Vitro Testi HIV-spesifik CD4 T hücre efektör işlevi üzerinde immünoregülatör yolları etkisini değerlendirmek için
Summary
Biz HIV-spesifik CD4 T hücreleri tarafından sitokin salgılanmasının düzenlenmesinde immünregulatuar yolların rolünü araştırmak için bir in vitro testi geliştirdi.
Abstract
T hücre bitkinlik kronik viral enfeksiyonlar sırasında başarısız patojen klirensinde önemli bir faktördür. Örneğin PD-1 ve IL-10 gibi bağışıklık düzenleyici yolları, bu devam eden antijen maruz kalma üzerine yukarı regüle ve proliferasyonu kaybı, düşük sitolitik işlevine katkı ve CD4 ve CD8 T hücreleri tarafından sitokin üretimi bozulmaktadır. LCMV enfeksiyonunun murin modelinde, T hücresi tepkilerini artmış olarak bu iki yolun karşı bloke edici antikorların uygulanması. Bununla birlikte, insan örneklerinden hücrelerinde sitokin salgılanması üzerindeki bu blokajı etkisini ölçmek için bir in vitro deney, şu anda mevcuttur. Bizim protokolü ve deneysel yaklaşım doğru ve verimli bir şekilde HIV bulaşmış bireylerden HIV-özgü CD4 T-hücreleri tarafından sitokin üretiminin restorasyon ölçmek için olanak sağlar.
Burada, HIV-özgü CD4 T hücreleri ve diğer cel üzerindeki etkisi ile sitokin salgılanmasının ölçümü sağlayan bir in vitro deney tasarımı tasvirl kümeler. CD8 T hücreleri, bütün kandan tükenmiş ve kalan PBMC Ficoll ayırma yöntemi ile izole edildi. CD8-tükenmiş PBMC daha sonra, bir HIV-1 Gag peptidi havuzu ile uyarıldıktan sonra, hücreler, 37 ° C,% 5 CO2 inkübe edildi, PD-L1 ve / veya IL-10Rα karşı bloke edici antikor ile inkübe edilmiştir. 48 saat sonra, yüzer boncuk diziler ve hücre topakları tarafından sitokin analizi için toplandı, sonra, qRT-PCR kullanılarak sitometri veya transkripsiyonel analizi kullanılarak akış fenotipik analizi ya da toplandı. Daha ayrıntılı analiz için, farklı hücre popülasyonları PBMC'lerden selektif alt azalması ile ya da aynı deneylerde değerlendirilen önce akış sitometrisi kullanılarak sıralama ile elde edilmiştir. Bu yöntemler, antijene özgü T-yardımcı hücreleri tarafından sitokin üretiminin modülasyonu tespit etmek ve bağışıklık hücrelerinin farklı popülasyonlar arasında fonksiyonel etkileşimi belirlemek için son derece hassas ve özel bir yaklaşım sağlar.
Introduction
Kalıcı viral enfeksiyonlar esnasında, virüs spesifik T-hücreleri, T hücresi bitkinlik olarak bilinen bir işlem fonksiyonel kusurlar kazanır. Erken kronik viral enfeksiyonun LCMV murin modelinde in vivo çalışmalarda tükenmiş virüs spesifik T hücreleri, viral yönden enfekte edilmiş hücrelere karşı sitolitik fonksiyon düşük çoğalma yeteneğini kaybeder ve bu IL-2, TNF-a gibi sitokinler üretmek için kapasitesi düşük olduğunu göstermiştir α ve 1,2 IFN-γ. Örneğin PD-1 ve IL-10 gibi bağışıklık yolların, karmaşık bir ağ, kronik enfeksiyonlar sırasında yukarı düzenlenen ve (3,4 gözden) T hücre fonksiyon bozukluğuna katkıda bulunur. Olarak, LCMV fare Bu engelleyici yolların karşı bloke edici antikor vivo tatbikat model T hücresi tükenme (5 gözden), kısmen geri fenomen olduğunu gösteren, tükenmiş virüs spesifik T hücrelerinin fonksiyonunu ve gelişmiş viral açıklık geri.
Th BulgularE LCMV modeli hızlı bir şekilde HBV, HCV ve HIV 5 gibi insan kronik viral enfeksiyonların uzatıldı. Kronik HIV-1 enfeksiyonunda, PD-1 ve IL-10 yollar enfekte olmuş kişilerde yukarı regüle edilir ve CD4 ile ters viral yük ve doğrudan, hastalığın ilerlemesi parametreleri ile ilişkili 6-8 sayılır. LCMV fare modeline benzer, insanlardaki T hücresi tükenme, kısmen geri olgudur belirten HIV spesifik CD4 ve CD8 T hücrelerinin in vitro çoğalması geri PD-1 ya da IL-10 yollarının antikor blokajı. Bununla birlikte, hassas insan örnekleri üzerinde deneyler doğa hem de in vitro deneyleri, bu girişimlerin elde fonksiyonel restorasyon profillerin ayrıntılı soruşturma duyarlılığında sınırlamalar nedeniyle çarpıcı yoktur. Çoğalma deneyleri, bugüne kadar, çoğu çalışmalarda test tek güvenilir in vitro deney olmuştur, ancak bu Inter etkisi üzerine kanıt dikkate değer bir eksikliği varon VENTIONS: sitotoksik T hücrelerinin 1) öldürme kapasitesi, 2) viral replikasyonu üzerindeki T hücrelerinin antiviral etkisi, 3) sitokin sekresyon profili ve diğer hücre alt-gruplarla ilgili CD4 T hücresi yardımıyla 4) etkisi.
Hücre içi sitokin boyama (ICS) bir çok yararlı ve yaygın olarak kullanılan bir akım farelerde ve insanlarda hem de çeşitli hücre tiplerinde sitokinlerin üretimini tespit etmek için kullanılır sitometrisi göre deneyidir. Ayrıca inhibitör yollarının antikor ablukasının etkisini araştırmak için kullanılır olmuştur. ICS deneylerinde, sitokin salgılama Brefeldin ve / veya Monensin ilavesiyle engellenir. Hücrelerin içinde sıkışıp sitokinler sonra çok renkli akış sitometrisi kullanılarak floresan antikorlar ile tespit edilir. Tipik olarak antijen ilave 2 saat içinde ilave edilir ve Brefeldin Monensin, hem de hücreler için toksik olmasından dolayı, tahlilin süresi genellikle antijen stimülasyonu sonrası 6 veya 12 saat ile sınırlıdır. ICS deney yararlı i olmuştur güçlü bir tekniktirn hücreleri, antikor maruz 9 sonra belli bir süre sonra ekstre edildi farelerde antikor müdahale bloke in vivo etkisinin araştırılması. Bununla birlikte, insan örneklerinde inhibitör reseptörlerin blokajı etkisini değerlendirmek için bu deneysel yaklaşımın uygulanması için çeşitli sınırlamalar vardır. In vitro olarak, bir 6 ya da 12 saat stimülasyonu (insan örnekleri tipik durum) 'de önleyici bir yollarının antikor müdahaleler gerçekleştirirken, standart ICS deneyleri ile ölçüldüğü haliyle, çoğu durumda önleyici reseptörlerinin blokajı antijen-spesifik T hücrelerinin yanıt sıklığını değiştirmez 6, 7. Ortalama yoğunluğu ya da ortalama floresan ile ölçülen hücre başına sitokin üretiminin ölçümü tutarsız sonuçlar 6, 7, 10, verdik. Öte yandan, ICS sonra geç bir zaman noktasında gerçekleştirildiğinde stimülasyonu (yani altı gün), sitokin salgılayan c sayısındaki değişimlerarşın gözlenebilir. Farklılıklar değiştirilmiş çoğalma, hayatta kalma ve zaman 6'daki belirtilen süre boyunca birikir efektör fonksiyonu değişiklikleri, bir kombine etkisi vardır. Kısmen, bu sınırlılıkların üstesinden gelmek için bir yolu yayılması ortaya beklemeden sitokin salgı engelleyicinin ilave edilmeden önce antijen ile daha uzun bir süre (örneğin, 36 saat, 60 saat vs.) Boyunca inkübe etmektir. Başarıyla HIV spesifik CD4 ve CD8 T hücreleri tarafından 11,12 sitokin salgılanmasının kinetiklerini belirlemek için bu yöntemi kullandık, ancak bu yaklaşım küçük tepkiler tespit etmek mümkün değildir ve toplam sitokin salgı meydana gelen entegre bir sonucu vermeyecektir stimülasyon beri. Bu nedenle, ICS supernatan sitokin mRNA miktarının ya da sitokin salgılanması ölçümleri ile karşılaştırıldığında aktive T hücreleri tarafından üretilen sitokin inhibe edici miktarına yollarının blokajı etkisini tespit etmek için yeterince hassas bir yöntem değildirAynı zaman noktalarında t. Ayrıca, aktive edilmiş T hücreleri tarafından üretilen sitokinlerden çok pozitif ya da negatif geri besleme katkıda otokrin bir şekilde hareket antijen sunan hücreler ile etkileşim aracılığıyla döner. Bu nedenle, tahlil sırasında ICS Brefeldin veya Monensin ilavesi sitokin salgılanmasını önler ve böylece T hücrelerinin uyarılması optimal değildir. Son olarak, ICS ile birden fazla sitokin tespiti akış sitometrisi ile sitokinlerin belirlenmesi yanı sıra, herhangi bir panelde aynı anda kullanılabilir fluorochromes sayısında kısıtlamalar tarafından kullanılabilirliği ve antikorlar duyarlılığı ile sınırlıdır.
Biz hücreler (APC) ve doğal öldürücü hücreler (NK hücreleri) sunulması antijen HIV-spesifik CD4 T hücreleri tarafından sitokin salınımını düzenleyen ve daha sonra CD4 yardım içinde immünregulatuar yolların etkisini değerlendirmek için son derece hassas bir in vitro deneysel bir yaklaşım geliştirdi. Bu yöntem, aynı zamanda Çarpışma değerlendirmek için kullanılabilirPBMC'lerden CD4 T hücreleri tüketen veya sadece CD8 T hücreleri tarafından tanınan uygun peptitler ile uyarılmasıyla CD8 T hücre işlevi üzerindeki inhibitör moleküllerinin blokajının ct. , 2), daha geniş bir paneli araştırmak 1) üretilmiş sitokin düzeylerinin daha doğru bir ölçümü gerçekleştirmek: hücre içi sitokin boyama deneyleri aksine olarak, edebilmek amacıyla, HIV-özgü CD4 T-hücreleri tarafından sitokin salgılanması ile müdahale karar sitokinler veya efektör moleküller, ve 3) diğer hücre alt-gruplarla ilgili HIV-özgü CD4 T-hücreleri tarafından üretilen sitokin etkisini değerlendirmek. Biz, ilgi konusu bağışıklık yolu için bloke edici antikorların mevcudiyetinde bir HIV-1 Gag peptidi havuzlu CD8 tükenmiş PBMC uyarır. Inkübasyon, genellikle 48 saat içinde arzu edilen süre sonra, boncuk dizileri ile sitokin salgılanmasını ölçmek ve farklı hücre alt fenotipik analizi için ya da transkripsiyonel analizi için ya da hücre pelletleri toplamak için süpernatantlar toplamak. Of t dikkat,Onun 48 saat zaman noktası, biz T hücreleri 12 çoğalan önemli bir nüfus tespit yok. Bu esnek bir yaklaşım ve bu tasarımın bazı uyarlamaların farklı hipotezler gidermek için uygulanabilir. Örneğin, (örneğin, vb HIV spesifik CD4 T hücreleri veya PD-1 yüksek CD4 T hücreleri gibi). Tek hücre alt yüzer ve hücre topakları toplanması ve ardından 36 saat süre ile inkübasyondan önce, daha kuluçkalamadan 12 saat sonra sıralanabilir daha spesifik PBMC'lerin tanımlanmış alt popülasyonlar tarafından sitokin salgılanması üzerindeki abluka müdahalelerin etkisini araştırmak için.
Protocol
Representative Results
Discussion
Supernatant koleksiyonu bu deneysel tasarım bir zorunluluk parçasıdır. Luminex deneyi için süpernatantlar hasat zaman, tam bölünen miktarları yapılan ve donma-erime döngüleri nedeniyle protein bozulmasını önlemek için -80 ° C'de tutuldu. Dondurma ve eritme proteinler için ve dondurularak çözülür en aza indirerek sert işlemler olabilir, sinyal deneylerde maksimize edilir. Bu nedenle, bu kez aynı sayıda dondurularak çözülmüş edilmiş alikotlarından çalışırken, tekrarlanabilir ve daha…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz, anti-PD-L1 bloke antikorun sağlanması ve kullanılması için Gordon Freeman ederiz. Biz Massachusetts General Hospital ve bu projede onların değerli rolü için tüm katılımcıların de klinik ve laboratuar çalışanlarına teşekkür ederiz.
, Ulusal Kalp Akciğer ve Sağlık Ulusal Enstitüleri Kan Enstitüsü (RO1 HL-092.565, DEK); Bu çalışma Ulusal Alerji Enstitüsü ve Sağlık Ulusal Enstitüsü (DEK PO1 AI-080192) Enfeksiyon Hastalıkları tarafından desteklenmiştir. DEK Quebec Sağlığı Araştırma Fonu Araştırmacı Kariyer Ödülü (FRQS) tarafından desteklenmektedir. FP Araştırma ve Harvard Küresel Sağlık Enstitüsü (HGHI) üzerine Massachusetts General Hospital İcra Komitesi burs hibe ile desteklenmektedir.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Hanks Balanced Salt Solution without Ca2+ or Mg2+ | Sigma | H9394 | |
| RPMI 1640 | Sigma | R0883 | |
| Histopaque-1077 | Sigma | 10771 | |
| Human Serum AB | Gemini BioProducts | 100-512 | |
| Penicillin/Streptomycin | Mediatech | 30 001 CI | |
| L-glutamine | Mediatech | 25 005 CI | |
| HEPES buffer | Mediatech | 25060CI | |
| FcR blocking reagent, human | Miltenyi | 130-059-901 | |
| RosetteSep Human CD8+ Depletion Cocktail | Stem Cell | 15663 | |
| LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain Kit, for UV excitation | Invitrogen | L23105 | |
| Rneasy Mini Kit | Qiagen | 74104 | |
| Improm-II Reverse Transcription System | Promega | A3800 | |
| Brilliant II SYBR qPCR Low Rox Master Mix | Agilent | 600830 | |
| BD Cytofix/Cytoperm Fixation/Permeabilization Solution Kit | BD | 554714 | |
| Tween-20 | Fisher | BP337100 | |
| IFN-γ primer | Invitrogen | FOR: CGAGATGACTTCGAAAAGCTGA REV: TCTTCGACCTCGAAACAGCA | |
| GAPDH primer | Invitrogen | FOR: TCATCATCTCTGCCCCCTCT REV: AGTGATGGCATGGACTGTGG |
Riferimenti
- Zajac, A. J., et al. Viral immune evasion due to persistence of activated T cells without effector function. J. Exp. Med. 188, 2205-2213 (1998).
- Wherry, E. J., Blattman, J. N., Murali-Krishna, K., vander Most, R., Ahmed, R. Viral persistence alters CD8 T-cell immunodominance and tissue distribution and results in distinct stages of functional impairment. J. Virol. 77, 4911-4927 (2003).
- Kwon, D. S., Kaufmann, D. E. Protective and detrimental roles of IL-10 in HIV pathogenesis. Eur. Cytokine Netw. 21, 208-214 (2010).
- Porichis, F., Kaufmann, D. E. Role of PD-1 in HIV pathogenesis and as target for therapy. Curr. HIV/AIDS Rep. 9, 81-90 (2012).
- Wherry, E. J. T cell exhaustion. Nat. 12, 492-499 (2011).
- Trautmann, L., et al. Upregulation of PD-1 expression on HIV-specific CD8+ T cells leads to reversible immune dysfunction. Nat. Med. 12, 1198-1202 (2006).
- Day, C. L., et al. PD-1 expression on HIV-specific T cells is associated with T-cell exhaustion and disease progression. Nature. 443, 350-354 (2006).
- Brockman, M. A., et al. IL-10 is up-regulated in multiple cell types during viremic HIV infection and reversibly inhibits virus-specific T cells. Blood. 114, 346-356 (2009).
- Barber, D. L., et al. Restoring function in exhausted CD8 T cells during chronic viral infection. Nature. 439, 682-687 (2006).
- Zhang, J. Y., et al. PD-1 up-regulation is correlated with HIV-specific memory CD8+ T-cell exhaustion in typical progressors but not in long-term nonprogressors. Blood. 109, 4671-4678 (2007).
- Ndhlovu, Z. M., et al. High-dimensional immunomonitoring models of HIV-1-specific CD8 T-cell responses accurately identify subjects achieving spontaneous viral control. Blood. 121, 801-811 (2013).
- Porichis, F., et al. Responsiveness of HIV-specific CD4 T cells to PD-1 blockade. Blood. 118, 965-974 (2011).
- Kwon, D. S., et al. CD4+ CD25+ regulatory T cells impair HIV-1-specific CD4 T cell responses by upregulating interleukin-10 production in monocytes. 86, 6586-6594 (2012).
