vector anti streptavidin biotin | Eurobio Ingen, F-91953 Les Ulis, France | BA-0500 | immunostaining |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries, Inc, Bohemia, NY 111716, USA | SI-0236 | mix |
Referanslar
- Fearon, D. T. Identification of the membrane glycoprotein that is the C3b receptor of the human erythrocyte, polymorphonuclear leukocyte, B lymphocyte, and monocyte. Journal of Experimental Medicine. 152 (1), 20-30 (1980).
- Ross, G. D., Winchester, R. J., Rabellino, E. M., Hoffman, T. Surface markers of complement receptor lymphocytes. Journal of Clinical Investigation. 62 (5), 1086-1092 (1978).
- Reynes, M., et al. Human follicular dendritic cells express CR1, CR2, and CR3 complement receptor antigens. The Journal of Immunology. 135 (4), 2687-2694 (1985).
- Gasque, P., et al. Identification and characterization of complement C3 receptors on human astrocytes. The Journal of Immunology. 156 (6), 2247-2255 (1996).
- Pascual, M., et al. Identification of membrane-bound CR1 (CD35) in human urine: evidence for its release by glomerular podocytes. Journal of Experimental Medicine. 179 (3), 889-899 (1994).
- Fearon, D. T. Regulation of the amplification C3 convertase of human complement by an inhibitory protein isolated from human erythrocyte membrane. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 76 (11), 5867-5871 (1979).
- Dobson, N. J., Lambris, J. D., Ross, G. D. Characteristics of isolated erythrocyte complement receptor type one (CR1, C4b-C3b receptor) and CR1-specific antibodies. The Journal of Immunology. 126 (2), 693-698 (1981).
- Schreiber, R. D., Pangburn, M. K., Muller-Eberhard, H. J. C3 modified at the thiolester site: acquisition of reactivity with cellular C3b receptors. Bioscience Reports. 1 (11), 873-880 (1981).
- Ross, G. D., et al. Generation of three different fragments of bound C3 with purified factor I or serum. II. Location of binding sites in the C3 fragments for factors B and H, complement receptors, and bovine conglutinin. Journal of Experimental Medicine. 158 (2), 334-352 (1983).
- Klickstein, L. B., Barbashov, S. F., Liu, T., Jack, R. M., Nicholson-Weller, A. Complement receptor type 1 (CR1, CD35) is a receptor for C1q. Immunity. 7 (3), 345-355 (1997).
- Ghiran, I., et al. Complement receptor 1/CD35 is a receptor for mannan-binding lectin. Journal of Experimental Medicine. 192 (12), 1797-1808 (2000).
- Cornacoff, J. B., et al. Primate erythrocyte-immune complex-clearing mechanism. Journal of Clinical Investigation. 71 (2), 236-247 (1983).
- Waxman, F. J., et al. Complement depletion accelerates the clearance of immune complexes from the circulation of primates. Journal of Clinical Investigation. 74 (4), 1329-1340 (1984).
- Waxman, F. J., et al. Differential binding of immunoglobulin A and immunoglobulin G1 immune complexes to primate erythrocytes in vivo. Immunoglobulin A immune complexes bind less well to erythrocytes and are preferentially deposited in glomeruli. Journal of Clinical Investigation. 77 (1), 82-89 (1986).
- Horgan, C., Taylor, R. P. Studies on the kinetics of binding of complement-fixing dsDNA/anti-dsDNA immune complexes to the red blood cells of normal individuals and patients with systemic lupus erythematosus. Arthritis & Rheumatology. 27 (3), 320-329 (1984).
- Pham, B. N., et al. Analysis of complement receptor type 1 expression on red blood cells in negative phenotypes of the Knops blood group system, according to CR1 gene allotype polymorphisms. Transfusion. 50 (7), 1435-1443 (2010).
- Wilson, J. G., et al. Identification of a restriction fragment length polymorphism by a CR1 cDNA that correlates with the number of CR1 on erythrocytes. Journal of Experimental Medicine. 164 (1), 50-59 (1986).
- Rodriguez de Cordoba, S., Rubinstein, P. Quantitative variations of the C3b/C4b receptor (CR1) in human erythrocytes are controlled by genes within the regulator of complement activation (RCA) gene cluster. Journal of Experimental Medicine. 164 (4), 1274-1283 (1986).
- Herrera, A. H., Xiang, L., Martin, S. G., Lewis, J., Wilson, J. G. Analysis of complement receptor type 1 (CR1) expression on erythrocytes and of CR1 allelic markers in caucasian and african american populations. Clinical Immunology and Immunopathology. 87 (2), 176-183 (1998).
- Birmingham, D. J., et al. A CR1 polymorphism associated with constitutive erythrocyte CR1 levels affects binding to C4b but not C3b. İmmünoloji. 108 (4), 531-538 (2003).
- Dykman, T. R., Hatch, J. A., Aqua, M. S., Atkinson, J. P. Polymorphism of the C3b/C4b receptor (CR1): characterization of a fourth allele. The Journal of Immunology. 134 (3), 1787-1789 (1985).
- Moulds, J. M., Moulds, J. J., Brown, M., Atkinson, J. P. Antiglobulin testing for CR1-related (Knops/McCoy/Swain-Langley/York) blood group antigens: negative and weak reactions are caused by variable expression of CR1. Vox Sanguinis. 62 (4), 230-235 (1992).
- Cohen, J. H., Lutz, H. U., Pennaforte, J. L., Bouchard, A., Kazatchkine, M. D. Peripheral catabolism of CR1 (the C3b receptor, CD35) on erythrocytes from healthy individuals and patients with systemic lupus erythematosus (SLE). Clinical & Experimental Immunology. 87 (3), 422-428 (1992).
- Jouvin, M. H., Rozenbaum, W., Russo, R., Kazatchkine, M. D. Decreased expression of the C3b/C4b complement receptor (CR1) in AIDS and AIDS-related syndromes correlates with clinical subpopulations of patients with HIV infection. AIDS. 1 (2), 89-94 (1987).
- Waitumbi, J. N., Donvito, B., Kisserli, A., Cohen, J. H., Stoute, J. A. Age-related changes in red blood cell complement regulatory proteins and susceptibility to severe malaria. The Journal of Infectious Diseases. 190 (6), 1183-1191 (2004).
- Mahmoudi, R., et al. Alzheimer’s disease is associated with low density of the long CR1 isoform. Neurobiology of Aging. 36 (4), 5-12 (2015).
- Mahmoudi, R., et al. Inherited and Acquired Decrease in Complement Receptor 1 (CR1) Density on Red Blood Cells Associated with High Levels of Soluble CR1 in Alzheimer’s Disease. International Journal of Molecular Sciences. 19 (8), 2175 (2018).
- Zaitsev, S., et al. Human complement receptor type 1-directed loading of tissue plasminogen activator on circulating erythrocytes for prophylactic fibrinolysis. Blood. 108 (6), 1895-1902 (2006).
- Scatchard, G. The attractions of proteins for small molecules and ions. Annals of the New York Academy of Sciences. 51 (4), 660-672 (1949).
- Cohen, J. H., et al. Enumeration of CR1 complement receptors on erythrocytes using a new method for detecting low density cell surface antigens by flow cytometry. Journal of Immunological Methods. 99 (1), 53-58 (1987).
- Minota, S., et al. Low C3b receptor reactivity on erythrocytes from patients with systemic lupus erythematosus detected by immune adherence hemagglutination and radioimmunoassays with monoclonal antibody. Arthritis & Rheumatology. 27 (12), 1329-1335 (1984).
- Miyakawa, Y., et al. Defective immune-adherence (C3b) receptor on erythrocytes from patients with systemic lupus erythematosus. The Lancet. 2 (8245), 493-497 (1981).
- Lida, K., Mornaghi, R., Nussenzweig, V. Complement receptor (CR1) deficiency in erythrocytes from patients with systemic lupus erythematosus. Journal of Experimental Medicine. 155 (5), 1427-1438 (1982).
- Tao, K., Nicholls, K., Rockman, S., Kincaid-Smith, P. Expression of complement 3 receptors (CR1 and CR3) on neutrophils and erythrocytes in patients with IgA nephropathy. Clinical Nephrology. 32 (5), 203-208 (1989).
- Nickells, M., et al. Mapping epitopes for 20 monoclonal antibodies to CR1. Clinical and Experimental Immunology. 112 (1), 27-33 (1998).
- Oi, V. T., Glazer, A. N., Stryer, L. Fluorescent phycobiliprotein conjugates for analyses of cells and molecules. The Journal of Cell Biology. 93 (3), 981-986 (1982).
- Chaiet, L., Wolf, F. J. The properties of streptavidin, a biotin-binding protein produced by streptomyces. Archives of Biochemistry and Biophysics. 20 (106), 1-5 (1964).
- Cockburn, I. A., Donvito, B., Cohen, J. H., Rowe, J. A. A simple method for accurate quantification of complement receptor 1 on erythrocytes preserved by fixing or freezing. Journal of Immunological Methods. 20 (271), 59-64 (2002).
- Chen, C. H., et al. Antibody CR1-2B11 recognizes a non-polymorphic epitope of human CR1 (CD35). Clinical & Experimental Immunology. 148 (3), 546-554 (2007).
- Ripoche, J., Sim, R. B. Loss of complement receptor type 1 (CR1) on ageing of erythrocytes. Studies of proteolytic release of the receptor. Biochemical Journal. 235 (3), 815-821 (1986).
- Moldenhauer, F., Botto, M., Walport, M. J. The rate of loss of CR1 from ageing erythrocytes in vivo in normal subjects and SLE patients: no correlation with structural or numerical polymorphisms. Clinical & Experimental Immunology. 72 (1), 74-78 (1988).
- Cohen, J. H., Lutz, H. U., Pennaforte, J. L., Bouchard, A., Kazatchkine, M. D. Peripheral catabolism of CR1 (the C3b receptor, CD35) on erythrocytes from healthy individuals and patients with systemic lupus erythematosus (SLE). Clinical & Experimental Immunology. 87 (3), 422-428 (1992).
- Nickells, M. W., Subramanian, V. B., Clemenza, L., Atkinson, J. P. Identification of complement receptor type 1-related proteins on primate erythrocytes. The Journal of Immunology. 154 (6), 2829-2837 (1995).
- Hebert, L. A., Birmingham, D. J., Shen, X. P., Cosio, F. G. Stimulating erythropoiesis increases complement receptor expression on primate erythrocytes. Clinical Immunology and Immunopathology. 62 (3), 301-306 (1992).
- Davis, K. A., Abrams, B., Iyer, S. B., Hoffman, R. A., Bishop, J. E. Determination of CD4 antigen density on cells: Role of antibody valency, avidity, clones, and conjugation. Cytometry. 33 (2), 197-205 (1998).
- Pannu, K. K., Joe, E. T., Iyer, S. B. Performance evaluation of QuantiBRITE phycoerythrin beads. Cytometry. 45 (4), 250-258 (2001).
- Barnett, D., Storie, I., Wilson, G. A., Granger, V., Reilly, J. T. Determination of leucocyte antibody binding capacity (ABC): the need for standardization. Clinical Laboratory Haematology. 20 (3), 155-164 (1998).
- Bikoue, A., et al. Quantitative analysis of leukocyte membrane antigen expression: normal adult values. Cytometry. 26 (2), 137-147 (1996).
- Serke, S., van Lessen, A., Huhn, D. Quantitative fluorescence flow cytometry: a comparison of the three techniques for direct and indirect immunofluorescence. Cytometry. 33 (2), 179-187 (1998).
