Method Article
Дегрануляцию тучных клеток, высвобождение медиаторов аллергии, играет важную роль в аллергии, астмы и паразитов защиты. Здесь мы показываем, методы 1 для оценки воздействия наркотиков и токсикантов на дегрануляцию, методология недавно использовали проявляют мощное тормозящее действие антибактериальный агент триклозан 2.
Тучные клетки играют важную роль в аллергических заболеваний и иммунной защиты от паразитов. После активации (например, путем аллергеном), их дегрануляции, процесс, который приводит к экзоцитоз медиаторов аллергии. Модуляция дегрануляцию тучных клеток на наркотики и токсические вещества могут иметь положительные или неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Мачта функции клеток была расчлененный подробно с использованием крыс базофильные клетки лейкоз тучных (RBL-2H3), широко распространенной моделью человеческой клетки слизистой оболочки мачта 3-5. Мачта компонент гранул клеток и аллергический посредник β-гексозаминидазы, которая распространяется линейно в тандеме с гистамина из тучных клеток 6, можно легко и надежно измерять посредством реакции с флуорогенного субстрата с образованием измеримые интенсивности флуоресценции в микропланшет-анализа, который поддается высокой пропускной исследования 1. Первоначально опубликовано Naal соавт. 1, мы адаптировали эту дегрануляции тест для скрининга OF наркотиков и токсикантов и продемонстрировать его использование здесь.
Триклозан широким спектром антибактериального агента, который присутствует во многих потребительских товарах и было обнаружено, что терапевтический помощь в человеческих аллергических заболеваний кожи 7-11, хотя механизм этого эффекта неизвестна. Здесь мы показываем, анализа на эффект триклозана на дегрануляцию тучных клеток. Недавно мы показали, что триклозан сильно влияет на функции клеток мачты 2. В попытке избежать использование органических растворителей, триклозан растворяли непосредственно в водном буфере с высокой температурой и перемешивании, и полученную концентрации подтверждена с помощью УФ-и видимой области спектра (с использованием ε 280 = 4200 л / M / см) 12. Этот протокол имеет потенциал для использования с различными химическими веществами, чтобы определить их воздействие на дегрануляцию тучных клеток, и более широко, их аллергический потенциал.
Тучные клетки высоко гранулированный иммунные эффекторные клетки, которые служат ключевыми медиаторами при астме, аллергии, паразиты обороны и канцерогенез 13-16. Они живут почти в каждой ткани васкуляризированной 15, где они безопасно хранить аллергических и воспалительных медиаторов в цитоплазматических гранул до момента активации к дегрануляции. Дегрануляция является экзоцитоз мембраносвязанных гранул, что приводит к выделению фармакологически активных медиаторов, таких как гистамин, триптазы и лейкотриены 15. Этот процесс приводит к инициированию типа я реакции гиперчувствительности, которые являются критическими в монтажной защиту против паразитов, а также инициирование аллергический, астматический, и канцерогенных ответов 15.
Тучные клетки и базофилы выразить FcεRI рецепторов с высоким сродством рецепторы для иммуноглобулина Е (IgE) 17. Воздействие аллергеном или антигеном вызывает агрегации множественного IgE-связанных рецепторов FcεRI 17, и именно с этойо-называемый "сшивание" от IgE-связанного Fc рецепторов, который инициирует процесс дегрануляции: каскад событий фосфорилирования тирозина, активацию фосфолипазы С, отток кальция из внутренних запасов и приток кальция в клетку 18. Этот приток кальция необходимо для дегрануляции, и, кроме того, сигналы гранул сплав с мембраной до возникновения экзоцитоз гранул 15. Экспериментально кальциевого ионофора может быть использован для трансфера кальций непосредственно через клеточную мембрану 19, которая по существу обходит все передачи сигнала шаги перед стадией приток кальция 20, что позволяет для идентификации пути мишени токсикантов как до, либо после кальциевой сигнализации 20.
Дегрануляция могут быть измерены быстро и эффективно, контролируя высвобождение из β-гексозаминидазы в клеточном супернатанте, которая распространяется линейно из гранул вместе с гистамином 6, но ягораздо проще обнаружить с помощью простой фермент-субстрат реакции и микропланшет-ридера для анализа флуоресцентного продукта. Этот планшет анализа, как указано в протоколе раздел основан на надежный метод, первоначально разработанный Naal соавт. 1, который количественно расщепление флуорогенный субстрат 4-метилумбеллиферил-N-ацетил-β-D-глюкозаминид на β- гексозаминидазы. Мы модифицировали анализа для проверки воздействия наркотиков и токсикантов, с триклозан отраженных здесь. Этот метод надежно количественно дегрануляции, является недорогой альтернативой, например, проточной цитометрии методах выявления на основе 21, и имеет потенциал, чтобы оказать себе приятно, чтобы высокопроизводительного скрининга из широкого спектра антиаллергенные препараты, а также иммунотоксические или аллергенных химикатов. Этот последний пункт особенно важен в свете в 2007 году Национальный научно-исследовательский совет доклад "испытания на токсичность в 21-м веке: видение и Stratгии »( http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=11970 ), которая выступает за развитие высокой пропускной токсикологии испытания, которые используют культуру клеток сократить использование дорогостоящих традиционных лабораторных животных, таких как мыши. Дегрануляции протокол, разработанный Naal соавт. 1 и модифицирована нами 2, использует RBL-2H3 клеточная линия, которая является широко признанным модель гомологичных человеческих клеток слизистой оболочки мачты или базофилы 3-5. (Методы культивирования RBL-2H3 клетки описаны в Hutchinson и соавт. 22). Этот анализ, вероятно, может быть адаптирована к любой тип мачты прилагается клетки.
Триклозан (TCS) является широким спектром антимикробного, который был использован для более чем 30 лет в больницах, средства личной гигиены, товары народного потребления 23,24. Механизм действия антимикробных характерные для TCS является ингибирование жирных кислот биосинтез, вероятно, путем ингибирования еноил-ацилбелком-носителем редуктазы 25,26. Он находится во всем мире в широком диапазоне потребительских продуктов, таких как гель, лосьон для рук, зубную пасту, жидкость для полоскания рта, а в руке мыло в концентрации до 0,3% или 10 мМ 24. Широкое применение TCS привело к обнаружению уровней у человека 27-29 и в реках и ручьях 30. Исследование, проведенное Allmyr соавт. Показали, что 27 TCS и его метаболиты присутствуют как в плазме, и молоко от кормящих матерей. Важно отметить, что TCS легко впитывается в кожу, 31-37. Queckenberg соавт. 37 найдены ~ 10% поглощение ~ 70 мМ крем TCS в человеческую кожу в течение 12 ч, в результате чего в значительной концентрации в коже, где тучные клетки находятся.
TCS было показано в клинических условиях для управления человеческой аллергических заболеваний кожи 7-11, но механизм, посредством которого TCS уменьшает аллергические заболевания кожи была неизвестна 38. Использование флуоресцентных detaile анализа микропланшетD В этом видео, мы недавно показали, что TCS, при таких низких концентрациях, как 2 мкм, что значительно ослабляет мачту функции клеток и дегрануляцию, обеспечивая потенциальное объяснение этих клинических данных 2. В дополнение к предоставлению объяснение этих клинических данных, наши данные в Палмер и др.. 2 показывают, что TCS цели сигнальных молекул вниз по течению притока кальция. Из-за важности кальциевой сигнализации во многих иммунологических и других биологических процессов, TCS потенциально может оказать неблагоприятное воздействие на широкий спектр необходимых биологических процессов. В самом деле, Udoji соавт. Показали, что 39 TCS подавляет человека природных клеток-киллеров литической активности, еще одной важной врожденной иммунной функции.
За свой потенциал в качестве терапевтической помощи при аллергических заболеваний кожи (или, наоборот, как иммунотоксикантом), TCS также может быть эндокринные нарушающими 40-49. Таким образом, четкой процедуры по подготовке этого химического вещества в растворе яы, представляющие интерес для токсикологов. Поскольку TCS представляет собой небольшую молекулу гидрофобные органические транспортные средства часто используются, чтобы сделать его более растворимы в воде. В большинстве исследований токсичности где TCS была протестирована, препарат участвует растворения в воде с помощью органического растворителя, такого как этанол, ацетон или масло 2,50,51. Однако зачастую этих растворителей являются биологически активными сами, что усложняет интерпретацию химический анализ данных 51. На самом деле, в соответствии с Rufli соавт. 52 и др. 53, рекомендуется, чтобы тестируемые растворы для водных экспериментов токсичности готовятся с использованием физических методов над химическими методами, в связи с возможным химических растворителей для создания токсичности артефактов. Ранее нами было показано, что TCS растворенные в 0,24% этанол / вода (об / об) и обрабатывали ультразвуком в течение 30 мин гасит RBL дегрануляцию тучных клеток 2. Этанол при более высоких концентрациях, чем 0,24%, как было показано ослабить мачта деградацией клеткиnulation 54,55-примеры потенциально смешанного воздействия органических растворителей на исследования токсичности.
Это не только важно учитывать влияние растворителей на организм или клетки, используемые для исследования, но и важно для мониторинга влияния растворителя на химический тест сам. Например, скоро и соавт. 51 обнаружили, что растворение TCS в полиэтиленгликоле (обычно находится в зубные пасты и жидкости для полоскания рта) ослаблены антибактериальными и против зубного налета эффектов у здоровых женщин женщины в то время как растворение в маслах вызванный полной потере функции. Таким образом, способность различных растворителей модулировать токсических веществ и наркотиков, включая TCS, эффекты должны быть рассмотрены в тесте конструкции. Использование масла или вкусовые добавки могут мешать эффекты TCS в различных продуктах 50,51.
В попытке устранить необходимость в использовании органических растворителей, мы улучшили наш способ растворения TCS 2, устраняя использование органического зольвыразить. В настоящем Протоколе, мы растворяем TCS гранулы непосредственно в водный буферный раствор с выделением тепла (≤ 50 ° C), а затем проверить концентрацию этого запаса TCS УФ-и видимой области спектра. Эти усовершенствования возможно потому, TCS растворим в воде до 40 мкМ ( http://www.epa.gov/oppsrrd1/REDs/2340red.pdf ), и было показано, что устойчивость к разложению при нагревании до 50 ° C ( HTTP: / oehha.ca.gov/prop65/public_meetings/052909coms/triclosan/ciba3.pdf ) 56,57. У нас также есть дополнительное преимущество УФ-и видимой области спектра, а также TCS, как известно, сильно поглощают при 280 нм с 58 коэффициент молярной экстинкции 4200 л / моль / см 12.
Этот протокол обеспечивает простой, но эффективный способ растворить TCS гранул в буфер без помощи органического растворителя, в том числе низкой стоимости и быстрой проверкиконцентрации, и описывает мощную флуоресцентного исследования микропланшет для мониторинга химического воздействия на дегрануляцию тучных клеток.
Отметим, что все буфера рецептов включены в таблицу в конце текста протокола.
День 1:
1. Подготовка клетки
Лечение | Трем образцам |
Вынужденное, 0 мкм TCS | A7, B7, C7, F4, G4, H4 |
Вынужденное, 0,001 мкм TCS | F6, G6, H6 |
Вынужденное, 0,1 мкМ TCS | A4, B4, C4 |
Вынужденное, 1 мкМ TCS | A6, B6, C6 |
Вынужденное, 5 мкм TCS | F5, G5, H5 |
Вынужденное, 10 мкМ TCS | A3, B3, C3 |
Вынужденное, 15 мкм TCS | A5, B5, C5 |
Вынужденное, 20 мкМ TCS | F7, G7, H7 |
Вынужденное, плюс высокая [TCS] | F3, G3, H3 |
Спонтанные, нет TCS (не включает в себя издевается) | A10, A11, A12, B10, B11, B12 A1, A2, A8, B1, B2, В8, С1, С2, С8, F1, F2, F8, G1, G2, G8, H1, H2, H8 |
TX-100, не TCS | D10, D11, D12, E10, E11, E12 |
Нет Клетки, фон, плюс высокая [TCS] | G10, G11, G12, Н10, Н11, Н12 |
Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение .
ДЕНЬ 2:
2. Подготовка триклозан
ДЕНЬ 2:
3. Антиген-стимулированных Дегрануляция анализа с использованием RBL-2H3 клетки
BSA | TCS | Антиген | |
Труба 1 | ![]() | High [] | ![]() |
Tube 2 | ![]() | NO | ![]() |
Труб 3 | / Files/ftp_upload/50671/check.jpg "ширина =" 15px "/> | High [] | NO |
Труба 4 | ![]() | NO | NO |
Концентрация | Высокие Tyrodes триклозан + + BSA 0,0004 мкг / мл Ag (Трубка 1 сверху) | С подогревом BT 0,0004 мкг / мл Ag (Tube 2 сверху) |
20 мкМ | ||
15 мкм | ||
10 мкМ | ||
5 мкм | ||
1 мкМ | ||
0,1 мкМ | ||
0,001 мкм | ||
0 мкм (в верхней части пластины) | ----------------------- | 500 мкл плюс еще 500 мкл |
0 мкм (нижняя пластина) | ----------------------- | 500 мкл плюс еще 500 мкл |
ДЕНЬ 2:
4. Флуоресцентные прочтения планшетов инструкции и данные анализа
ДЕНЬ 2:
5. Вынужденное ионофором Дегрануляции анализа с использованием RBL-2H3 клетки
Лечение | Трем образцам |
Вынужденное, 0 мкм TCS | A7, B7, C7, F4, G4, H4 |
Вынужденное, 0,001 мкм TCS | F6, G6, H6 |
Вынужденное, 0,01 мкм TCS | F3, G3, H3 |
Вынужденное, 0,1 мкМ TCS | A4, B4, C4 |
Вынужденное, 1 мкМ TCS | A6, B6, C6 |
Вынужденное, 5 мкм [TCS | F5, G5, H5 |
Вынужденное, 10 мкМ TCS | A3, B3, C3 |
Вынужденное, 15 мкм TCS | A5, B5, C5 |
Вынужденное, 20 мкМ TCS | F7, G7, H7 |
Спонтанные, с ДМСО, нет TCS (включает издевается) | A10, A11, A12, B10, B11, B12 A1, A2, A8, B1, B2, В8, С1, С2, С8, F1, F2, F8, G1, G2, G8, H1, H2, H8 |
ТХ-100, ДМСО, не TCS | D10, D11, D12, E10, E11, E12 |
Нет клетки фоне, с ДМСО, плюс высокая [TCS] | G10, G11, G12, Н10, Н11, Н12 |
Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение .
BSA | TCS | Ионофором | Добавлено 100% ДМСО | |
Труба 1 | "SRC =" / files/ftp_upload/50671/check.jpg "ширина =" 15px "/> | High [] | ![]() | NO |
Tube 2 | ![]() | NO | ![]() | NO |
Труб 3 | ![]() | High [] | NO | ![]() |
Труба 4 | ![]() | NO | NO | Эк марки "FO: Content-ширина =" 0,1 В "SRC =" / files/ftp_upload/50671/check.jpg "ширина =" 15px "/> |
Концентрация | Высокая триклозан + + BSA Tyrodes +180 нМ А23187 (Tube 1 сверху) | С подогревом BT +180 нМ А23187 (Tube 2 сверху) |
20 мкМ | ||
15 мкМ | ||
10 мкМ | ||
5 мкм | ||
1 мкМ | ||
0,1 мкМ | ||
0,001 мкм | ||
0 мкм (в верхней части пластины) | ---------------------------------- | 500 мкл плюс еще 500 мкл |
0 мкм (нижняя пластина) | ---------------------------------- | 500 мкл плюс еще 500 мкл |
При нагревании до 50 ° С в течение 90 мин, УФ-и видимой области спектра поглощения для TCS дает сильный, гладкую кривую между ~ 260 и 300 нм, с пиком при 280 нм, как показано на рисунке 1. УФ-и видимой области спектра, таким образом, важным инструментом, который может быть использован для вычисления концентрации, так как опубликовано молярный коэффициент поглощения при 280 нм составляет 4200 л / моль / см 12. Мы обнаружили, что TCS не выпадать из раствора в течение времени кадра всего эксперимента дегрануляции после 50 ° С нагрева (данные не показаны).
После использования этого способа нагрева распустить TCS непосредственно в водном буфере, мы исследовали влияние ТЭС на дегрануляцию тучных клеток с помощью флуоресцентного анализа на основе, которая была оптимизирована с Naal соавт. 1 Этот тест фиксирует уровень β-гексозаминидазы освобожден от мачты Клетки после одночасовой инкубации путем обнаружения флюорогенные продукта субстрата. Будь стимулируется дегранулируют по DNP-BSАнтигена (рис. 2) или кальция ионофором А23187 (рис. 3), можно ясно видеть, что TCS вызывает значительное от дозы ингибирование высвобождения из β-гексозаминидазы (т.е. дегрануляции).
На фиг.2 представитель результаты, полученные для IgE-сенсибилизированных RBL-клетки, которые инкубировали в течение 1 ч в "TCS-буфер" или "буфер управления", и подвергается DNP-BSA антиген доза 0,0004 мкг / мл. Эта концентрация DNP-BSA вызвало средняя абсолютная реакция дегрануляции 22,5% ± 0,1 (среднее значение ± стандартное отклонение) в отсутствие TCS. Статистически значимые ингибирования дегрануляции началась в 5 мкм, где дегрануляции уровни 0,79 раза ± 0,05 (среднее значение ± стандартное отклонение) 0 мкМ TCS уровнях управления. При увеличении концентрации TCS, существует большая увлажняющего эффекта TCS, показывая сильную связь доза-ответ. TCS, при 20 мкм, почT полностью отменяет дегрануляции ответа, до уровня примерно равной спонтанной дегрануляции (где не антиген присутствует). В целом, эта цифра показывает сильное ингибирование поливалентный стимулированных антигеном дегрануляцию тучных клеток из-за концентрации проверено TCS, без применения органических растворителей.
На рисунке 3, кальция А23187 ионофором был использован как способ исследовать механизм TCS-индуцированной дегрануляции демпфирования в RBL тучных клеток. 23187 используется в качестве альтернативы стимулятор, поскольку он обходит FcεRI сшивания и других сигнальных событий вверх по течению притока кальция, но все же вызывает дегрануляции. RBL тучные клетки инкубировали в течение 1 ч в "TCS-буфер" или "буфер управления", содержащие дозу кальциевого ионофора 180 нМ. При отсутствии TCS, такой концентрации 23187 вызвал среднее абсолютное ответ дегрануляции 25,1% ± 4,7 (среднее значение ± стандартное отклонение). Ингибирования дегрануляции былонашли с всего лишь 1 мкМ TCS (0,63 ± 0,11 [среднее ± стандартное отклонение]). При увеличении концентрации TCS, так что делает тяжести торможение: при 5 мкМ, 0,21 раза ± 0,04 от 0 мкМ уровней TCS контроля; в концентрации 10 мкМ, 0,09 ± 0,05, при 15 мкМ, 0,077 ± 0,006, а при 20 мкМ , 0,09 ± 0,02 (среднее значение ± SD). В самом деле, от 5 мкм и более высокие концентрации TCS, уровни A23187-индуцированной дегрануляции Было обнаружено, что вблизи уровня спонтанного управления (где нет 23187 не присутствует вообще). В целом, рисунке 3, в сочетании с фиг.2, показывают, что молекулярные мишени TCS, вероятно, ниже по потоку от притока кальция.
Рисунок 1:. Представитель TCS видимой и ультрафиолетовой областях спектра поглощения TCS имеет надежную горохак. при 280 нм, что позволяет легко определить 280, а также предоставление возможности использовать коэффициент молярной экстинкции 4200 л / моль / см 12, чтобы определить фактическую концентрацию TCS растворенного в буфере тиродес. Желтый линия показывает пик при 280 нм. В этом примере значение оптической плотности при 280 нм составляет 0,11876, что указывает на концентрацию ТКС 28,28 мкм. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение .
Рисунок 2:. Представитель ответ IgE дегрануляции сенсибилизированных тучных клеток RBL подвергается 0,0004 мкг / мл BSA DNP-антиген и TCS (0-20 мкм) спонтанное значение выпуска (без антигена) изображена для справки. Значения представляют среднее7; стандартное отклонение трех образцов. Как показано, данные были нормированы на управление (0 мкМ ТКС) и значительные различия были определены в программное обеспечение Prism с односторонний ANOVA последующей пост Тьюки специальных тестов (сравнений до 0,001 мкМ ответ TCS среднем). Значение представлено *** р <0,001. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение .
Рисунок 3. Представитель ответ дегрануляцию тучных клеток RBL-стимулированными 180 нМ ионофором А23187 кальция в присутствии TCS (0-20 мкМ) спонтанное высвобождение образец (не ионофора присутствует) изображен в качестве примера. Величины представляют среднее ± стандартное отклонение трех образцов. Как Presenteд, данные нормализованы к контролю (0 мкМ ТКС) и значительные различия были определены в программное обеспечение Prism с односторонний ANOVA последующей пост Тьюки специальных тестов (сравнений до 0,001 мкМ ответ TCS среднем). Значение представлено *** р <0,001; ** р <0,01. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение .
В 2004 году Naal соавт. 1 разработали мачты биосенсоров ячейки для высокой пропускной тестирование дегрануляции. Это надежный анализ, который мы адаптировали для нашего исследования TCS и подробно описанная в этом видео. До Naal соавт. 1 анализе дегрануляцию тучных клеток были обычно оценивается с помощью β-гексозаминидаза 59-61, но эти ранние способы, используемые флуорометры, в котором один образец был прочитан за раз. Важно отметить, что Naal соавт. установил прямые соответствия между их более высокой пропускной метод с использованием планшетного и ранее способом, в котором образцы прочитать одну-на-раз в флуорометре. В целом, Naal соавт. 1 значительно улучшили скорость, мощность, простота и надежность анализа, адаптировав ее к высокой пропускной микропланшет платформы, а также путем включения несколько изменений в рабочий процесс. Здесь мы дополнительно приспособлен этого анализа для исследования различных химических тестов, в частности, здесь, Вездесущие наркотиков TCS. На видео подробно этапы этого анализа очень полезно. Кроме того, мы также разработали органических растворителей способ применения ККТ в водном буфере, и мы покажем простой, недорогой процедуры проверки TCS концентрации. Эти методы должны быть полезными для как бы растущий области токсикологии триклозана. В этой дискуссии, мы подробно несколько соображений, для использования этого теста дегрануляции для проверки других химических веществ, а также.
ТКС был получен непосредственно в водном буфере без помощи органических растворителей, концентрация была подтверждена с помощью УФ-и видимой области спектра (рис. 1), а затем эффект TCS (<30 мкМ) была рассмотрена дегрануляцию тучных клеток (фиг. 2 и 3) с использованием флуоресцентного анализа микропланшет обнаружить присутствие β-гексозаминидазы, суррогатного маркера дегрануляции. Мы обнаружили, что TCS способен значительно ослабить освобождение β-hexosaminidase из тучных клеток RBL при растворении в низкой концентрации этанола (0,24% об / об) 2 или, как показано здесь, непосредственно в водном буфере. По вышеизложенного органическом растворителе, мы фактически видим более выраженным демпфирование в антиген-индуцированной дегрануляции по сравнению наших исследований, в которых TCS растворяли в 0,24%-ном этаноле (об / об). Например, здесь мы продемонстрировали> 50% снижение антиген-индуцированной дегрануляции (0,46 раза ± 0,07), который является намного больше, чем ~ 25% снижение мы сообщали в течение 10 мкМ TCS растворенного в 0,24%-ном этаноле (0,76 раза ± 0,02) 2. В том же ключе, мы определили для А23187-стимулированных клеток, что, 5 мкм, TCS ингибирует дегрануляцию к спонтанным уровнем выпуска, причем этот эффект не была продемонстрирована до 10 мкМ TCS в наших предыдущих, этанол-использования, кабинет 2. Есть две возможные причины такого расхождения: либо 0,24% этанола автомобиля 2 ослабляет способность к TCS активна блокировка чел мачтыL дегрануляции или TCS мы использовали был менее концентрирован, чем ожидалось (с концентрацией не были проверены с помощью УФ-и видимой области спектра в предыдущем исследовании 2). Что касается молекулярной мишени для ингибирования TCS о дегрануляцию тучных клеток, вполне вероятно, происходят где-то в каскаде сигнальной трансдукции вниз по течению притока кальция 2. Мы использовали кальций ионофором А23187 как дегрануляции стимулятор обойти ранних сигнальных событий, а также ингибирующий эффект TCS сохранялось, что указывает на мишень для TCS торможения в дегрануляции путь не вероятно, расположенный выше по потоку от притока кальция. Ранее нами было показано, что мембрана ероша этих клеток также подавляется благодаря обработке TCS, что указывает на возможность общего целевой путь 2.
Предыдущие исследования показали, спектр поглощения ТКС с максимальным пиком при 280 нм и молярного коэффициента поглощения оценивалась как 4200 л / моль / см при этом wavelenGTH (при значениях рН ниже рК) 12. Было показано, что нагревание TCS не приводит к термическому разложению 57, а другое исследование показало, успех в TCS растворение в воде при нагревании до 50 ° С без помощи органического растворителя 56. Когда любой новый химический тест используют, его растворимость в водном буфере, конечно, должны быть тщательно рассмотрены. Мы также обнаружили, что при нагревании TCS, форма спектральной считывания не влияет ли нагревают в течение 40-90 мин (данные не приведены): это предполагает отсутствие деградации TCS при нагревании в течение более длительного периода времени. Однако следует отметить, что роспуска TCS больше на 90 мин 40 мин. Мы также подтвердили, что TCS не выпадать из раствора в течение всего срока дегрануляции эксперимент (данные не показаны).
DNP-BSA антигена и концентрации кальция ионофором используемые в данном исследовании были выбраны на основе антигена и ионофором доза анализов ответг были выбраны, чтобы вызвать умеренные уровни дегрануляции для представителя на фиг.2 и 3. Пример ответа анализа доза антигена можно видеть на фиг.1А наших предыдущих 2 работы. При определении антигена или ионофором концентрации, которые будут использоваться в эксперименте, важно знать, что стимуляторы экспериментов доза-эффект нужно делать периодически, обычно по меньшей мере раз в два месяца, так как RBL-2H3 клетки иногда переменно функционировать. Концентрация, которая дает требуемый дегрануляции процент может варьироваться в зависимости от возраста клеток и на антиген / ионофором подготовки. Кроме того, как мы видели с неорганическими арсенита 22, абсолютные проценты дегрануляции (уровни антигена, используемого) может повлиять уровней токсикантов воздействие на RBL дегрануляции, поэтому токсикантов доза-реакция должна быть сделана в несколько различных антиген / ионофором концентрациях. Важно также рассмотреть окончательный Concentration транспортного средства ДМСО при стимуляции дегрануляции с ионофором, так дегрануляции зависит от ДМСО 62. Мы обнаружили, что концентрация ДМСО используемые в настоящем протоколе не влияют дегрануляции, фон показания, или на 0,2% Тритон Х-100 значений 2.
В дополнение к поливалентный антиген DNP-BSA и кальциевый ионофор А23187, существует несколько других способов RBL-2H3 стимуляции. Одним из таких методов является стимулирование с помощью воздействия к соединению 48/80 вместе с кверцетин 63. Другой способ сшивания IgE рецепторов, связанных с анти-IgE, IgG, как ранее испытанных вместе с TCS воздействия 2. Многие другие методы стимуляции существуют, и каждый из этих методов указаны различные механистической аспект дегрануляцию тучных клеток. Этот планшет для анализа читатель может быть адаптирован для использования со многими из этих альтернативных стимуляторов, дальнейшее расширение его полезность.
Этот протокол дегрануляции имеет потенциал, чтобы быть использованы с широким разнообразием чеmicals. В изучении любого химического теста с помощью этого анализа, контроли должны использоваться для следующих целей: (1) эффект исследуемого вещества на фоне (без клетки) чтениях, (2) влияния химического на спонтанную дегрануляцию (элементы без IgE , отсутствие антигена, не ионофора), (3) эффект химической на Triton-X-100 значений лизированных клеток (без антигена, не ионофора). Эти тесты могут быть легко работал в пластину макета. Ранее мы обнаружили, что TCS не влияет ни один из этих трех параметров 2. Кроме того, тесты должны быть запущены, чтобы определить, что химический анализ не мешает β-гексозаминидазы фермент / субстрат самой реакции в клетке без подготовки, как показано на рис S1 в Приложении разделе дополнительных данных Палмер и др. 2. Мы обнаружили, что TCS не мешает способности β-гексозаминидаза расщеплять флуорогенный субстрат 4-MU 2. Воздействие любых растворителей, используемых также должны быть рассмотреныво всех этих экспериментах управления. Например, подтверждено, что ДМСО, растворитель для ионофора, не оказывает никакого влияния на Triton-X-100 в образце уровни флуоресценции (данные не показаны). Отметим также, что мы выбрали все пластмассы, используемые в этом исследовании для не содержащих подрывающих эндокринную систему бисфенол А, к сожалению, хотя, всех видов пластмасс в настоящее время на рынке, вероятно, действительно содержат некоторые эндокринные нарушения деятельности, которые потенциально могли бы посрамить данных 64.
В случае, если неполадки не требуется, несколько потенциальных аспектов этого протокола должна быть пересмотрена. Например, может оказаться, что (1) спонтанное высвобождение уровни слишком высоким (более ~ 7% лизиса значений), (2) доза-ответ либо стимулятор и / или химического теста не наблюдается, или (3) концентрация TCS в растворе слишком низка (менее 20 мкМ). В первом случае, высокий уровень спонтанной может быть признаком клеток в культуре быть слишком длинным или наличие контаминации микоплазмами, поэтому, Попробуйте эти эксперименты с RBL-2H3 клетки, которые были в культуре между 2-20 недель, и регулярно проверок на микоплазму. Если ответ дозу стимулятора не наблюдается, растворенным стимулятор концентрации может быть слишком низкой, а запасы должны быть переделаны. Так, например, кальциевый ионофор обычно выполнен в виде тонкой пленки, который должен быть восстановлен с ДМСО, требующих особого внимания и гораздо вортексе. Кроме того, новые акции ионофором с другим номером партии могут быть разные потенции просто из-за партии к партии изменения, поэтому реакция дегрануляции дозы рекомендуется с каждым вновь приобретенных ионофором наличии. Стоит также отметить, что очевидное отсутствие эффекта с данным химического теста может быть признаком того, что это химическое вещество может потребоваться больше инкубационный период для того, чтобы вызвать эффект. Если вы не достижение высокой доходности TCS в растворе, убедитесь, что температура остается постоянной (50 ° С ± 5) в то время как гранулы растворяются в буфер. TОн термометра никогда не должны касаться дна колбы, положение, которое привело бы к завышению температуры раствора. Кроме того, убедитесь, что есть постоянное интенсивном перемешивании и что 90 минут обратный отсчет не начнется, пока температура не впервые достиг 50 ° С.
Таблица устранения неполадок.
Проблема | Потенциальная причина | Решение |
TCS акции определяется как <20 мкм | Неоднородные нагрев раствора | Убедитесь, что термометр расположена так, что она суспендируют в растворе и не касается дна колбы. |
Перемешивание не является достаточно энергичном | Увеличение магнитной мешалкой переполох на пластины для достижения такого уровня перемешивания, что энергичные, не вызывая решение выпрыгнуть из колбы. Убедитесь, что соответствующие размеры магнитной мешалкой используется. | |
Проблемы с спектрофотометр | Разрешить для правильного прогрева УФ-лампой (обычно 10 мин), или заменить лампу, если необходимо. | |
Спонтанное уровней дегрануляции слишком высоким (> ~ 7%) | Клетки приобрел ненормальное генетические мутации из-за слишком много времени в культуре | Выполнение экспериментов с новыми оттепели клетки. |
Клетки умирают из-за механического сдвига | При добавлении буфера или лечения прилипшие клетки, будьте осторожны, чтобы не нарушить клетки, добавляя эти объемы внимательно по сторонам лунки. Практика использования Combitip. | |
IgE / DNP-BSA не вызывает выпуске бета-гексозаминидазы над спонтанным уровнем релиз | IgE старше, чем 30 дней или был подвергнут замораживания-оттаивания | Используйте новый, правильно хранить аликвоты IgE. |
DNP-BSA не была должным образом смешаны | Убедитесь, осторожно добавить небольшой объем DNP-BSA в коническую пробирку и тО вихрь полностью. | |
А23187 ионофором не вызывает выпуск бета-гексозаминидазы над спонтанным уровнем релиз | А23187 акция не была должным образом восстановленный | Продукт поступает как "тонкая пленка", и должна быть восстановлена с осторожностью и многое встряхивания. Передача восстановленного акции к новому 1,5-мл пробирку для хранения. |
А23187 акция не была должным образом хранить | Запасы чувствительна к свету. После воссоздания, парафильм верхней части, и хранить в фольге при температуре -20 ° C. Если возникает вопрос о хранение запаса, отбросить и начать тесты с новой акции. | |
180 нМ А23187 ионофором не вызываеттакой же уровень относительной ответ дегрануляции, как это имеет место в предыдущем тесте | Лот к партии изменение А23187 ионофором | Выполните эксперимент доза-эффект для каждой новой партии ионофором. Рекомендуется также, что запасы из той же партии быть проверены, в связи с потенциальной изменчивости в процессе восстановления. |
Как и в любом токсикологии / фармакологии эксперимента, химический анализ не должно быть открыто токсичными при тестируемой концентрации. Рекомендуется использовать методы, которые теста для апоптоза и некроза либо индивидуально, либо комбинированным (например, с клоногенных анализов), а также тесты на общее повреждение плазматической мембраны (например, лактат дегидрогеназа утечки). TCS, в концентрациях, показанных в этом исследовании, не цитотоксическое действие на RBL-2H3 клетки 2. Особое внимание на обеспокоенность в связи с ионофором исследования является то, что ионофором плюс ионофором автомобиля(Вероятно ДМСО), а также химический анализ, а также любые органические растворители, могут быть потенциально цитотоксических варят, который необходимо тщательно контролировать, как это сделано в Palmer и др. 2.
Наши методике получения TCS решения без использования органического растворителя будут полезны для дальнейшей токсикологических исследований этого вездесущий химической, без вмешательства растворитель артефактов, особенно важным фактором в водной токсикологии. Эти методы также возможность проверки концентрации TCS в растворе и количественной оценки эффектов, что химические вещества, такие как TCS, иметь на дегрануляцию тучных клеток. Этот протокол может быть использован для оценки воздействия широкого спектра химических веществ на дегрануляцию тучных клеток, таких, как вызывать эндокринные нарушения химических веществ 55, и потенциально может быть расширен для высокопроизводительного скрининга. Кроме того, другие типы тучных клеток могут быть использованы в данном анализе в дальнейшей работе.
Нам нечего раскрывать.
НМ и RHK поддерживаются Высшая школа UMaine в биомедицинской науки и техники (GSBSE); RHK была также поддержана Мэн Сельскохозяйственная и лесная опытная станция. Дополнительное финансирование было предоставлено Национальным Институтом Общих Медицинских Наук (NIH P20-GM103423), Мэн Сельскохозяйственная и лесная опытная станция (номер гранта ME08004-10, ОКГ), Университет штата Мэн ADVANCE Rising Tide центр (NSF грант № 1008498) и исследовательский грант стартер в фармакологии / токсикологии от PhRMA Foundation (ОКГ). Мы благодарим д-ра. Дэвид и Барбара Holowka Baird к антигену и клеток. Мы благодарны Хина Хашми, Алехандро Велес, и Андрей Абовяна за помощь в оборудовании и заказах. Это Мэн Сельскохозяйственная и лесная опытная станция номер публикации 3311.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
RBL-2H3 Cells | ATCC | CRL-2256 | The cells we used were a gift, but they are also available from ATCC |
Triclosan/Irgasan | Sigma | 72779 CAS# 3380-34-5 | Should be stored in a low humidity environment |
Trypsin | Gibco | 25300-054 CAS# 3380-34-5 | |
EMEM | Lonza | 12-611F | |
Fetal Bovine Serum | Atlanta Biologicals | S11150 | |
Gentamycin Sulfate | Lonza Biological Sciences | 17-518 | |
Albumin, Bovine Serum | Calbiochem | 12659 CAS# 9048-46-8 | |
Surfact-Amps X-100 (Triton X-100; 10% solution) | Pierce | 28314 CAS# 9002-93-1 | |
HEPES | J.T Baker | 4153-01 CAS# 75277-39-3 | |
Magnesium Chloride | VWR | BDH0244-500G CAS# 7791-18-6 | |
D-(+)-Glucose | Biomedicals | 152527 CAS# 50-99-7 | |
Potassium Chloride Crystal | J.T Baker | 3046-01 CAS# 7447-40-7 | |
Calcium chloride dihyrdate | Acros Organics | 207780010 CAS# 10035-04-8 | |
Glycine | Sigma | G8898 CAS# 56-40-6 | |
4-Methylumbelliferyl-N-acetyl-β-D-glucosaminide (4-MU) | EMD Biosciences | 474502-250MG CAS # 37067-30-4 | Wrap in foil – is light-sensitive |
Anti-DNP Mouse IgE | Sigma | D8406 | Reagent has concentration of 1 mg/ml. Aliquot 25 µl of reagent into separate microcentrifuge tubes and Parafilm. Store aliquots at -20 °C that are not being used and store aliquot that is being used at 2-8 °C for no longer than 1 month. |
DNP-BSA | Gift from Dr. David Holowka and Dr. Barbara Baird, Cornell University | Suggest: life technologies DNP-BSA catalog# A23018 | |
Calcium Ionophore A23187 | Sigma | C75-22-1mg | Ionophore was made from a powder by adding 400 µl of fresh 100% DMSO into the ionophore vial and is kept at -20 °C Note: we have used the ionophore past its 3 month expiration date successfully |
DMSO | Sigma | D2650 CAS# 67-68-5 | |
Acetic Acid | VWR | BDH3094-2 CAS# 64-19-7 | |
Anhydrous Sodium Carbonate | Sigma | 222321 CAS# 497-19-8 | |
Sodium Chloride | Sigma | 71376 CAS# 7647-14-5 | |
Hydrochloric Acid | VWR | BDH3026 CAS# 7647-01-0 | |
Reference Buffer, pH 7 | VWR | BDH5046 | |
Reference Buffer, pH 10 | VWR | BDH5072 | |
Reference Buffer, pH 4 | VWR | BDH5018 | |
pH electrode storage solution | VWR | 14002-828 | |
Equipment: | |||
DU 7500 Spectrophotometer | Beckmann | No longer sold | |
Synergy 2 plate reader Uses Gen5 Microplate Data Collection and Analysis Software | BioTek | Module S | |
Hematocytometer | Hausser Scientific | 3110 | |
7 x 7 CER HOT/STIR 120 V Combination hot plate/magnetic stir plate | VWR | 97042-634 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5430 | |
Tissue culture water bath | VWR | Model# 89032-206 | |
Tissue Culture biological safety cabinet SafeGARD (TC hood) | The Baker Company | Model# SG403A-HE | |
Tissue culture incubator | ThermoScientific | Model# 3598 | |
Pipetman | VWR | Range: P2-P1000 | |
Balance | Mettler Toledo | Model# AG204 | |
pH meter | Symphony/VWR | Model# SB70P | |
Pipet-Aid | Drummond Scientific | 4-000-100 | |
Combitip dispenser | Eppendorf | 4981 000.019 | |
Recipes: | |||
Acetate Buffer, pH 4.4 | Make 0.12 M acetic acid and titrate to pH 4.4 with 10 N NaOH. This is 5.3 ml glacial acetic acid into 1 L of MilliQ water: (1 L)*(0.12 mol/L)*(60 g/mol)*(ml/1.37 g) = 5.3 ml because density of glacial is 1.37 g/ml | Sterile Filter into autoclaved glass bottle | |
Substrate (4-MU) | Sigma M-2133, 250 mg, C18H21NO8, FW 379.4 CAS (37067-30-4) Store in -20°C Stock: 0.12 M in DMSO (46 mg in 1 ml DMSO), warm to 37 °C, vortex, sonicate 10 min. in water-bath sonicator with warm water, vortex again | For each experiment, make fresh solution of substrate in acetate buffer (100x dilution), for final concentration of 1.2 mM in acetate buffer | |
Glycine Carbonate Buffer, pH 10 | 26.7 g glycine 47.1 g anhydrous sodium carbonate Add deionized water for 1 L, and adjust pH to 10 | Sterile filter into autoclaved glass bottle | |
Tyrodes (2 L), pH 7.4 | 135 mM NaCl: 15.78 g (or 270 ml of 1 M) 5 mM KCl: 10 ml of 1 M stock 1.8 mM CaCl2: 7.20 ml of 0.5 M stock 1 mM MgCl2: 4.00 ml of 0.5 M stock 5.6 mM glucose: 2.02 g (11.2 ml of 1 M) 20 mM HEPES: 40 ml of 1 M stock Using concentrated HCl pH from ~9.7-7.4 | Sterile filter into autoclaved glass bottle | |
RBL Cell Media | Thaw fetal bovine serum (FBS, stored at -20 °C) for about 4 hours in 37 °C water bath Follow standard sterile technique Get out 1 L minimum essential medium (MEM) with L-glutamine (with Earle’s salts) Pour off some MEM to have 800 ml MEM, add 200 mL warm FBS Add 1 ml gentamicin sulfate antibiotic to 1 L of media with sterile pipette Only use media bottles that have been autoclaved and marked for cell culture use only. | Sterile filter (0.2 mm) into autoclaved glass bottle | |
Plastic material used: | |||
200 µl Disposable sterile pipet tips with graduations in 96 rack | VWR | 53509-009 | polypropylene |
1,000 µl Sterile aerosol pipet tips with HighRecovery | VWR | 89003-420 | polyethylene |
10 µl micro tip low binding sterile | VWR | 14217-704 | polypropylene |
Disposable/conical Microcentrifuge tubes for high G-force | VWR | 20170-038 | polypropylene |
Disposable/graduated/conical/sterile 50 ml centrifuge tubes with screw caps | VWR | 21008-178 | polypropylene |
Disposable/graduated/conical/sterile 15 ml centrifuge tubes with screw caps | VWR | 21008-103 | polypropylene |
CELLSTAR Tissue Culture Treated T-25 Flask w/ Filter Cap | Greiner Bio One | 690175 | polystyrene |
CELLSTAR Tissue Culture Treated T-75 Flask w/ Filter Cap | Greiner Bio One | 658175 | polystyrene |
CELLSTAR 10 ml Paper/Plastic Wrapped Serological Pipette | Greiner Bio One | 607180 | polystyrene |
CELLSTAR 2 ml Paper/Plastic Wrapped Serological Pipette | Greiner Bio One | 710180 | polystyrene |
CELLSTAR 5 ml Paper/Plastic Wrapped Serological Pipette | Greiner Bio One | 606180 | polystyrene |
CELLSTAR 25 ml Paper /Plastic Wrapped Serological Pipette | Greiner Bio One | 760180 | polystyrene |
1 cm cuvettes | N/A | N/A | polystyrene |
CELLSTAR, 96W Microplate, Tissue-Culture Treated, Black, with Lid 96-well Plate | Greiner Bio One | 655086 | polystyrene |
Combitips | Eppendorf | 022266501 | Polypropylene/ polyethylene |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены