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巨噬細(xì)胞體外功能評(píng)價(jià)方法合集——體外免疫調(diào)節(jié)研究常用的方法(三)

 外科黃文斌 2022-11-22 發(fā)布于廣東
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01
LPS污染檢測(cè)
內(nèi)毒素是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖(LPS)成分,,是生物制品中最主要的污染來(lái)源,。LPS5 μg/mL)通常用作免疫刺激實(shí)驗(yàn)中的陽(yáng)性對(duì)照,因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)釋放不同的促炎介質(zhì)激活免疫系統(tǒng),,尤其是巨噬細(xì)胞,。也因?yàn)槿绱?,我們有必要?duì)藥品中是否存在內(nèi)毒素進(jìn)行檢測(cè),以確定藥物的唯一作用,。LPS的檢測(cè)通常采用鱟試劑(Limulus amoebocyte lysate, LAL),,它可以與菌類、內(nèi)毒素類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),,并在這些入侵物周圍凝結(jié)出一層厚厚的凝膠,。測(cè)定方法:在37°C下將100 μL測(cè)試樣品(10 mg/mL)或標(biāo)準(zhǔn)品(陽(yáng)性對(duì)照)或無(wú)內(nèi)毒素水(陰性對(duì)照)與100 μL LAL混合1 h。凝膠的形成與內(nèi)毒素敏感性成比例,,0.5內(nèi)毒素單位(EU/mL濃度被視為閾值水平,。

02
細(xì)胞密度檢測(cè)

細(xì)胞過(guò)度融合會(huì)引起代謝減慢、分裂減少以及接觸性生長(zhǎng)抑制,,進(jìn)而可能導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量與藥物作用之間失去線性關(guān)系,。因此,,控制實(shí)驗(yàn)起始時(shí)活細(xì)胞數(shù)量對(duì)于實(shí)驗(yàn)成功進(jìn)行至關(guān)重要,。臺(tái)盼藍(lán)拒染是選擇性區(qū)分活死細(xì)胞最常用的方法。染料帶負(fù)電,,只能在細(xì)胞膜被破壞(死亡細(xì)胞膜通透性增加)時(shí)才能對(duì)細(xì)胞進(jìn)行著色,,健康細(xì)胞無(wú)色。但是該方法無(wú)法區(qū)分功能正常/喪失的活細(xì)胞,。測(cè)定方法:含0.4%w/v)臺(tái)盼藍(lán)的PBSpH 7.2)溶液20 μL與經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞懸液20 μL混合,,取10 μL加至計(jì)數(shù)板和蓋玻片空隙中,5 min內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù),,計(jì)算細(xì)胞存活率,。處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞存活率至少為95%,可用于后續(xù)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),。


03
細(xì)胞毒性/細(xì)胞增殖檢測(cè)
細(xì)胞活力和細(xì)胞毒性檢測(cè)是我們?cè)u(píng)價(jià)研究對(duì)象敏感性最基礎(chǔ)的方法,,它同時(shí)也為我們體內(nèi)研究提供了最基本的信息。目前,,有多種方法可用于評(píng)價(jià)細(xì)胞的增殖活性,,比如基于細(xì)胞內(nèi)DNA的含量、臺(tái)盼藍(lán)染色直接計(jì)數(shù)活細(xì)胞或者基于細(xì)胞的代謝活性進(jìn)行評(píng)估,。其中,,細(xì)胞代謝評(píng)估大多是基于線粒體脫氫酶的活性進(jìn)行的,方法通常更加可靠準(zhǔn)確、易于操作。檢測(cè)方法通常是將巨噬細(xì)胞以1×104個(gè)細(xì)胞/孔接種至96孔板中培養(yǎng)過(guò)夜,然后給予特定刺激,刺激結(jié)束后添加檢測(cè)底物,,并通過(guò)酶標(biāo)儀讀取各組的吸光度值,進(jìn)而根據(jù)以下公式計(jì)算細(xì)胞活力:
增殖指數(shù)=A-B/C-B
其中A是經(jīng)處理細(xì)胞的光密度(OD),;B是對(duì)照孔(僅培養(yǎng)基無(wú)細(xì)胞)的OD,;C是陰性對(duì)照(培養(yǎng)基含細(xì)胞但未經(jīng)刺激)的OD,。選擇樣品的非細(xì)胞毒性濃度以進(jìn)行下游免疫刺激評(píng)估,。下圖總結(jié)了細(xì)胞增殖檢測(cè)的各種方法[1]
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01
MTT

人們于1983年首次描述了MTT法檢測(cè)細(xì)胞活力,該方法基于活細(xì)胞內(nèi)線粒體琥珀酸脫氫酶能夠還原黃色水溶性MTT生成深藍(lán)色或紫色不溶性的formazan。方法的局限性在于最終產(chǎn)品formazan晶體會(huì)損傷細(xì)胞,,需要用有機(jī)溶劑(DMSOHCl/異丙醇)進(jìn)行溶解,。結(jié)果測(cè)定時(shí),,向每個(gè)孔中加入20 μL MTT溶液(培養(yǎng)基或PBS配制:5 mg/mL),,使最終濃度為0.5 mg/mL37°C培養(yǎng)4 h后,,棄上清液并加入150 μL DMSO充分振搖溶解,,測(cè)定570 nm處的吸光度值?;蛘?,可以加入50 μL MTT終止液(三聯(lián)溶解液:SDS 10 g 異丁醇 5 mL 10 M HCl 0.1 mL用雙蒸水溶解配成100 mL溶液)代替DMSO,過(guò)夜培養(yǎng)24 h后,,使用微孔板讀取器測(cè)定570 nm處吸光度值,。

02
MTS

MTS也稱為歐文試劑,是一種與MTT密切相關(guān)的弱酸性內(nèi)鹽,,毒性相對(duì)較小,,帶負(fù)電,不易穿透細(xì)胞膜,。因此,,該試劑通常與電子耦合試劑吩嗪硫酸甲酯(PMS)或吩嗪乙基硫酸酯(PES)結(jié)合使用。這些中間產(chǎn)物可離開(kāi)細(xì)胞并將MTS轉(zhuǎn)化為在培養(yǎng)基中高度可溶的formazan產(chǎn)物,,并且這種轉(zhuǎn)化依賴于代謝活躍細(xì)胞中的NADPH)脫氫酶,。通常,在每個(gè)孔中加入20 μLMTSPES試劑,,最終濃度為0.33 mg/mL,,孵育2 h后,使用微孔板讀取器測(cè)定490–500 nm處的吸光度,。

03
WST

WST-1是一種帶負(fù)電的二磺化內(nèi)鹽,,含有碘殘基,在NADH和電子耦合體存在下,,可在細(xì)胞外產(chǎn)生高度水溶性formazan,。與傳統(tǒng)的四氮唑鹽相比,WST-1及其formazan在溶液中非常穩(wěn)定,,并且細(xì)胞毒性極低,。迄今為止,WST系列中已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種其他四唑鹽,,其中最有用的可能是WST-8,,即CCK-8,。由于WST-8formazan產(chǎn)品和PMS在細(xì)胞培養(yǎng)基中沒(méi)有細(xì)胞毒性,,因此檢測(cè)結(jié)束后細(xì)胞還可用于其它實(shí)驗(yàn)(但一般不推薦繼續(xù)使用,,除非細(xì)胞極難獲得)。通常,,將20 μL WST-110 μL CCK-8添加到每個(gè)孔200 μL反應(yīng)體系中,,并在37°C培養(yǎng)4 h后測(cè)定450 nm的吸光度值。

04
XTT

XTT含有兩個(gè)磺酸基團(tuán),,帶負(fù)電,,無(wú)法自由穿透細(xì)胞膜。在電子耦合試劑存在的情況下,,XTT能夠被線粒體內(nèi)的一些與輔酶相關(guān)的脫氫酶還原生成水溶性的橘黃色formazan,,生成的formazan量與活細(xì)胞數(shù)量成正比,并且formazan能夠溶解在組織培養(yǎng)基中,,不形成顆粒,,可直接用酶標(biāo)儀測(cè)定450 nm處的吸光度值。

05
Alamar Blue

Alamar Blue的活性成分resazurin (刃天青)是一種無(wú)毒,、可透膜的藍(lán)色染料,,有微弱的熒光性,它作為一種氧化還原指示劑,,被細(xì)胞內(nèi)吞后,,在細(xì)胞質(zhì)中被以上這些代謝中間體還原,其還原產(chǎn)物resorufin呈現(xiàn)出粉紅色并有很強(qiáng)的熒光性,,最后可用普通分光光度計(jì)或熒光光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè),,吸光度和熒光強(qiáng)度與活性細(xì)胞數(shù)成正比,因而可作為細(xì)胞增殖和細(xì)胞毒性定量檢測(cè)的一個(gè)理想的指示器,。Alamar Blue 細(xì)胞活力試劑具有廣泛的適用性,,可用于各種人和動(dòng)物細(xì)胞系、細(xì)菌,、植物和真菌的細(xì)胞活力檢測(cè),。

06
CellTiter-Glo
該方法是一種基于ATP檢測(cè)的細(xì)胞活力檢測(cè)方法,反應(yīng)原理是活細(xì)胞在有氧和ATP的條件下,,熒光酶催化熒光素發(fā)出熒光 (波長(zhǎng)為562 nm),,強(qiáng)度與ATP含量呈正相關(guān),故所測(cè)得熒光強(qiáng)度可間接反映出存活細(xì)胞量,。該試劑能夠裂解細(xì)胞膜以釋放ATP并抑制內(nèi)源性ATP酶,從而不再合成ATP,。該化學(xué)品還提供熒光素和熒光素酶,,以在細(xì)胞釋放的ATP的幫助下啟動(dòng)生物發(fā)光反應(yīng),由最終產(chǎn)物的發(fā)光強(qiáng)度直接表示活細(xì)胞的數(shù)量。為了進(jìn)行測(cè)定,,在處理后應(yīng)讓細(xì)胞在室溫下平衡30 min,,然后再添加底物進(jìn)行熒光掃描分析,。

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07
Crystal violet

結(jié)晶紫染色最初用于單層培養(yǎng)細(xì)胞數(shù)量的檢測(cè),,是一種簡(jiǎn)單的非酶測(cè)定法,,用于快速分析具有活性的粘附細(xì)胞及菌落數(shù)量,。該方法基于結(jié)晶紫染料與DNA雙螺旋外表面之間的親和力。缺點(diǎn)在于,結(jié)晶紫也能對(duì)死細(xì)胞進(jìn)行非特異性染色,。測(cè)定方法:經(jīng)/未經(jīng)處理后的巨噬細(xì)胞用PBS洗滌后在37°C下與含有2%v/v)乙醇-0.2%w/v)結(jié)晶紫的PBS溶液孵育30 min,。孵育結(jié)束后用PBS洗滌,,以33%v/w)乙酸溶解結(jié)晶紫,使用微孔板讀取器測(cè)定540 nm處的吸光度值,。

08
細(xì)胞周期

將巨噬細(xì)胞(1×106細(xì)胞/mL)接種在6孔板中并給予特定條件的刺激,。刺激結(jié)束后,,細(xì)胞用PBS洗滌并收集。然后將它們固定在70%冰乙醇中(固定至少4 h,,固定時(shí)先用300 μL PBS重懸細(xì)胞,,緩慢滴入700 μL冰無(wú)水乙醇中,,減少細(xì)胞成團(tuán))。固定結(jié)束后,,PBS洗滌細(xì)胞,,再懸浮在含有50 U/mL RNA酶和50 μg/mL碘化丙啶(PI)的1 mL PBS中,,然后在4°C條件下避光孵育40 min,,通過(guò)流式細(xì)胞儀進(jìn)行細(xì)胞周期分析,,并計(jì)算不同階段的細(xì)胞數(shù)量。

Tips:固定結(jié)束后可以用含3%BSAPBS溶液洗滌,,減少細(xì)胞損失,;離心后直接輕輕倒去細(xì)胞上清,倒扣在吸水紙上吸干殘液,,減少細(xì)胞的損失,。

04
巨噬細(xì)胞觀察

在遇到刺激以后,巨噬細(xì)胞會(huì)發(fā)生一系列形態(tài)學(xué)變化,,比如細(xì)胞大小增加,,產(chǎn)生絲足(含有肌動(dòng)蛋白絲)或板足(帶有肌動(dòng)蛋白尖峰)。因此,,細(xì)胞形態(tài)學(xué)的變化可以指示巨噬細(xì)胞功能的激活或抑制,。

01
光學(xué)顯微鏡觀察
細(xì)胞爬片后(如以2×105個(gè)細(xì)胞/孔的密度接種在24孔板的圓形蓋玻片上)給予特定條件刺激劑,刺激結(jié)束后棄上清,,細(xì)胞用4%多聚甲醛在8℃條件下固定(24孔板每孔300 μL2 h,,PBS洗去固定劑,隨后細(xì)胞依次在70,、80,、9095的乙醇中連續(xù)脫水(每次5 min)。蘇木素(24孔板每孔300 μL)染色1 min,,并用蒸餾水洗去蓋玻片上多余的染色液,;伊紅(24孔板每孔300 μL)染色30 s并洗去多余的染色液。蓋玻片干燥后進(jìn)行封片,,可在明場(chǎng)顯微鏡下進(jìn)行觀察,。結(jié)果圖如下[2]

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02
熒光顯微鏡觀察

巨噬細(xì)胞在12孔板或者6孔板中給予特定條件刺激后,用PBS洗滌細(xì)胞,,然后直接使用DAPI1 μg/mLPBS溶液)染色15 min,;或者使用DiOC6DAPI同時(shí)進(jìn)行染色。此外,細(xì)胞也可以經(jīng)4%多聚甲醛室溫固定15 minDAPI染色(300 nmol/L30 min,。通過(guò)熒光顯微鏡觀察細(xì)胞及核形態(tài),。

注意:DAPI是一種熒光染料,可以穿透細(xì)胞膜與細(xì)胞核中的雙鏈DNA結(jié)合而發(fā)揮標(biāo)記的作用,。由于DAPI的穿透性較弱,,更多用于固定后細(xì)胞的染色?;罴?xì)胞染色對(duì)DAPI的濃度有較高的要求,,可以選擇Hoechst系列染色液替代。

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03
透射電鏡或掃描電鏡觀察

巨噬細(xì)胞在24孔板或者6孔板中給予特定條件刺激后,,用PBS洗滌細(xì)胞,隨后在2-2.5%的戊二醛-0.1 M二甲胂酸鈉緩沖液中固定過(guò)夜,,PBS洗滌3次后用1%四氧化鋨固定2 h,,PBS洗滌3次。隨后細(xì)胞置于梯度濃度的乙醇中進(jìn)行脫水處理(通過(guò)脫水清除游離水可以使包埋劑均勻滲透),,并在臨界點(diǎn)干燥器中干燥,,經(jīng)噴金處理后可進(jìn)行電鏡觀察。對(duì)于透射電鏡和掃描電鏡觀察,,細(xì)胞的前處理方式并不一致,,不過(guò)一般我們做電鏡觀察都是送外包的啦。


05
?巨噬細(xì)胞吞噬活性檢測(cè)

對(duì)于巨噬細(xì)胞吞噬功能的評(píng)價(jià),,我已經(jīng)在PBMC系列之——巨噬細(xì)胞知識(shí)合集,,鼠巨噬細(xì)胞的體外分離與培養(yǎng)(二)一文中為大家做了詳細(xì)的闡述,本期就不再重復(fù)啦,。


06
中性紅評(píng)價(jià)胞飲活性

胞飲過(guò)程是另一種方式的內(nèi)吞過(guò)程,,通過(guò)該過(guò)程,巨噬細(xì)胞可以從周圍介質(zhì)中吸收液體或者其它物質(zhì),。將巨噬細(xì)胞以2×104個(gè)細(xì)胞/mL的密度接種至96孔板,,貼壁培養(yǎng)6 h后進(jìn)行刺激處理。刺激結(jié)束后,,棄舊培養(yǎng)液,,每個(gè)孔中加入100 μL0.075-0.1%的中性紅溶液(PBS或培養(yǎng)基配制),孵育1-2 h后,,PBS洗去多余染色液,。然后在每個(gè)孔中加入100-200 μL的細(xì)胞裂解液(乙醇:乙酸v/v=1:1或乙醇:1 mol/L乙酸=1:11%冰乙酸:乙醇=111%乙酸溶液:50%乙醇=11),并將混合物在室溫下培養(yǎng)4 h或過(guò)夜,。最后使用微孔板讀取器測(cè)定540 nm處的吸光度值[3],。胞飲活性可用胞飲指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

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07
細(xì)胞內(nèi)鈣離子檢測(cè)

Ca2 是細(xì)胞內(nèi)普遍存在第二信使,,參與免疫細(xì)胞多個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程的調(diào)節(jié),,包括趨化,、粘附、促炎/抗炎細(xì)胞因子分泌等,。靜息態(tài)細(xì)胞Ca2 濃度大約在100 nM,,細(xì)胞受刺激后濃度可升高至1μM。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放的Ca2 可以激活血漿和/或吞噬體膜,,導(dǎo)致胞質(zhì)Ca2 迅速升高,,可促進(jìn)部分吞噬受體對(duì)外來(lái)顆粒的攝取,并且參與調(diào)節(jié)吞噬體成熟,、周圍肌動(dòng)蛋白網(wǎng)溶解,、吞噬體與含有溶解酶顆粒物的融合以及NADPH氧化酶復(fù)合物(可生成超氧化物)激活等后續(xù)過(guò)程。此外,,胞質(zhì)Ca2 水平升高反過(guò)來(lái)還可作用于AP-1,、STAT1/3等轉(zhuǎn)錄因子,促進(jìn)促炎靶基因的表達(dá),。細(xì)胞內(nèi)Ca2 水平與巨噬細(xì)胞的活性密切相關(guān),,因此可以通過(guò)Ca2 水平檢測(cè)來(lái)部分評(píng)價(jià)巨噬細(xì)胞的活性。

01
Fluo-4

Fluo-4是一種動(dòng)態(tài)單波長(zhǎng)熒光Ca2 指示劑,,熒光強(qiáng)度的增加反映了細(xì)胞質(zhì)Ca2 水平的升高,。將巨噬細(xì)胞接種在96孔板中,經(jīng)條件刺激處理后移除培養(yǎng)基,,然后將細(xì)胞與100 μL染料負(fù)載溶液孵育30 min,,檢測(cè)熒光強(qiáng)度(Ex/Em=485/535 nm)。結(jié)果也可通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià),。

02
Fura-2
Fura-2代表了另一種廣泛用于監(jiān)測(cè)胞質(zhì)Ca2 水平的熒光指示劑,。當(dāng)與Ca2 結(jié)合后,最大激發(fā)波長(zhǎng)從結(jié)合前的380 nm340 nmCa2 飽和時(shí))偏移,,其發(fā)射熒光強(qiáng)度與結(jié)合Ca2 的濃度存在定量關(guān)系,。因此,Fura-2是一種比率染料,,一般用340 nm380 nm波長(zhǎng)激發(fā)Fura-2,,通過(guò)使用與兩種激發(fā)對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度比率來(lái)計(jì)算細(xì)胞內(nèi)的Ca2 濃度,可以消除不同細(xì)胞樣品間熒光探針裝載效率的差異,,熒光探針的滲漏,,細(xì)胞厚度差異等一些誤差因素。巨噬細(xì)胞經(jīng)特定條件處理后與5 μMFura-237°C下孵育45 min,。然后用HBSS緩沖液(pH 7.2)洗滌兩次,,最后利用數(shù)字成像顯微鏡檢測(cè)細(xì)胞。
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圖注:該圖是對(duì)胞質(zhì)Ca2 進(jìn)行的動(dòng)態(tài)檢測(cè),圖片來(lái)源[4]


08
NO生成檢測(cè)
一氧化氮是一種膜滲透性無(wú)機(jī)氣體,,同時(shí)也是具有不配對(duì)電子的自由基,。它由L-精氨酸通過(guò)一氧化氮合酶(NOS)合成,并由巨噬細(xì)胞響應(yīng)病原體釋放,。多項(xiàng)證據(jù)表明,,NO是巨噬細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞、參與抵抗細(xì)菌,、真菌及寄生蟲(chóng)等感染的炎癥因子的重要因子,。因此,NO生成增加被認(rèn)為是巨噬細(xì)胞活化的一個(gè)指標(biāo),。然而,,NO高度活躍,半衰期僅幾秒鐘,,在生物系統(tǒng)中很容易形成亞硝酸鹽或硝酸鹽而失活,。因此,測(cè)量穩(wěn)定且非揮發(fā)性的NO類亞硝酸鹽(NO2) 是研究NO形成較成熟的方法,。
01
Griess試劑
在醋酸性介質(zhì)條件下,用對(duì)氨基苯磺酸和α-萘胺與NO2反應(yīng),,生成紅色偶氮化合物,,以此反應(yīng)來(lái)鑒定NO2的試驗(yàn)稱Griess試驗(yàn)。其中,,對(duì)氨基苯磺酸和α-萘胺醋酸性的混合溶液稱為格里斯試劑(Griess reagent),。測(cè)定方法:巨噬細(xì)胞接種至96孔板(1×105細(xì)胞/孔)或24孔板(3×105細(xì)胞/孔)12 h后給予特定條件刺激,刺激結(jié)束后將100 μL Griess試劑與100 μL細(xì)胞培養(yǎng)上清混合,,室溫下孵育15 min后讀取540 nm處的吸光度值,。亞硝酸鹽濃度可以根據(jù)亞硝酸鈉(0-100 μM)的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)曲線計(jì)算而得到。圖[5],。

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02
DAF2-DA
DAF2-DA是一種靈敏的NO熒光探針,,一旦進(jìn)入細(xì)胞,經(jīng)細(xì)胞酯酶作用生成滲透性更低的DAF-2,,可防止分子擴(kuò)散出細(xì)胞引起的信號(hào)丟失,。氧氣存在時(shí),DAF-2NO反應(yīng)生成具有強(qiáng)熒光的三唑熒光素(DAF-2T),,Ex/Em=485/538nm,。中性pHNO的檢測(cè)下限是25 nM,能夠用在NO生成量很小的細(xì)胞,,比如內(nèi)皮細(xì)胞,;以及NO生成量很大的細(xì)胞,比如巨噬細(xì)胞。測(cè)定方法:將細(xì)胞接種在6孔板的蓋玻片上過(guò)夜,,給予特定的條件刺激,,隨后細(xì)胞在室溫下用10 μMDAF2-DA染色20-30 minPBS洗滌后記錄Ex/Em=480/535 nm處的熒光強(qiáng)度或直接進(jìn)行熒光成像,。圖[6],。
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09
ROS生成檢測(cè)

ROS對(duì)巨噬細(xì)胞的抗菌活性具有重要作用。在病原體識(shí)別和吞噬后,,NADPH氧化酶(NOX)的胞質(zhì)亞單位被磷酸化并遷移到吞噬體膜上,,形成具有膜結(jié)合亞單位的功能酶。NOX完成組裝后,,隨即吞噬體內(nèi)產(chǎn)生大量的超氧化物自由基(O2·—),,該“氧化爆發(fā)”過(guò)程可長(zhǎng)達(dá)2 h。最終,,巨噬細(xì)胞胞漿中產(chǎn)生的NO會(huì)穿過(guò)吞噬體膜與超氧陰離子發(fā)生反應(yīng),,產(chǎn)生活性氮(RNS),其中包括過(guò)氧亞硝酸鹽(ONOO),。這些氧化劑可誘導(dǎo)亞硝化應(yīng)激,,促進(jìn)ROS產(chǎn)生,,并且能夠殺死微生物。炎癥細(xì)胞釋放的ROS能夠通過(guò)多種方法進(jìn)行測(cè)量。

01
L-012
L-012是一種魯米諾衍生物化學(xué)發(fā)光探針,,發(fā)光效率高,,靈敏性優(yōu)于魯米諾,。魯米諾(最佳發(fā)光靈敏度在pH=9.5)的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度在生理?xiàng)l件下即pH=7.5時(shí)很低,,故不適用于體內(nèi)研究。而L-012即使是在生理?xiàng)l件下也具有相當(dāng)好的發(fā)光特性,。L-012對(duì)ROS高度敏感,。檢測(cè)方法:去除經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞的上清液,補(bǔ)充等量含L-01225 μM)和辣根過(guò)氧化物酶(HRP: 5 μg/mL)的HBSS液(含或不含PMA),。37°C條件下利用熒光掃描微量滴定板讀數(shù)器監(jiān)測(cè)反應(yīng),,化學(xué)發(fā)光在2 h內(nèi)每2 min測(cè)量一次,并對(duì)時(shí)間響應(yīng)進(jìn)行積分,。圖[7],。

圖片

02
DCFH-DA

DCFH-DA本身沒(méi)有熒光,可以自由穿過(guò)細(xì)胞膜,,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)后,,可以被細(xì)胞內(nèi)的酯酶水解生成DCFH。而DCFH不能通透細(xì)胞膜,,從而使探針很容易被裝載到細(xì)胞內(nèi),。細(xì)胞內(nèi)的ROS可以氧化無(wú)熒光的DCFH生成有熒光的DCF,。檢測(cè)DCF的熒光即可知道細(xì)胞內(nèi)ROS水平。對(duì)于收集細(xì)胞后裝載探針的樣品可以用熒光分光光度計(jì),、熒光酶標(biāo)儀或流式細(xì)胞儀檢測(cè),,也可用激光共聚焦顯微鏡直接觀察。測(cè)定方法:去除經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞的上清液,,PBS洗滌后,,在37°C下用10 μM DCFH-DA(無(wú)血清培養(yǎng)基配制)染色20 min,隨后選用合適的方法進(jìn)行檢測(cè),。

03
CM-DCFH

細(xì)胞內(nèi)ROS也可以通過(guò)檢測(cè)CM-DCFH氧化產(chǎn)物CM-DCF的熒光強(qiáng)度來(lái)測(cè)量,。測(cè)定方法:除經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞的上清液,收集細(xì)胞并用PBS洗滌,,細(xì)胞隨后與10 mM CM-DCFH在室溫條件下孵育30 min,,測(cè)定Ex/Em=485/530 nm處的熒光強(qiáng)度。

04
Dihydrorhodamine 123

二氫羅丹明123DHR 123)是一種非熒光且不帶電荷的ROS指示劑,,可擴(kuò)散穿透細(xì)胞膜,,進(jìn)入細(xì)胞后被氧化為陽(yáng)離子的羅丹明123,定位在線粒體上,,發(fā)射亮綠色熒光(Ex/Em=500/536 nm),。單一的NO、超氧化物以及過(guò)氧化氫都不能氧化DHR 123,,但是當(dāng)這些ROS與其他細(xì)胞組分比如細(xì)胞色素C氧化酶或者Fe2 聯(lián)合起來(lái)能夠氧化DHR 123生成熒光衍生物羅丹明123,。測(cè)定方法:將DHR 123添加到含有經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞中(10 μM/孔),并在室溫下孵育15–30 min,,通過(guò)熒光分光光度計(jì)分析熒光強(qiáng)度。

05
NBT還原實(shí)驗(yàn)

將巨噬細(xì)胞(2×105細(xì)胞/mL)接種在96孔板上并給予特定的條件刺激,。刺激結(jié)束后將細(xì)胞進(jìn)一步與200 μL含有0.1%硝基藍(lán)四氮唑(NBT)和2 μg/mL  PMAPBS溶液在37°C下孵育30 min,。此時(shí),吞噬細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子能夠還原水溶性淡黃色的NBT生成藍(lán)色的 formazan,,以折光性強(qiáng)的點(diǎn)狀或斑塊狀顆粒沉積于細(xì)胞內(nèi),。隨后加入80 μL 70%甲醇終止反應(yīng)并干燥細(xì)胞,最后加入2M KOH120 μL)以及DMSO140 μL)溶解formazan,,讀取620/10 nm處的吸光度值,。


10
H2O2生成

過(guò)氧化氫(H2O2)是活性氧的主要成分,是一種不帶電,、穩(wěn)定且可自由擴(kuò)散的第二信使,。吞噬細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí),超氧化物歧化酶(SOD12可利用超氧化物產(chǎn)生H2O2,。雖然超氧化物很難穿過(guò)細(xì)胞膜,,但H2O2很容易在胞內(nèi)外進(jìn)行擴(kuò)散,。當(dāng)H2O2擴(kuò)散至細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)時(shí)可能誘導(dǎo)多種分子損傷。此外,,細(xì)胞內(nèi)H2O2還能夠觸發(fā)下游信號(hào)通路,,促進(jìn)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。檢測(cè)方法:經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞中加入100 μL含過(guò)氧化物酶的酚紅緩沖液中(5 mM葡萄糖,、0.56 mM酚紅溶液和8.5 UI/mL HRP),,在37°C下培養(yǎng)1 h后,加入10 μL 1 M NaOH終止反應(yīng),,然后讀取620 nm處吸光度值,。H2O2的濃度可根據(jù)H2O2的標(biāo)準(zhǔn)曲線確定。


11
酸性磷酸酶/溶酶體酶活性檢測(cè)

溶酶體在巨噬細(xì)胞的吞噬過(guò)程中具有重要作用,,巨噬細(xì)胞利用吞噬體將細(xì)菌內(nèi)化,,被吞噬的細(xì)菌將被轉(zhuǎn)移至內(nèi)吞溶酶體中進(jìn)行酶催化降解,溶酶體對(duì)細(xì)菌的降解維持巨噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌的吞噬,。巨噬細(xì)胞富含溶酶體酶,,如酸性磷酸酶(ACP)、非特異性酯酶,、溶菌酶等,,測(cè)定這些酶的活性也是衡量巨噬細(xì)胞功能的實(shí)用指標(biāo)之一。ACP能分解β-甘油磷酸鈉釋放出磷酸基,,后者與硝酸鉛(捕捉劑)反應(yīng)產(chǎn)生無(wú)色磷酸鉛(微細(xì)沉淀,,可在電鏡下觀察),而磷酸鉛再與硫酸銨反應(yīng)則形成黑色硫化鉛(可在光鏡下觀察),,沉積在胞漿內(nèi)酸所在處,,顯示棕黑色顆粒。測(cè)定方法:經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞去除上清液,,加入25 μL Triton X-1001%)和150 μL對(duì)硝基苯基磷酸鹽溶液(1 mg/mL),,混合物在室溫孵育1 h,并加入50 μL NaOH溶液(3 M)終止反應(yīng),,讀取405 nm處吸光度值,。


12
細(xì)胞膜受體識(shí)別
為了特異性消滅病原體,巨噬細(xì)胞必須能夠正確區(qū)分自我和非我,,Toll樣受體(Toll-like receptors, TLR)在其中發(fā)揮了重要作用,。迄今為止,在哺乳動(dòng)物及人類中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的TLRs家族成員有13個(gè),,其中12種功能性TLRsTLR1-TLR9,,TLR11-TLR13)已鑒定在小鼠中表達(dá),10TLR在人類中表達(dá)(TLR1-TLR10),。一般情況下,,TLR1, 2, 4-610表達(dá)在細(xì)胞表面,,其余的則定位在細(xì)胞內(nèi)腔室,包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng),、內(nèi)吞體,、溶酶體以及內(nèi)吞溶酶體。細(xì)胞表面的TLR主要識(shí)別微生物的膜成分,,包括脂蛋白,、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。其中,,TLR-4的激活會(huì)觸發(fā)兩種不同的級(jí)聯(lián)反應(yīng):如髓樣分化因子88MyD88)依賴性和非依賴性途徑,。刺激MyD88會(huì)通過(guò)觸發(fā)轉(zhuǎn)錄因子、NF-κB等引起促炎因子的產(chǎn)生,;而刺激MyD88非依賴途徑會(huì)誘導(dǎo)型干擾素的合成,。除了TLR外,巨噬細(xì)胞還有甘露糖受體(MR),,該受體與表面含有甘露糖,、N-乙酰氨基葡萄糖和巖藻糖結(jié)構(gòu)的微生物結(jié)合,觸發(fā)內(nèi)吞和吞噬作用,。Dectin-1是另一種在巨噬細(xì)胞表面表達(dá)并識(shí)別真菌細(xì)胞壁中β-葡聚糖成分的PRR,。受體激活會(huì)促進(jìn)吞噬作用、ROS產(chǎn)生,、炎性細(xì)胞因子和趨化因子合成等,,進(jìn)而影響適應(yīng)性免疫的發(fā)展。此外,,還有其他多種受體,,如清道夫受體(SR)、糖皮質(zhì)激素受體(GR)和補(bǔ)體受體3CR3),,也在炎癥,、先天免疫和宿主防御中發(fā)揮重要作用。為了檢測(cè)相關(guān)受體,,聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、蛋白質(zhì)印跡和RNA干擾(RNAi)技術(shù)是最常用的方法,。

圖片

01
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

轉(zhuǎn)錄水平檢測(cè)受體分子的mRNA表達(dá)水平,。

02
受體抑制實(shí)驗(yàn)

通過(guò)使用受體特異性抑制劑來(lái)評(píng)價(jià)該受體在特定生物學(xué)過(guò)程中的作用。

03
Western Blot

轉(zhuǎn)錄組分析的缺點(diǎn)之一是mRNA的存在并不總是精確地反映蛋白質(zhì)水平,,許多蛋白質(zhì)在翻譯水平還存在被修飾過(guò)程,,這種局限性可以通過(guò)蛋白質(zhì)印跡法克服。

04
RNAi

通過(guò)遞送21-23個(gè)核苷酸的長(zhǎng)干擾RNAsiRNA)來(lái)實(shí)現(xiàn)巨噬細(xì)胞靶mRNA降解,,用以確定相關(guān)受體在特定生物學(xué)過(guò)程中的作用,。受體蛋白干擾成功與否可通過(guò)WB確認(rèn),。


13
NF-κB蛋白分析

NF-κB是一種關(guān)鍵的促炎因子,可以調(diào)節(jié)多種調(diào)節(jié)受體,、細(xì)胞因子,、趨化因子和酶的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)巨噬細(xì)胞通過(guò)多種PRR途徑感知病原體時(shí),,NF-κB被激活,。NF-κB由五個(gè)亞單位的同源和異源二聚體組成,即p65/RelA,、RelB,、c-Relp50/NF-κB1p52/NF-κB2,。在靜息態(tài)細(xì)胞中,,NF-κB通過(guò)與IκBNF-κB抑制劑)蛋白如IκB-α結(jié)合而定位與細(xì)胞質(zhì)中,。受到刺激后,,IκB經(jīng)IκB激酶(IKK)磷酸化后經(jīng)由泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解,NF-κB二聚體隨即移位至細(xì)胞核與靶基因啟動(dòng)子以及增強(qiáng)子結(jié)合,,誘導(dǎo)促炎基因的轉(zhuǎn)錄,。因此,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)NF-κB分布是一種廣泛檢測(cè)轉(zhuǎn)錄因子活性的方法,。關(guān)于NF-κB細(xì)胞內(nèi)分布變化的檢測(cè)主要通過(guò)兩種方法:1)細(xì)胞核-胞漿分離后使用WB檢測(cè)細(xì)胞核及胞漿中p-NF-κB水平的變化,;2)基于圖像的NF-κB追蹤,通過(guò)抗體染色或融合熒光蛋白監(jiān)測(cè)蛋白的動(dòng)態(tài)分布,。

01
免疫熒光監(jiān)測(cè)NF-κB的定位變化

免疫熒光分析(IFA)是一種通過(guò)抗原-抗體反應(yīng)檢測(cè)和可視化細(xì)胞中蛋白表達(dá)的顯微鏡技術(shù),。

02
NF-κB特異性抑制劑

BAY 11–7082BAY)是NF-κB抑制劑,可用于探究NF-κB介導(dǎo)的信號(hào)通路的作用,。研究已經(jīng)證實(shí),,BAY可強(qiáng)烈抑制NOPGE2TNF-α的產(chǎn)生,,同時(shí)它還能減少p65移位及其上游信號(hào)事件的發(fā)生,,如IκB-αIKKAkt的磷酸化,。為了研究信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,,可將巨噬細(xì)胞與BAY1 μM)孵育2 h,然后給予特定條件刺激,,最后進(jìn)行相關(guān)檢測(cè),。

03
轉(zhuǎn)染及熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)

巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)染pNF-κB-Luc質(zhì)粒(質(zhì)粒包含NF-κB反應(yīng)區(qū)、螢火蟲(chóng)熒光素酶以及抗性基因等),,48 h后細(xì)胞進(jìn)行至少一周的抗性基因篩選,。接著挑選LPS處理后顯示出最強(qiáng)熒光素酶活性的克隆進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),。細(xì)胞構(gòu)建成功后給予特定條件的刺激,收集細(xì)胞并進(jìn)行裂解(100 μL),,然后將20 μL裂解液與100 μL熒光素混合并檢測(cè)化學(xué)發(fā)光情況,,結(jié)果可描述為相對(duì)熒光素酶活性(與陰性對(duì)照相比的倍數(shù)差異)。

04
EMSA

凝膠遷移或電泳遷移率實(shí)驗(yàn)(EMSA)常用于檢測(cè)DNA結(jié)合蛋白,。該技術(shù)的原理是蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物在聚丙烯酰胺凝膠中的移動(dòng)速度比相應(yīng)的游離線性未結(jié)合DNA慢,。這種高靈敏度且操作簡(jiǎn)單的方法可用于研究DNA和蛋白質(zhì)相互作用。

05
RelA translocation assay
該方法基于對(duì)發(fā)生細(xì)胞核移位的p65亞單位或RelA的數(shù)量進(jìn)行量化,,并與細(xì)胞質(zhì)中剩余的數(shù)量進(jìn)行比較,。收集經(jīng)/未經(jīng)處理的巨噬細(xì)胞,進(jìn)行細(xì)胞核-胞漿分離,,并通過(guò)Western Blot技術(shù)檢測(cè)各自上清液中p65的含量,。如圖[8]
圖片

注:研究結(jié)果表明AZM能夠抑制p65的核轉(zhuǎn)移,。胞漿和細(xì)胞核部分同時(shí)應(yīng)該跑Histone H3以及Actin蛋白,,用以證明細(xì)胞核-胞漿分離的效果,及兩者之間沒(méi)有相互污染,。


14
細(xì)胞因子和趨化因子

細(xì)胞因子由多種低分子量蛋白組成,,在皮摩爾或納摩爾水平即可充當(dāng)促炎或抗炎因子,調(diào)節(jié)炎癥和細(xì)胞活動(dòng),。炎癥趨化因子則受炎性刺激產(chǎn)生,,并可促進(jìn)免疫反應(yīng)。當(dāng)兩者與其配體結(jié)合后會(huì)引起一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)以參與細(xì)胞功能,,包括吞噬,、細(xì)胞因子分泌、細(xì)胞增殖激活等,。研究這些信號(hào)分子是研究任何炎癥反應(yīng)的基礎(chǔ),。巨噬細(xì)胞激活后,可通過(guò)NF-κB促進(jìn) ①多種細(xì)胞因子表達(dá):比如IL-1β,、IL-2,、IL-6IL-12,、TNF-αGM-CSF,;以及 ②多種趨化因子表達(dá):比如IL-8MIP-1,、MCP-1CCL2,、調(diào)劑活化正常T細(xì)胞表達(dá)和分泌因子(RANTES),、CCL5,、eotaxin等;以及 ③誘導(dǎo)型效應(yīng)酶表達(dá):如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和環(huán)氧合酶-2COX-2),。此外,,NF-κB也能激活其自身抑制劑IκB-α,隨后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核與NF-κB啟動(dòng)子結(jié)合,,終止NF-κB誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄激活,,最終IκB-α以失活態(tài)返回細(xì)胞質(zhì)??偟膩?lái)說(shuō),,NF-κB是一種發(fā)揮作用迅速的轉(zhuǎn)錄因子,可調(diào)節(jié)宿主感染早期的先天免疫應(yīng)答,,并與慢性炎癥和多器官衰竭相關(guān),。目前,有多種方法可用于檢測(cè)細(xì)胞因子,,其中以ELISA最為常見(jiàn),。

01
酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定

酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)指將可溶性的抗原或抗體結(jié)合到聚苯乙烯等固相載體上,利用抗原抗體特異性結(jié)合進(jìn)行免疫反應(yīng)的定性和定量檢測(cè)方法,。

02
其它方法

IκB-α,、p-IκBαSer32)、STAT3,、p-STAT3Tyr705),、iNOSCOX-2,、p-ERK1/2,、SAPK/JNKTNF-α,、IL-1,、IL-6P38,、p-P38,、ERK1/2JNKp-JNK,,α-Tubulin,、c-junc-fosβ-actin等可通過(guò)Western印跡法測(cè)定,。DNA結(jié)合蛋白如p38,、SAPK/JNKc-srcAP-1,、RasAkt等則可通過(guò)EMSA測(cè)定,。(上述羅列的蛋白已經(jīng)文獻(xiàn)驗(yàn)證。)


15
共刺激分子檢測(cè)
巨噬細(xì)胞在先天免疫和適應(yīng)性免疫之間發(fā)揮著重要作用,。巨噬細(xì)胞激活可以表達(dá)多種共刺激分子標(biāo)志物,,包括CD68CD86,、CD80,、F4/80CD11b,、CD40,、B7-1B7-2等,這些標(biāo)志物在巨噬細(xì)胞的抗原處理以及向T細(xì)胞抗原提呈過(guò)程中發(fā)揮重要作用,。其中,,CD40CD40L的相互作用在B細(xì)胞的激活和分化中意義重大。因此,。這類分子表面表達(dá)水平升高意味著免疫應(yīng)答能力增強(qiáng),。

測(cè)定方法:經(jīng)/未經(jīng)刺激處理的巨噬細(xì)胞用PBS洗滌后,用5%山羊血清封閉細(xì)胞表面15 min,,或在冰上用含有10%正常小鼠血清的染色緩沖液封閉細(xì)胞表面20 min,,封閉結(jié)束后洗滌兩次。隨后,,將細(xì)胞與抗CD80,、CD40CD86和相應(yīng)熒光標(biāo)記的單克隆抗體在4°C下孵育約30 min,。PBS洗滌后,,細(xì)胞用1%多聚甲醛固定在PBS中,對(duì)固定的細(xì)胞進(jìn)行流式細(xì)胞術(shù)分析,,每個(gè)樣品至少分析5000個(gè)細(xì)胞(細(xì)胞也可不固定直接上流式檢測(cè)),。


16
cDNA微陣列

cDNA微陣列技術(shù)可識(shí)別特定基因,并允許研究人員比較正常和病理?xiàng)l件下基因的表達(dá)譜,。簡(jiǎn)言之,,提取經(jīng)/未經(jīng)刺激處理的巨噬細(xì)胞的總RNA,用于cDNA合成,、標(biāo)記和微陣列雜交,。

17
參考文獻(xiàn)
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