《Cellular Immunology》:Validation of a human-specific, multiplex platform for detecting common marmoset (Callithrix jacchus) inflammatory analytes
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•该人类专用检测平台可对普通狨猴的20种分析物产生交叉反应。•20种多重检测的炎症相关分析物均已通过验证,可用于狨猴研究。•对于11种分析物而言,雄性和雌性狨猴的内源性血浆水平相当。引言炎症是许多疾病的关键因素。利用模式生物有助于开展炎症研究。在动物模型中研究炎症时,通常会在体外
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该人类专用检测平台可对普通狨猴的20种分析物产生交叉反应。
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20种多重检测的炎症相关分析物均已通过验证,可用于狨猴研究。
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对于11种分析物而言,雄性和雌性狨猴的内源性血浆水平相当。
引言
炎症是许多疾病的关键因素。利用模式生物有助于开展炎症研究。在动物模型中研究炎症时,通常会在体外生成高水平的炎症标志物,以避免给动物带来过度压力。体外诱导炎症有多种方法,例如使用脂多糖(LPS)刺激、佛波醇12-肉豆蔻酸13-乙酸酯(PMA)/离子霉素联合刺激(此处称为细胞激活混合物或CAC),以及通过混合淋巴细胞反应(MLR)进行刺激。在炎症动物模型中,普通狨猴(Callithrix jacchus)是一种非常有价值的非人类灵长类模式生物。它可用于研究多种疾病,包括通过实验性自身免疫性脑脊髓炎研究的多发性硬化症[1]–[8]、与年龄相关的炎症[9]、结肠炎和自发性炎症性肠病[9]–[10]、类鼻疽[11]–[13],此外我们还研究了抗生素使用对肠道健康和大脑功能的影响[14]。然而,在此之前,尚缺乏足够灵敏且经过验证的方法,用于在各种生物样本中定量检测狨猴的炎症相关分析物。
与人类炎症标志物特征的研究成果相比,关于非人类灵长类动物炎症标志物特征的了解十分有限[15]。因此,通常情况下,使用市售的人类专用检测方法来定量检测非人类灵长类动物的炎症相关分析物水平,是目前最可行的选择[16]–[17]。不过,目前还没有相关研究专门验证基于人类的免疫测定方法在普通狨猴中的适用性[18]–[20]。使用人类专用检测方法研究非人类灵长类动物时面临的一个挑战是,人类与狨猴在蛋白质序列或结构上的差异可能会影响抗体的结合亲和力及检测效率[21]。我们选择了Meso Scale Discovery(MSD)的V-PLEX人类生物标志物40种检测试剂盒(产品编号K15209D),因为它具有宽广的动态范围,能够以高灵敏度进行多重检测,且所需样本量极少。宽广的动态范围使得该试剂盒可以检测浓度差异较大的分析物(无论是稀有型还是常见型)。在开展此类交叉反应研究时,高灵敏度与高特异性尤为重要,这有助于检测物种间可能存在的低亲和力相互作用。由于包括狨猴在内的许多小型动物所能提供的血浆量有限,因此尽可能减少样本量至关重要。我们直接使用了普通狨猴的血浆,以及由狨猴外周血单核细胞培养得到的上清液,来评估该试剂盒的性能。我们推测,该人类专用V-PLEX试剂盒的某些检测参数可能会与狨猴血浆中的炎症标志物发生交叉反应。如果确实如此,这将有助于量化该模型系统中的免疫反应。事实上,我们的研究也证实,基于MSD技术的检测方法能够有效检测狨猴血浆及由其PBMCs培养所得上清液中的多种细胞因子,为研究免疫调节提供了新的工具,也为研究人员提供了一种可靠且可重复的免疫参数检测方法,极具实用价值。
章节摘要
40种检测试剂盒的初步筛选
为确定该人类专用V-PLEX试剂盒是否与狨猴的相关分析物存在至少部分交叉反应,我们采集了一只健康雌性狨猴和一只健康雄性狨猴的外周血,从中分离出狨猴PBMCs和血浆。新鲜的狨猴PBMCs在适宜的刺激条件下进行体外培养,以产生含有目标分析物的上清液。随后我们检测这些上清液中是否存在该试剂盒可检测的40种分析物(其中38种为独特分析物,还有2种为……)
讨论
在此之前,用于在各种生物样本中定量检测狨猴炎症相关分析物的、足够灵敏且经过验证的方法十分有限,这主要是由于目前缺乏适用于该模型系统的经验证的免疫学检测工具[19]、[22]。为解决这一研究需求,我们致力于验证一种可用于检测狨猴炎症相关分析物的多重检测策略。我们在所使用的MSD试剂盒中检测的一些分析物,其实也有其他市售的检测方法……
狨猴样本的采集
补充表5中的图表展示了狨猴的样本数量、年龄及体重信息。这些狨猴在内布拉斯加大学奥马哈分校的标准饲养环境下成对饲养,光照周期为12小时亮光/12小时黑暗。每天早晨都会为它们提供食物,食物会一直放在笼子里直到第二天。在为狨猴进行体检时,会在其麻醉状态下采集外周血。麻醉采用异氟烷实现,血液(每只动物约2毫升)会在无菌条件下被采集……
作者贡献
研究的设计与构思:JBC、JDB、PWD。数据收集工作:DRR、SSH、MC、AJ、JDB、JBC、PWD。数据的分析与解读:DRR、CDB、VJR、SSH、MC、CMR、JDB、JBC、PWD。论文初稿的撰写:DRR、CDB、VJR。所有作者都对最终提交的论文进行了修改并予以批准。
CRediT作者贡献说明
Donald R. Rogers:写作——审阅与编辑、可视化、验证、方法学、研究实施、正式分析、数据整理。Charleston D. Berryman:写作——审阅与编辑、原始稿件撰写、可视化、验证、正式分析。Victor J. Rivero:写作——审阅与编辑、原始稿件撰写、验证、资金获取、正式分析。Sydney E. Ryan:写作——审阅与编辑、可视化、验证、数据整理。Shivdeep S. Hayer:写作——审阅
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。Jonathan D. Buhrman是Meso Scale Diagnostics公司的员工。
致谢
作者感谢美国红十字会为本研究提供血液制品。VJR作为INBRE学者获得了资助,而PWD则获得了美国国立卫生研究院下属的国家普通医学科学研究所提供的研究经费,项目编号为P20 GM103427。PWD还获得了内布拉斯加大学奥马哈分校的启动资金支持,同时其研究时间也得到了美国国立卫生研究院下属的国家过敏和传染病研究所的资助,相关项目编号为……
Donald R. Rogers|Charleston D. Berryman|Victor J. Rivero|Sydney E. Ryan|Shivdeep S. Hayer|Mackenzie Conrin|Aliyah Jabenis|Claudia M. Rauter|Jonathan D. Buhrman|Jonathan B. Clayton|Paul W. Denton