Aislamiento y Trasplante de diferentes Aged murinos tímicos injertos.
Summary
This report provides a detailed description of transplanting murine thymi from different aged donor mice under the kidney capsule of immunodeficient mouse recipients. The goal of this approach is to model T cell development and thymic selection events in vivo.
Abstract
Los mecanismos que regulan la eficacia de la selección tímica permanecen mal definidos. El método presentado aquí permite en los análisis in vivo de el desarrollo y selección de las células T específicas para antígenos propios y extraños. El enfoque implica la implantación de injertos tímicos derivados de diversos ratones de edad en receptores SCID inmunodeficientes. Durante un período relativamente corto de tiempo los destinatarios están completamente reconstituidos con células T derivadas de injerto de timo implantado. Sólo timocitos siembra el timo en el momento de aislamiento se someten a selección y se desarrollan en células T maduras. Como tal, los cambios en la naturaleza y la especificidad de las células T injertadas como una función de los acontecimientos del timo dependientes de la edad pueden ser evaluados. Aunque se requiere experiencia técnica para el trasplante de timo éxito, este método proporciona una estrategia única para estudiar in vivo una amplia gama de patologías que se deben a o un resultado de la función y / o homeostas tímico aberrantees.
Introduction
El timo es un órgano en el que los eventos críticos en el desarrollo de células T producen 1. Timocitos Residentes, sobre reordenación del receptor de células T (TCR) α y β genes, se someten a una serie de interacciones con lymphostromal y células presentadoras de antígeno (APC) en las regiones corticales y medulares del timo 2. Selección positiva tímico está mediada por células epiteliales corticales del timo (TEC) para producir los timocitos que reconocen péptidos antigénicos en el contexto de anfitrión complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I y II moléculas 2-3. La posterior selección negativa tímica implica la purga de los timocitos autorreactivos, impulsado por una interacción con TEC medular o células dendríticas (DC) que presentan péptidos derivados de auto-proteínas unidas por MHC de clase I y II moléculas 3. El resultado final de estos procesos es el establecimiento de un grupo de células maduras T CD4 + y CD8 + capaces de responder a un amplio espectrode antígenos extraños mientras que exhiben una reactividad mínima a proteínas propias 4.
La eficiencia de eventos de selección tímica está influenciada por una serie de factores, incluyendo la maduración tímica, la frecuencia de TEC medular y cortical, composición subconjunto de tímico DC, y la fuente de los precursores tímicos 3. En particular, la selección tímica aberrante puede resultar en autoinmunes 5 o inmunodeficientes patologías, que surgen de deterioro de la selección negativa o positiva, respectivamente. Los eventos moleculares que regulan la selección tímica, sin embargo, son poco conocidos. In vitro enfoques tales como cultivos de órganos timo reaggregate (RTOC) 6, han demostrado ser útiles para el análisis de los acontecimientos básicos asociados con la selección del timo, pero no para recapitular completamente la dinámica del curso en los eventos in vivo. Como resultado, este enfoque basado en el trasplante de timo se estableció a mejores eventos de selección de timocitos estudio in vivo 7 </sarriba>.
Este protocolo describe el trasplante de timos de ratones donantes recién nacidos y adultos en ratones receptores SCID inmunodeficientes. Esta técnica permite el estudio de los mecanismos que regulan la selección tímica positivo y negativo, así como la producción tímica de diversos subconjuntos de células T durante la ontogenia. Más recientemente, este enfoque ha sido utilizado para demostrar que la eficiencia de la selección tímica se limita temprano después del nacimiento en ratones conduce a un mayor desarrollo de las células T autorreactivas, y un reducido repertorio de células T específicas para antígenos extraños 7.
Protocol
Representative Results
Discussion
Events regulating thymic selection are poorly understood. Recent studies have demonstrated ontogenic changes in the efficiency of selection. Coupling this approach with different transgenic thymus donor and recipient mice will further facilitate studies to identify the events and parameters that regulate thymic selection. Notably, thymic transplantation is used for the treatment and management of T cell and thymic disorders seen for instance in athymic infants lacking functional T cells and in patients with DiGeorge synd…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by funding received from the National Institutes of Health (1R01AI083269).
Materials
| Ethanol | Decon Laboratories | 2705HC | |
| PBS | GIBCO | 14190-144 | pH 7.2 |
| Betadine Solution | Purdue Products | 67618-150-17 | |
| 18 gauge needle | BD | 305195 | |
| Sutures (1.0 metric) | Ethicon | J493G | 18" (45cm) |
| AUTOCLIP Wound Clips (9mm) | Clay Adams® Brand | 427631 | |
| Transfer pipette | Fisher Scientific | 13-711-20 | Sterile, disposable |
| Mouse anti-CD3 Ab | eBioscience | 11-0031-85 | Clone: 1452C11 |
| Mouse anti-CD4 Ab | eBioscience | 48-0042-82 | Clone: RM4-5 |
| Mouse anti-CD8 Ab | eBioscience | 25-0081-82 | Clone: 53-6.7 |
| Lancet | Medipoint | Goldenrod 4mm | |
| Pacific Orange Succinimidyl Ester, Triethylammonium Salt | Invitrogen | P30253 | |
| 96-well round botton polypropylene plates | Corning | 3365 | |
| 1.2mL polypropylene cluster tubes | Corning | 4401 | |
| 5mL polypropylene round-bottom tubes | BD | 352002 | |
| 40uM Nylon Cell Strainer | Falcon | 352340 | |
| 16% Paraformaldehyde Solution, EM Grade | Electron Microscopy Services | 15710 | Hazardous |
| Puralube Optical Ointment | Fisher Scientific | NC0138063 | |
| Lympholyte | Cedarlane | CL5030 | |
| 60 mm cell culture dish | Corning | 430196 | 60mm x 15mm, Sterile |
Riferimenti
- Kappler, J. W., Roehm, N., Marrack, P. T cell tolerance by clonal elimination in the thymus. Cell. 49 (2), 273-280 (1987).
- Takahama, Y. Journey through the thymus: stromal guides for T-cell development and selection. Nat. Rev. Immunol. 6, 127-135 (2006).
- Klein, L., Kyewski, B., Allen, P. M., Hogquist, K. A. Positive and negative selection of the T cell repertoire: what thymocytes see (and don’t see). Nat. Rev. Immunol. 14 (6), 377-391 (2014).
- Schwartz, R. H. Acquisition of immunologic self-tolerance. Cell. 57 (7), 1073-1081 (1989).
- Kishimoto, H., Sprent, J. A defect in central tolerance in NOD mice. Nat. Immunol. 2 (11), 1025-1031 (2001).
- Anderson, G., Jenkinson, E. J. Investigating central tolerance with reaggregate thymus organ cultures. Methods. Mol. Biol. 380, 185-196 (2007).
- He, Q., et al. Thymic development of autoreactive T cells in NOD mice is regulated in an age-dependent manner. J. Immunol. 191 (12), 5858-5866 (2013).
- Stewart, C. C., Stewart, S. J. Chapter 6. Immunophenotyping. Current Protocols in Cytometry. , (2001).
- Rice, H. E., et al. Thymic transplantation for complete DiGeorge syndrome: medical and surgical considerations. J. Pediatr. Surg. 39 (11), 1607-1615 (2004).
- Markert, M. L., et al. Transplantation of thymus tissue in complete DiGeorge Syndrome. N. Engl. J. Med. 341, 1180-1189 (1999).
- Market, M. L., Devlin, B. H., McCarthy, E. A. Thymus transplantation. Clin. Immunol. 135 (2), 236-246 (2010).
- Wells, A. D., Li, X., Strom, T. B., Turka, L. A. The role of peripheral T-cell depletion in transplantation tolerance. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 356 (1409), 617-623 (2001).
- Albuquerque, A. S., et al. Human FOXN1-Deficiency is associated with ab double-negative and FoxP3+ T-cell expansions that are distinctly modulated upon thymic transplantation. PLoS One. 7 (5), e37042 (2012).
- Chinn, I. K., Milner, J. D., Scheinberg, P., Douek, D. C., Markert, M. L. Thymus transplantation restores the repertoires of forkhead box protein 3 (FoxP3)+ and FoxP3- T cells in complete DiGeorge anomaly. Clin Exp Immunol. 173 (1), 140-149 (2013).
- Savino, W. The thymus is a common target organ in infectious diseases. PLoS Pathog. 2 (6), e62 (2006).
