Method Article
This protocol describes the quick enrichment of leukocytes from small blood samples for a subsequent specific determination of the halogenating peroxidase activity within the cells. The method can be applied to human and non-human material and may contribute to the evaluation of new inflammatory markers.
Bu yazıda küçük tam kan örneklerinden lökositlerin hızlı ve standardize zenginleştirme için bir protokol tanımlanmıştır. Bu prosedür, eritrositlerin hipotonik liziz dayalıdır ve insan olmayan kökenli kan hem de insan örnekleri uygulanabilir. yaklaşık 50 ile 100 ul az ilk örnek hacmi küçük laboratuar hayvanlarından tekrarlanan kan örneğinin, bu yöntem uygulanabilir hale getirir. Ayrıca, lökosit zenginleştirme birden laboratuvar ortamlarında bu yöntem uygulanabilir hale dakika içinde ve kimyasallar ve enstrümantasyon konusunda düşük malzeme çabaları ile elde edilir.
Lökositlerin standardize saflaştırma son derece seçici bir hema peroksidaz halojenleştirici peroksidaz aktivitesinin değerlendirilmesi için boyama yöntemi, miyeloperoksidaz (MPO), eozinofil peroksidaz (EPO) örneğin, hipokloröz ve hipobromus asitinin (HOCI ve HOBr) oluşumu ile birleştirilir. MPO güçlü neut'ait olarak ifade edilirkenrophils, insan kanında olarak monositlerde en bol immün hücre tipi, ilgili enzim EPO özel eozinofil olarak ifade edilir. Bu enzimlerin halojenleme aktivitesi neredeyse HOCl- ve HOBr'nin özgü boya aminofenil fluoresein (APF) ve primer peroksidaz substrat hidrojen peroksit kullanılarak giderilir. daha sonra akım sitometrisi analizi üzerine tüm peroksidaz-pozitif hücrelerin (nötrofiller, monositler, eozinofil) ayırt edilebilir ve halojenleme peroksidaz aktivitesi belirlenebilir. APF lekeli hücre yüzeyi markerlerinin uygulama ile birlikte olabilir için, bu protokol, spesifik olarak, lökosit alt parçacığı gidermek için uzatılabilir. yöntem, insan ve kemirgen lökositleri hem HOCl ve HOBr'nin üretimi tespit etmek için de geçerlidir.
kronik inflamatuvar hastalıklarda bu enzimatik ürünlerin yaygın ve çeşitli şekillerde tartışılan immünolojik rol göz önüne alındığında, bu protokol daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunabilirlökosit kaynaklı heme peroksidaz immünolojik alaka.
Polimorfonükleer lökositler (PMN olarak da adlandırılır granülositler) ve monositler kan 1,2 olarak doğuştan gelen bağışıklık sisteminin önemli hücresel bileşenleri temsil eder. Patojenlere karşı ve kazanılmış bağışıklık sistemi aktivasyonu ve sistemik enflamatuar tepki 2-4 başlatılmasından birincil savunma katkıda bulunur. Oysa özellikle nötrofiller, granülosit en bol türü ve monositler de önemli ölçüde akut inflamatuar olayların 5 düzenlenmesi ve fesih katkıda bulunur. Bu nedenle, bu hücreler aynı zamanda römatoid artrit, 6,7 gibi kronik iltihaplı hastalıklarda önemli bir rol oynayabilir. Aslında, astım, kronik enflamasyonlu hava geçiş yolu hastalığı olarak, eozinofil bozulmuş apoptoz, kan 8'de ikinci granülosit Çeşidi ile karakterize edilir. Oysa granülosit apoptoz ve makrofajlar tarafından onların hızlı çıkarma hücresel sonlandırma sırasında iki temel adımlardırinflamasyon 9-11.
Adı bağışıklık hücreleri, iki yakın ilişkili enzimler, yani miyeloperoksidaz (MPO, nötrofiller ve monositler) ve eozinofil peroksidaz (EPO, eozinofiller) 'de 12,13 bulunabilir. Bu hem peroksidazlar klasik iki-elektronik ilgili hipo (sözde) ila (sözde) halidler bakterisid özellikleri 14-16 için bilinen halojen asitleri okside olarak humoral bağışıklık tepkisi ile ilişkilidir. Fizyolojik koşullar altında MPO esas olarak form hipokloröz asit (HOCI) ve hypothiocyanite (- OSCN) ikinci ve hipobromus asit (HOBr'nin) EPO 17-19 oluşturduğu getirilmektedir. Yeni sonuçlar, bu (sözde) halojenasyon enzim aktivitesi aynı zamanda inflamatuar yanıtların düzenlenmesinde ve bağışıklık reaksiyonları 20,21 feshi katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir. Aslında, MPO ve elde edilen ürünlerin tarafından HOCl üretimi T hücre tabanlı adaptif immün yanıtları 22-2 bastırmak gösterilmiştir4.
Bu fizyolojik fonksiyonu MPO ve EPO katkısı kronik inflamatuar hastalıklarda doğuştan gelen bağışıklık sisteminden lökositlerin immünolojik rolüne daha fazla anlayışlar kazanmak için ve belirlemek için hızla bir sonraki özgü küçük kan örneklerinden lökosit zenginleştirmek için bir yöntem geliştirdi bu hücrelerde halojenleştirici peroksidaz etkinliğinin belirlenmesi. eritrosit tükenmesi için biz düşük malzeme maliyetleri hızlı bir lökosit zenginleşmeye yol açar damıtılmış su ile iki müteakip hipotonik lizis adımları içeren bir standart yöntem seçtiniz. Sonraki halojenleme MPO belirlenmesi ve EPO faaliyeti için HOCl- ve HOBr'nin özel boya aminofenil floresein (APF) 25-27 kullanılmıştır. Spesifik olmayan peroksidaz boyama yöntemleri 28,29 uygulanması aksine olarak, bu yaklaşım, genellikle ciddi iltihaplanmaya karşı en bozulur halojenleme peroksidaz aktivitesi seçici algılama sağlar,amasyon 30,31.
Bütün insan kan örnekleri sağlıklı gönüllülerden elde edildi ve uygulanan lökosit zenginleştirme protokolü Leipzig Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik komisyonu yönergeleri takip eder. sıçan kan deneyler, hayvan bakımı ve kullanımı ile ilgili Alman kurallarına göre, sorumlu yerel etik kurulu (Landesdirektion Sachsen, Referat 24) tarafından onaylanmıştır.
1. Deney Düzeneği
NOT: kan örneklerinden eritrositlerin tükenmesi için hipotonik parçalama prosedürü zaman kritik bir işlem olduğundan, önceden protokolün bu kısmı için gerekli tüm donanım (örneğin, tamponlar) hazırlar.
Eritrositler 2. Hipotonik Lizis
NOT: kirlenmesini önlemek için bir laminer akış tezgah altında (santrifüj adımları hariç) hipotonik lizis adımları uygulayın. Oda sıcaklığında tüm prosedürü uygulayın. hipotonik lizis zaman kritik bir süreç olduğu için, önceden su (2 mi) ve PBS (5 mi) eklenmesi için pipetler ayarlayın ve işleme başlamadan önce su ve PBS şişeler açın. Kullanımdan önce, oda sıcaklığında PBS çözeltisi ve saf su saklayın.
3. Halojenleyici Peroksidaz Aktivitesi Boyama
Not: kandan alınan hema peroksidazlar MPO ve EPO tarafından HOCl- ve HOBr'nin üretim adlandırılan arasında hipohalus asitlerinin ile floresan oksidize edilir APF kullanılarak ölçülür. floresan işaretli antikorlar ile hücre etiketleme APF boyama ile bir arada gerçekleştirilen bu yüzden eğer floresan emisyon sinyali engelleyebilir florofor kaçının.
Daha önce belirtildiği gibi, yukarıda tarif edilen yöntem, insan ve insan-olmayan madde 32 her ikisi de uygulanabilir olduğu ortaya çıktı. astım semptomları olan fareler için gösterilen üstelik olarak APF boyama sistemik pro-enflamatuar durum farklılıkları tespit etmek için uygun bir araç olabilir. Bu nedenle bu protokol kullanılır Takip eden bir çalışmada, art arda, pristan-kaynaklı artrit (PIA) dişi Koyu Agouti sıçanlarda MPO (EPO) ve halojenasyon etkinliğini değerlendirmek için. Lökosit zenginleştirme ve deney sırasında gerçekleştirilen boyama temsili bir örneği Şekil 1 'de gösterilmiştir. 200 ul tam kan anestezi altında hayvanın retrobulber venöz pleksus elde edilir ve heparinize edilmiş. Eritrosit tükenmesi ve daha sonraki bir APF boyama 100 ul numune hacmi ile gerçekleştirildi. Daha sonra örnek bir akış sitometrisi ile analiz edilmiştir.
Hücre ayrıntı (Şekil 1A) karşı hücre boyutu, örnek elde edilmiştir eritrosit güçlü bir tükenmesi çizilmesi ile gösterildiği gibi. Ayrıca, farklı lökosit tipleri floresan etiketli hücre yüzeyi işaretçileri uygulanarak tespit edilmiştir ki, pek belirgin edildi (gösterilmemiştir). Olayların yaklaşık% 48 CD16-pozitif nötrofil olarak tespit edildi ise kısaca eritrosit (CD235a-pozitif) / hücre enkaz bölgesi sadece olayların% 22 olarak gerçekleşmiştir. Ayrıca olayların% 3 her CCR3-pozitif eozinofiller ve CD14-pozitif monositler olarak tespit edildi ve olayların yaklaşık% 19'u sırasıyla CD5 / CD19-pozitif B ve T lenfositleri sorumluydu. Monositler ve eozinofiller ılımlı APF oksidasyona açtı ve nötrofiller ch altında güçlü bir peroksidaz-pozitif iken APF türetilmiş floresan yoğunluğu dağılımı (Şekil 1B) açık bir şekilde peroksidaz-negatif eritrositler ve lenfositlerin ayrımı izinosen deney koşulları. Monositler 20 enzim konsantrasyonu ile karşılaştırıldığında Bu sonuçlar, ikinci hücre MPO yüksek bolluk ile uyum içindedir. eozinofillerin, nispeten zayıf bir yanıt yok bromür hobr EPO türevi oluşmasını teşvik etmiş olabilir, ilave edildi gerçeğiyle açıklanabilir. İzole eozinofiller üzerinde ön çalışmalar şaşırtıcı bu hücreler tarafından APF oksidasyonu üzerindeki harici eklenen bromür büyük bir etkisi yoktu. Yine, Br, az miktarda katılmasıyla açıklanabilir gözlenmiştir eozinofillerin APF oksidasyonu - (PBS ve HBSS) kullanılan tampon çözeltiler ile. Alternatif olarak EPO da (fagolizozomları örneğin,), en azından, asidik koşullar altında HOCl az miktarda üretebilir.
Şekil 1: Lökosit zenginleştirme ve APF-derivedBir sıçandan kan mikro-numune içinde D floresan. 200 ul tam kan bir miktar bir dişi Koyu Agouti sıçan retrobulbar venöz pleksus elde edilmiştir. karma hücre fraksiyonu boyama 100 ul kan tarif edilen hemoliz prosedürünün uygulanması ve daha sonraki bir APF sonra akış sitometrisi ile analiz edilmiştir. FSC / SSc Test alanı (A) ile gösterildiği gibi eritrositler, numune tükenmiş ve farklı lökosit tipleri kolaylıkla ayırt olabilir. APF türetilmiş floresan yoğunluğu (B) dağılımı açıkça gösterdi heme peroksidaz-negatif orta (eozinofiller ve monositler) ya da kuvvetli (nötrofiller) halojenasyon peroksidaz aktivitesi ile hücreleri (eritrositler ve lenfositler) yanı sıra lökositler. Bir görmek için buraya tıklayınız Bu rakamın daha büyük bir versiyonu.
Nötrofiller, insan kanından en bol lökositlerdir olarak peroksidaz-pozitif hücrelerinin elde edilmesi çoğu zaman sadece bu hücreler üzerinde odaklanır ve yoğunluk dereceli santrifüj 38 diğer lökositlerin nötrofillerin bir şekilde ayrılmasını da içerir. Nötrofiller daha az bol sıçangil kan örneklerinde henüz olarak ikinci daha karmaşık yöntemleri için 39 40 kullanılmalıdır. Ayrıca her iki yöntemde de bağlı daha büyük kan hacim ihtiyacı için, numunelerden peroksidaz pozitif monositler kaldırılmasına neden ve (örneğin, 400 ul 41), küçük laboratuar hayvanlarından tekrarlanan kan örneği elde edilen mikro-numune için geçerli değildir 38,40. Periton eksüda fare nötrofillerin arıtma da dahası, kan türevi granülositler 38,40 vermezse, hayvanların kurban gerekir ve. Son zamanlarda fare bl gelen yüksek derecede saflaştırılmış granülosit elde etmek üzere yöntemler geliştirmişlerdirood (örneğin, antikorların uygulaması) çoğu zaman pahalı, karmaşık ve zaman alıcı ve 40,42,43 yine tek peroksidaz pozitif lökosit tipi arıtma odaklanmak.
Böylece Burada sunulan yöntem, peroksidaz pozitif lökositlerin saflaştırılması için uygulanan diğer yöntemlere göre avantajları bir çift vardır. Bu az miktarda kan örnekleri dayanır de elde edilen hücreler dolaşımdaki durumu ifade eder. protokol için gereken küçük bir ilk örnek hacmi nedeniyle yöntemi nötrofillerin bolca türe özgü farklılıklara rağmen, insan ve insan-olmayan kan hem de geçerlidir. Aslında, hatta 50 ul kadar küçük kan hacmine başlangıç açıklanan yöntemin kullanılması mümkün (veriler gösterilmemiştir). Yöntem için gereken küçük bir kan örneği, aynı zamanda, küçük laboratuar hayvanları ya da özel tıbbi uygulamalar (örneğin, yeni doğmuş teşhis) tekrarlanan kan çekilmesi için uygun yapar. t olarakO lökosit zenginleştirme Tüm peroksidaz-pozitif hücrelerin (nötrofiller, eozinofiller, monositler) elde karışık bir lökosit fraksiyonu dahil edilir ve ayrı akış sitometresi kullanılarak analiz edilebilir eritrositlerin tükenmesi dayanır. yöntem, hızlı, güvenilir ve çok sayıda bilimsel ortamlar için protokol uygun hale kimyasallar ve enstrümantasyon konusunda düşük gereksinimleri vardır.
Nötrofiller kolay kullanılan tampon çözeltisi pH değerinin tam ayar tarif edilen yöntem sırasında bir kritik adım aktive olduğu için (PBS ve HBSS, adım 1.2 ve protokol bölümünün 1.3). Ayrıca damıtılmış su ile kan hücrelerinin inkübasyon süresi normosmotic koşulları (protokol bölümünün adım 2.2 bkz geri yüklemeden önce 60 saniye daha uzun olmalıdır. Eklenmeden önce hücre pelet (adım 2.4) çözücü (neredeyse) tamamen kaldırılması ikinci hipotonik liziz su tutkunu olarak başka kritik bir adımdırer artıkları hipotonik lizis prosedürünün etkinliğini azaltacaktır. Diğer önemli adım APF boyama esnasında H 2 O 2 uygulama anlamına gelir. uygulanan miktar sitotoksik olmamalı rağmen, hücre canlılık kontrol edilmelidir. Çalışmalarımızda sırasında tipik haliyle boya 5,5 geçerlidir ', 6,6'-tetrakloro-1,1', 3,3'-tetraethylbenzimi-dazolylcarbocyanine iyodür (JC-1) erken apoptotik olayların saptanması için.
Ayrıca, açıklanan basitleştirilmiş lökosit zenginleştirme yöntemi sınırlamaları bir çift vardır. Teknik, birkaç tür (insan, sıçan ve fare denenmiştir) kan örnekleri uygulanabilir olsa da, eritrositlerin lizinin ardından elde edilen lökosit kanda başlangıç bolluk bağlıdır. Ikinci kesinlikle türler 39 arasında değişir ve incelenen pervane bireyin inflamatuar durumuna bağlıdır. Ayrıca, parçalama prosedürü, bir ila yapılabilir iseYüz örnekleri paralel ara madde santrifüj adımları yalnızca 30 numune paralel işlenebilir, kullanılan santrifüje bağlı olarak bir sınırlama oluşturmaktadır. APF kolayca SCN huzurunda HOCl ve HOBr'nin tespit ederken Dahası, -, MPO ve EPO halojenleştirici aktivitesi ikinci yalancı halide etkiler. (- OSCN) bu suretle hypothiocyanite APF oksitleyebileceğini mümkün olan oluşturulur. Diğer bir sınırlama, MPO ve EPO tarafından HOCl- belirlenmesi ve HOBr'nin-yapının üretimi için kullanılan APF boya özellikleri gelir. Boya Floresana oksitlenir gibi, boyama aynı aralıkta yansıtıcı spektrumlu floresan antikorlar ile birleştirilemez. Tabii ki APF türetilmiş floresan ve ek floresan sinyallerin sinyal arasındaki herhangi müdahaleler kontrol ve akış sitometresi içinde telafi edilmesi gerekir.
Aksi takdirde, halojenleme peroksidaz aktivitesinin tespiti kapsamı değilseEritrosit tükenmesi yönteminin uygulanmasından sonra, diğer analitik metodlar yerine AFP kullanılabilir, çalışma. tarif edilen hipotonik lizis prosedürü yalnızca eritrositlerin kısmi tükenmesine ve lökosit olmakta gibi, yine de tek bir hücre analizi uygulanmalıdır izin olan yöntemler elde edilen karma hücre fraksiyonu mevcuttur. (Örneğin, Batı arsa analizi) hücrelerin erimesini içeren Yöntemleri güvenilir sonuçlar vermeyecektir. küçük başlangıç numune hacmi gibi analitik yöntemler için bir engel olabilir.
Hücreler tarafından lökosit MPO (EPO) soruşturma aktivitesini genellikle sadece genel oksidan üretimi ile ilgili yerine özellikle heme peroksidaz aktivitesini 44,45 değerlendirilmesi ele alınmaktadır. Üstelik çoğu zaman hiçbir girişimde halojenleme ve MPO ve EPO 46,47 peroksidaz aktivitesi arasında ayrım yapılır. Özellikle qu tarafından klorlama MPO aktivitesi ele Yöntemler,chlorotyrosine gibi HOCl türevli ürünler antifying okside aşırı ve / veya ürün metabolize algılamak ve böylece genellikle gerçek HOCl üretim 48 küçümsenmesi yol açmaz. Ayrıca bu yöntem, hem de, HOCl türevi 2-chloroethidium tespiti klorlama MPO aktivitesi spesifik tayini için Yeni boyalar ile ilgili bir çok yayın vardır, aynı zamanda zaman alıcıdır maliyetli analitik ekipmanı gerektirir ve hücreler 48-50 .Orada'da erimesini içerir canlı hücrelerde 44,51,52 içinde. Ancak, bugüne kadar yalnızca APF ve ilgili bileşik, hidroksifenil floresein (HPF) ticari olarak temin edilebilen ve bu yüzden rutin araştırma 25,33 olarak kullanılmaktadır.
Aslında, APF kullanarak Bu klorlama MPO aktivitesi, sadece izole edilmiş enzim 53 ile değil, aynı zamanda canlı hücreler 26,33 boyayı uygulayarak ölçülebilir edilemez gösterebilir. Böylece yukarıda belirtilen kan mikro-örneklerinden hızlı lökosit zenginleştirme birleştirerekn APF boyama Özellikle ve aynı anda tüm peroksidaz pozitif lökositlerin, örneğin, nötrofiller, monositler ve eozinofil 32 MPO ve EPO halojenleme aktivitesi yönelik uygun olan bir protokol geliştirilmiştir. Ayrıca yöntem, akış sitometrisi ve konfokal mikroskopi flüoresan içeren analitik yöntemler, geniş bir çeşitlilik sağlar hücre lisisi, gerektirmez. Ayrıca, bu peroksidaz aktivitesi boyama bilimsel göreve bağlı olarak, lökosit alt kısımların özel analiz sağlar hücre yüzeyi markerlerinin uygulanması ile birleştirilebilir. Ancak, uygulanan floresan etiketli antikorlar HOCl- ve HOBr'nin türetilmiş APF oksidasyonu ölçmek için kullanılan flöresan bazlı floresan sinyali karışmaz olduğu göz önünde bulundurulmalıdır.
Özetle bu yöntem immünolojik yeniden halojenleştirici peroksidaz aktivitesinin fizyolojik rolüne daha fazla ayrıntılı bilgi edinmek için yeni bir araç sağlayabilirolan levant kan türevi peroksidazlar MPO ve EPO, yine de 8,20,23 anlaşılamamıştır. Ayrıca romatoid artrit bir hayvan çalışmasında son zamanlarda bu protokol kronik inflamatuar hastalıklar (yayınlanmamış veri) yeni bir klinik belirteç olarak MPO türetilmiş HOCl üretiminin değerlendirilmesine neden olabileceğini görebiliyoruz.
The authors have nothing to disclose.
This work was made possible by funding from the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF, 1315883) as well as by the Sächsische Aufbaubank (SAB) project 100116526 from a funding of the European Regional Development Fund (ERDF).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Materials/Equipment | |||
15 ml centrifugation tubes | VWR/Corning | 734-0451 | - |
1.5 ml sample tubes | VWR/Eppendorf | 211-2130DE | - |
Pipettes for volumes up to 5 ml | Eppendorf | e.g., 3120000070 | We are using Eppendorf Resarch plus pipettes with adjustable volumes in the range 1-10 µl, 10-100 µl, 100-1,000 µl an 500-5,000 µl |
laminar flow bench | Thermo Electron Corperation | HeraSafe | - |
Vortex mixer | Bender & Hobein AG | Vortex Genie 2 | - |
Tabletop centrifuge | Kendro Laboratory Products | Laborfuge 400R | The centrifuge should be able to be used at 450 x g |
Small centrifuge | Eppendorf | 5415D | The centrifuge should be able to be used at 400 x g |
Incubator | Heraeus | cytoperm 2 | Settings: 37 °C, 95% humidity, 5% CO2 content |
UV-Vis spectrophotometer | Varian | Cary 50 bio | A spectrum between 200 and 300 nm has to be recorded. Thus quartz cuvettes have to be applied |
Flow cytometer | Becton, Dickinson | BD Facs Calibur | Any flow cytometer can be used which is equiped with a laser suitable for the excitation of fluorescein (e.g., 488 nm argon laser) |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chemicals | |||
Phosphate buffered saline (PBS) | amresco | K812 | sterile solution, ready to use |
Phosphate buffered saline (PBS) | Sigma-Aldrich | P4417 | tablets for solving in 200 ml millipore water |
Hanks balanced salt solution (HBSS) with Ca2+ | Sigma-Aldrich | H1387 | 970 mg/100 ml, carefully check and adjust the pH value to 7.4 |
Hydrochloric acid | Merck Millipore | 1.09057.1000 | 1 M solution |
Sodium hydroxide | Riedel-deHaën | 30620 | Solid pellets. For a 1 M solution solve 4 g/100 ml Millipore water |
Aminophenyl fluorescein | Cayman | 10157 | 5 mg/ml solution (11.81 mM) in methyl acetate, aliquots (e.g. 100 µl) should be prepared and stored at -20 °C |
Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | H1009 | This 30% stock solution corresponds to a concentration of about 8.8 M. Further dilutions have to be freshly prepared in distilled water immediately prior to use and quantified by absorbance measurements |
4-aminobenzoic acid hydrazide (4-ABAH) | Sigma-Aldrich | A41909 | A first stock solution of 1 M should be prepared in DMSO a second one of 100 mM by 1:10 dilution in HBSS |
DMSO | VWR chemicals | 23500.26 | - |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır