Method Article
هنا، نقدم بروتوكول لتحديد جزيئات محملة حساسية التدفق الخلوي. المحيطة جزيئات الجسيمات يمكن أن يكون بمثابة ناقلات من المواد المسببة للحساسية كثف. نعرض هنا أن التدفق الخلوي، وهي طريقة تستخدم على نطاق واسع لتوصيف المواد الصلبة العالقة> 0.5 ميكرون في القطر، ويمكن استخدامها لقياس هذه الجزيئات المحملة حساسية.
التدفق الخلوي هو الطريقة المستخدمة على نطاق واسع لقياس المواد الصلبة العالقة مثل الخلايا أو البكتيريا في نطاق حجم من 0.5 إلى عدة عشرات ميكرومتر في القطر. بالإضافة إلى توصيف خصائص مبعثر إلى الأمام وsideward، فإنه يمكن استخدام علامات الفلورسنت المسمى مثل الأجسام المضادة للكشف عن الهياكل المعنية. باستخدام تلوين الأجسام المضادة غير مباشر، التدفق الخلوي يعمل هنا لتحديد البتولا حساسية حبوب اللقاح (الرهان على وجه التحديد ضد 1) -loaded جزيئات 0.5 إلى 10 ميكرومتر في القطر في الجسيمات استنشاق (PM10، وحجم الجسيمات ≤10 ميكرون في القطر). الجسيمات PM10 قد تعمل كحاملات للحساسية كثف ربما تنقلهم إلى الجهاز التنفسي السفلي، حيث أنها يمكن أن تسبب الحساسية.
حتى الآن محتوى حساسية من PM10 تمت دراستها عن طريق انزيم مرتبط المقايسات المناعي (ELISAs) والمجهر الإلكتروني. إليسا يقيس المنحل وليس الجسيماتحساسية -bound. مقارنة مع المجهر الإلكتروني، والتي يمكن تصور جزيئات محملة حساسية، التدفق الخلوي قد تقدير لهم بالإضافة إلى ذلك. كما محتوى حساسية من الهواء المحيط يمكن أن تحيد عن تعداد حبوب اللقاح البتولا، قد أعراض الحساسية ربما ترتبط بشكل أفضل مع التعرض لمسببات الحساسية من حبوب اللقاح مع العد. جنبا إلى جنب مع البيانات السريرية، والطريقة المعروضة يتيح الفرصة لاختبار في التجارب المستقبلية سواء من الحساسية لجلد ترتبط مستضدات حبوب اللقاح مع المحتوى حساسية بيت الخامس 1 من الجسيمات PM10> 0.5 ميكرون.
ويجري النظر تلوث الهواء هو من الأسباب بيئيا هاما من ارتفاع نسبة وشدة الحساسية في الجهاز التنفسي لوحظ في العقود الأخيرة 1-3. وعلاوة على ذلك، كان هناك اهتمام متزايد في توزيع المواد المسببة للحساسية شيوعا في 4،5 الغبار.
البتولا حبوب اللقاح يمكن أن تثير حمى القش ولكن يمكن أيضا أن يكون الزناد هاما من الربو التحسسي 6-8. كله البتولا حبوب اللقاح ليس من المرجح أن يدخل الجهاز التنفسي السفلي أو التي يمكن العثور عليها في PM10 نتيجة لحجمه (22 ميكرون في القطر). ومع ذلك، المواد المسببة للحساسية حبوب اللقاح البتولا مثل بيت ت 1، المكون البتولا حبوب اللقاح المسببة للحساسية كبير، ويمكن الإفراج عن بعد لقاح تمزق 9 ويمكن ربط جزيئات الهواء المحيط 10، وبالتالي ربما يدخل الشعب الهوائية الجهاز التنفسي السفلي. وبالفعل، فقد تبين أن PM10 قد تحتوي على المواد المسببة للحساسية النشطة بيولوجيا كما يتبين من في المختبر تفعيل الأسسات من حبوب اللقاح المستلفت حساسية 11 .
وقد تمت دراسة الرهان ضد المحتوى 1 حساسية في عينات PM10 عن طريق استخراج المادة المسببة للحساسية منها والكمي لاحق مع إليسا 12-14. مع تقنية ELISA، تم قياس حساسية المنحل، ولكن كمية جزيئات محملة حساسية لا يزال مجهولا. وكشف المسح المجهر الإلكتروني الجسيمات محملة حساسية ولكن لم تسمح الكمي 10،15.
وتوظف هذه الدراسة التدفق الخلوي لقياس نسبة الجسيمات PM10 بيت ت 1 تحميلها في عينات الهواء المحيط. ويرجع ذلك إلى حد الكشف عن تدفق الكريات الجسيمات فقط أكبر من 0.5 ميكرون يمكن فحصها. و> 0.5 ميكرون جزء من PM10 سيتواصل يشار إلى PM10> 0.5.
ملاحظة: يصف هذا البروتوكول تلطيخ غير مباشر من الجسيمات PM10 مع الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (وحيدة النسيلة الأجسام المضادة الماوس IgG1، استنساخ MA-3B4) ضد بيت ت 1، المكون البتولا حبوب اللقاح مستضد كبير، بالإضافة إلى Allophycocyanin (APC) -labeled الضد الثانوية (المضادة الأجسام المضادة -Mouse IgG1، استنساخ A85-1) وتحليلها لاحقا على تدفق عداد الكريات. مع الأجسام المضادة المناسبة الأخرى المتاحة، يمكن تمديد هذه الطريقة للكشف عن مستضدات أخرى متجهة إلى جزيئات الهواء المحيط.
1. PM10 أخذ العينات
الشكل 1. منخفضة العينات حجم PM10. مثال على انخفاض العينات حجم PM10. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
إزالة 2. PM10 وعدد الجسيمات
يتم وضع الشكل 2. إزالة PM10 مع فرشاة الأسنان الكهربائية. وهناك مرشح تترافلوروإيثيلين مع PM10 عينات في polystyrol طبق بتري (A) ومضافين مع 4 مل في برنامج تلفزيوني. ثم، يتم إزالة PM10 مع فرشاة الأسنان الكهربائية (B: وقبل تفريش وC: بعد تنظيف الأسنان بالفرشاة لمدة 1 دقيقة).= "https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54721/54721fig2large.jpg" الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
3. بيت ت 1 تلطيخ
4. تحليل التدفق Cytometric
وكميا الرهان ضد 1 حساسية الامتزاز في PM10> 0.5 الجزيئات التي تلطيخ الجسم المضاد غير المباشر وتحليلها لاحقا على تدفق عداد الكريات. خدم عينة PM10 من موسم حبوب اللقاح عالية كقالب. وكما ذكر في الخطوة 3.1، وتألفت سيطرة سلبية من الجسيمات PM10 حضنت مع APC المسمى الأجسام المضادة الثانوية فقط (الشكل 3A). الجسيمات PM10 ملطخة المضادة للبيت الخامس 1 الأجسام المضادة بالإضافة إلى الأجسام المضادة الثانوية عرضها للحساسية تحميل الجسيمات (الشكل 3B). كما هو موضح في الخطوة 4.3، تم استخدام طريقتين لقياس حمولة حساسية: فمن ناحية، تم تحليل القيمة المتوسطة لكثافة مضان APC من جميع الجزيئات يجري 137 لسيطرة سلبية، و 904 لعينة محددة. من ناحية أخرى، تم تحديد نسبة الجزيئات مع ملزمة لمكافحة بيت ت 1 الأضداد: تم تعيين بوابة حول الجسيمات الموجبة APC في السيطرة السلبية وبعد ذلك شاركبييه ولصقها في عينة محددة. في سيطرة سلبية، اعتبرت 3٪ من الجسيمات PM10> 0.5 APC إيجابية. تم طرح هذه النسبة من الجسيمات إيجابية كاذبة من نسبة الجسيمات الموجبة في عينة محددة مما أدى إلى 77.5٪ APC PM10 الإيجابي> 0.5 الجزيئات في عينة محددة. لإثبات أن لاحظ ربط المضادة للبيت الخامس 1 الضد كان محددا، تم حجب قدرة ملزم مع المستضد المماثل السابق لتلطيخ. تقلص هذا الربط لمكافحة بيت ت 1 الأجسام المضادة بنسبة 69٪، إذا كان كميا بواسطة كثافة مضان APC، وبنسبة 84٪، إذا كان كميا عن طريق النسبة المئوية للبيت الخامس 1 PM10 الإيجابي> 0.5 الجسيمات (الشكل 3C).
الشكل 3. بيت ت 1 حساسية يمكن تصور التدفق الخلوي. APC كثافة مضان من عينة PM10 من عا محددة الجسيماتالموسم llen الملون فقط مع APC المسمى الأجسام المضادة الثانوية (A)، ملطخة المضادة للبيت الخامس 1 الأجسام المضادة الأولية وبعد ذلك مع APC المسمى الأجسام المضادة الثانوية (B)، وبعد منع الأجسام المضادة الأولية مع المؤتلف بيت ت 1 المستضد (C ). تم تعيين APC بوابة P + حول الجزيئات تعتبر APC الموجب (عرض باللون الأحمر) ويتم إعطاء نسب كل منها. وقد تم هذا الرقم معدلة بشكل طفيف من 11. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
لاختبار ما إذا كان يمكن اعتماد هذه الطريقة للكشف عن اختلافات في كمية كثف بيت ت 1 محتوى PM10> 0.5 عينات من ارتفاع ومن موسم حبوب اللقاح منخفضة، وقد تم تحليل 13 عينة PM10 من ارتفاع و 6 عينات PM10 من موسم حبوب اللقاح منخفضة. الشكل 4يصور اختلافات كبيرة في كثافة APC مضان وفي نسبة الرهان ضد 1 PM10 الإيجابي> 0.5 الجسيمات من العينات PM10 من موسم الذروة حبوب اللقاح مقارنة عينات PM10 من موسم حبوب اللقاح منخفضة. وأظهرت كلتا الطريقتين الكمي بموجب نتائج مماثلة.
الشكل 4. عينات PM10 من موسم حبوب اللقاح المنخفضة والعالية تختلف في قيمتها من بيت الخامس كثف وأخذت عينات 1. انخفاض PM10 موسم حبوب اللقاح في خريف / شتاء 2013 (ن = 6)، حبوب اللقاح موسم الذروة PM10 مايو 2012 و 2013 (ن = 13). (A) كثافة مضان APC من PM10> كانت 0.5 جزيئات من موسم حبوب اللقاح عالية أعلى بكثير من من موسم حبوب اللقاح منخفضة (متوسط / دقيقة / ماكس موسم الذروة حبوب اللقاح: 796/313/1097، متوسط / دقيقة / ماكس موسم منخفض حبوب اللقاح: 197 / 85/277). (ب) PM10 من موسم حبوب اللقاح عالية الواردة significanالمزيد من TLY بيت الخامس PM10 بفيروس 1> 0.5 الجسيمات PM10 من من موسم حبوب اللقاح منخفضة (متوسط / دقيقة / ماكس موسم الذروة حبوب اللقاح: 45.2 / 18.5 / 74.5، وأوسط / دقيقة / ماكس موسم منخفض حبوب اللقاح: 11.8 / 4.4 / 19.8). تظهر المؤامرات مربع القيم الوسيطة (الخط الداخلي للصندوق)، 25. و 75. النسب المئوية على التوالي (الحدود الدنيا والعليا من مربع) والحد الأدنى والحد الأقصى القيم (شعيرات). *** ع <0.001 مقابل موسم حبوب اللقاح منخفضة، مان ويتني U اختبار. وقد تم هذا الرقم معدلة بشكل طفيف من 11. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.
خطوة مهمة من البروتوكول هو استخدام عامل تصفية مناسبة لجمع الجسيمات PM10 من الهواء المحيط (راجع الخطوة 1.1). المرشح يجب أن يكون قويا بما يكفي لتحمل تنظيف الأسنان بالفرشاة مع فرشاة الأسنان الكهربائية، وليس كل مواد التصفية الوفاء بهذا الشرط. تأسست بروتوكول تلطيخ مع تركيز الجسيمات PM10 من 8X10 6 الجسيمات لكل مليلتر. ولكن إذا كانت المادة محدودة وتجميع عينات غير مناسب، فإن الطريقة ربما تعمل بشكل جيد، ولكن تركيز الأجسام المضادة (انظر الخطوات 3.5 و 3.8) قد تضطر إلى تعديل.
لم الرهان ضد 1 تلطيخ الجسيمات PM10 لا يؤدي إلى السكان متميزة من الجسيمات ملطخة سلبا وإيجابا. قد يكون ذلك بسبب وكميات متفاوتة من بيت ت 1 حساسية كثف إلى كل من الجسيمات التي تتراوح بين القليل جدا حتى على كمية عالية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى التوسع في إشارة APC وبالتالي تحول السكان نحوAPC الإيجابية. كما أنه من الصعب فصل إيجابية من الجزيئات السلبية، واستخدمت طريقتين الكمي لتحديد الاختلافات في المحتوى بيت الخامس 1 من PM10> 0.5 العينات: (ط) الكمي النسبي عن طريق قياس متوسط APC كثافة مضان من كل الجسيمات ، و (ب) تحديد نسبة الجسيمات الموجبة APC. وفيما يتعلق ضد 1 تحميل بيت من جزيئات من انخفاض وارتفاع حبوب اللقاح الموسم PM10> 0.5، كشفت كلتا الطريقتين نتائج مماثلة. ومع ذلك، ينصح الكمي النسبي كثافة مضان متوسط جميع الجسيمات كما هو مستقل من وضع البوابة وبالتالي أقل على الأرجح عرضة للخطأ.
حتى الآن العديد من الدراسات بفحص محتوى حساسية في المحيط الجسيمات الهواء عن طريق استخراج المادة المسببة للحساسية منها والكمي لاحق مع إليسا 5،12-14،17. هناك فرق جوهري بين الإجراء وصفها هنا وquantificatioن مع إليسا: ELISA الكمي للمستضد استخراج وحلت، في حين أن التدفق الخلوي يحلل مستضد بالجسيمات. بواسطة ELISA الرهان ضد 1 تحميل من العينات PM10 اختبار (ن = 8) كان أقل من الحد الكشف عن 1.2 نانوغرام / مل (لا تظهر البيانات). وبالمثل، حدد Buters وغيرها لا رهان ضد 1 في PM <2.5 ميكرون جزء وحوالي 7٪ فقط في 10 ميكرون> PM> 2.5 ميكرون جزء، ولكن أكثر من 93٪ في PM> 10 ميكرون جزء من الهواء المحيط 13. ، قد يكون السبب في النتائج المتناقضة لإليسا من جهة وتحليل نظام مراقبة الأصول الميدانية من جهة أخرى من خلال أوجه الاختلاف في طريقة الكشف بالتزامن مع الحساسية المختلفة. مزيد من البحث ولكن هناك حاجة إلى فهم كامل هذا الاختلاف.
وهناك طريقة لتصور الجسيمات ملزمة مستضد والمجهر الإلكتروني 10،14. بواسطة المجهر الإلكتروني، Ormstad آخرون بيت تصور الخامس 1 على سطح لامع الجسيمات العالقةجزيئات السخام ص العينات التي أخذت في موسم حبوب اللقاح عالية وبدرجة أقل على جزيئات العينة في موسم منخفض حبوب اللقاح 15. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على المواد المسببة للحساسية من حبوب اللقاح، لاتكس، وكذلك جلوكان بيتا إلى أن كثف لجسيمات الاحتراق في الهواء المحيط 10. هذه الطريقة، ومع ذلك، لا يسمح الكمي لحساسية محددة الجسيمات.
عن طريق استخدام التدفق الخلوي، يمكن أن يكون كميا-بالجسيمات بيت ت 1 حساسية. وهكذا، التدفق الخلوي قد توفر وسيلة جديدة لوصف جزء البيولوجي للPM10 10-،5 ميكرون كما هو الحال مع الأجسام المضادة أخرى مناسبة في متناول اليد، ويمكن تمديد هذه الطريقة للكشف عن مستضدات أخرى على جزيئات الهواء المحيط، على سبيل المثال، العفن، عث الغبار المواد المثيرة للحساسية أو لبس. كما الجسيمات PM10 كثف المواد البيولوجية فحسب، ولكن أيضا المواد الكيميائية والمعادن بسهولة تامة، غير محددة ملزمة من الأجسام المضادة يمكن، مع ذلك، يشكل مشكلة. إذا تم اختبار الأجسام المضادة الجديد، خطوة حاسمة هي لإثبات مأزق معينجي. ويمكن أن يتم ذلك من خلال، على سبيل المثال، وعرقلة قدرة ملزمة من الأجسام المضادة المحددة مع المستضد المماثل السابق لتلطيخ 11.
كما بيت ت 1 المحتوى من الهواء المحيط يمكن أن تختلف من البتولا عدد حبوب اللقاح 12،13،18، قد أعراض الحساسية ربما ترتبط بشكل أفضل مع مستوى حساسية من حبوب اللقاح مع الاعتماد 14،18. وبالتالي، فإن الطريقة المعروضة بالتزامن مع البيانات السريرية يمكن أن تدرس في التجارب المستقبلية سواء من الحساسية لالبتولا تتوافق مع الحمل حساسية بيت الخامس 1 من PM10> 0.5.
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.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved