Summary

आईएल -22 व्यक्त लिम्फोसाइटों रिपोर्टर चूहों का उपयोग कर के दृश्य

Published: January 25, 2017
doi:

Summary

We describe here a transgenic reporter mouse model to visualize the IL-22-producing cells inside different mouse tissues. This method can be used to track the location of other cytokines or secretary proteins in the mouse.

Abstract

संवाददाता चूहों व्यापक रूप से लक्षित जीनों की अभिव्यक्ति के स्थानीयकरण निरीक्षण करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। इस प्रोटोकॉल एक रणनीति के एक नए ट्रांसजेनिक संवाददाता माउस मॉडल स्थापित करने पर केंद्रित है। हम क्योंकि इस साइटोकाइन आंत, जहां यह सूजन से क्षतिग्रस्त ऊतकों की मरम्मत के लिए योगदान करने में महत्वपूर्ण activities नहीं है इंटरल्यूकिन (IL) में 22 जीन अभिव्यक्ति कल्पना करने के लिए चुना है। रिपोर्टर सिस्टम विवो में उत्पादों की पहचान के अन्य तरीकों पर काफी लाभ प्रदान करते हैं। आईएल 22 के मामले में, अन्य अध्ययनों से पहले ऊतकों से कोशिकाओं को अलग किया था और उसके बाद इन विट्रो में कोशिकाओं को फिर से प्रेरित है। आईएल -22, जो सामान्य रूप से स्रावित होता है, कोशिकाओं के अंदर फंस गया था एक दवा का उपयोग, और intracellular धुंधला यह कल्पना करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। इस विधि आईएल -22 के उत्पादन में सक्षम कोशिकाओं को दिखाता है, लेकिन यह तय नहीं है कि वे इन विवो में ऐसा कर रहे थे। संवाददाता डिजाइन इस तरह के एक वा में आईएल -22 जीन में एक फ्लोरोसेंट प्रोटीन (tdTomato) के लिए एक जीन डालने शामिलY कि फ्लोरोसेंट प्रोटीन और स्रावित नहीं किया जा सकता इसलिए विवो में उत्पादक कोशिकाओं के अंदर फंस रहता है। फ्लोरोसेंट उत्पादकों तो ऊतक वर्गों में या प्रवाह cytometry के माध्यम से पूर्व vivo विश्लेषण द्वारा देखे जा सकते हैं। पत्रकार के लिए वास्तविक निर्माण प्रक्रिया एक जीवाणु कृत्रिम गुणसूत्र कि आईएल -22 जीन निहित recombineering शामिल थे। इस इंजीनियर गुणसूत्र तो माउस के जीनोम में पेश किया गया था। होमियोस्टैटिक आईएल -22 संवाददाता अभिव्यक्ति तिल्ली, थाइमस, लिम्फ नोड्स, Peyer पैच, और आंत, विश्लेषण प्रवाह cytometry द्वारा सहित विभिन्न माउस ऊतकों में मनाया गया। कोलाइटिस टी-सेल (CD4 + CD45RBhigh) हस्तांतरण द्वारा प्रेरित किया गया था, और संवाददाता अभिव्यक्ति कल्पना की गई थी। सकारात्मक टी कोशिकाओं mesenteric लिम्फ नोड्स में पहली उपस्थित थे, और फिर वे बाहर का छोटी आंत और पेट के ऊतकों के पटल Propria अंदर जमा हुए। बेक्स का उपयोग कर रणनीति आईएल 22 अभिव्यक्ति की तुलना में दे दी अच्छा निष्ठा संवाददाता अभिव्यक्तिसायन, और यह दस्तक में प्रक्रियाओं की तुलना में आसान है।

Introduction

रिपोर्टर जीन की सेल प्रकार विशिष्ट अभिव्यक्ति सक्रिय रूप से होमियोस्टैटिक और परेशान राज्यों तहत ऊतकों में लक्ष्य व्यक्त कोशिकाओं की पहचान के लिए उपयोगी है। यह भी इन कोशिकाओं है, जो व्यवहार्य बने हुए हैं, उनके अन्य गुणों का अध्ययन करने की शुद्धि के लिए अनुमति देता है। संवाददाता चूहों विशिष्ट साइटोकिन्स, प्रतिलेखन कारक है, और नियामक तत्वों के लिए कार्रवाई के तंत्र का वर्णन में उपयोग किया गया है। पिछला रणनीतियों 1, 2, 3 बड़े पैमाने पर माउस गुणसूत्र, एक समय लेने वाली और महंगी प्रक्रिया में लक्ष्य लोकस में रिपोर्टर दस्तक पर भरोसा किया है। इस प्रकार, संवाददाता चूहों की पीढ़ी के लिए एक सरल विधि वांछनीय है।

साइटोकिन्स छोटे, स्रावित प्रोटीन / पेप्टाइड्स कि कहनेवाला संकेत के माध्यम से प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को विनियमित के एक व्यापक वर्ग के हैं। इंटरल्यूकिन 22 (आईएल 22) कई के साथ एक साइटोकाइन गतिविधियों की सूचना दी, बाधा फू सहितnction, ऊतकों की मरम्मत, और सूजन 4। आईएल -22 शुरू में एक टी सेल उत्पाद के रूप में 5 की खोज की थी हालांकि, बाद में रिपोर्टों इंसानों और चूहों 6 7 में और जन्मजात लिम्फोसाइट 8 के अन्य वर्गों में प्राकृतिक हत्यारा कोशिकाओं (एन.के.) में अपनी अभिव्यक्ति का प्रदर्शन किया। एंटीबॉडी के साथ दाग को आईएल -22 उत्पादक कोशिकाओं के व्यापक अवलोकन, आईएल -22 पहले से अपेक्षित पूर्व vivo उत्तेजना और permeabilization के दृश्य के बावजूद। इसलिए, उपन्यास आईएल -22 संवाददाता चूहों होमियोस्टैटिक और रोगजनक प्रक्रियाओं में आईएल 22 के समारोह में जांच करने के लिए एक बहुत ही उपयोगी उपकरण होगा।

यहाँ, हम vivo में इन विट्रो में आईएल -22 उत्पादक कोशिकाओं का निरीक्षण करने के लिए एक सरल ट्रांसजेनिक संवाददाता माउस मॉडल विकसित किया है। एक बीएसी recombineering विधि 9 का उपयोग कर, हम tdTomato सीडीएनए अनुक्रम पाली के साथ एक संकेत टुकड़े आईएल -22 नियंत्रण रेखा में डालाअमेरिका और एक्सॉन 1. की जगह अन्य ग़ैर-अनुवादित क्षेत्रों, एक्सॉनों, और विनियामक तत्वों, परेशान नहीं कर रहे थे जब से हम जितना संभव हो आईएल 22 के प्राकृतिक विनियमन की नकल करना चाहते हैं। संवाददाता प्रविष्टि की साइट के संकेत अनुक्रम बाधित, उत्पादक कोशिकाओं के अंदर रिपोर्टर के संचय में जिसके परिणामस्वरूप, आईएल 22 ही है, जो तेजी से स्रावित होता है के विपरीत है। इस नई विधि को भी अन्य स्रावित प्रोटीन के लिए संवाददाता चूहों की पीढ़ी के लिए लागू किया जा सकता है।

Protocol

सभी जानवरों की देखभाल और कैंसर अनुसंधान के लिए फ्रेडरिक राष्ट्रीय प्रयोगशाला प्रयोगशाला पशु समिति के उपयोग के लिए 2011 गाइड में उल्लिखित प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं के अनुसार उचित देखभाल प्राप्त किया। …

Representative Results

एक murine आईएल -22 संवाददाता transgene आईएल 22 ठिकाना ले जाने के एक जीवाणु कृत्रिम गुणसूत्र को संशोधित करने के लिए recombineering का उपयोग कर बनाया गया था। चित्रा 1 sacBII जीन, एक सकारात्मक चयन मार्कर, और chloramphen…

Discussion

आईएल 22 जन्मजात मेजबान रक्षा और ऊतक remodeling में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। आईएल -22 उत्पादक कोशिकाओं पूर्व vivo intracellular धुंधला द्वारा पहचान की गई है। हालांकि, यह अभी भी बगल में आईएल -22 अभिव्यक्ति ट्रैक करने ?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank Kelli Czarra and Megan Karwan for animal technical assistance, Kathleen Noer and Roberta Matthai for flow cytometry assistance, and Donna Butcher andMiriam R. Anver for pathology analysis. This project was supported by a grant from the Ely and Edythe Broad Foundation (to Scott Durum) and has been funded in whole or in part with federal funds from the National Cancer Institute, National Institutes of Health, under Contract No. HHSN261200800001E (MRA).

Materials

RP23-401E11 BAC Thermo Fisher Scientific RPCI23.C Need gene ID: 50929
NucleoBond BAC 100 Takara Clontech 740579
PCR SuperMix High Fidelity Thermo Fisher Scientific 10790020
PI-SceI New England Biolabs R0696S
SpeI New England Biolabs R0133S
LB Broth Thermo Fisher Scientific 10855-001 1L: 10 g SELECT Peptone 140, 5 g SELECT Yeast Extract, 5 g sodium chloride 
Anti-mouse CD3 eBioscience 11-0031
Anti-mouse CD4 eBioscience 17-0041
Anti-mouse CD45 Thermo Fisher Scientific MCD4530
Anti-mouse CD45RB eBioscience 11-0455
Anti-mouse RFP Abcam Ab62341
HBSS, no calcium, no magnesium, no phenol red Thermo Fisher Scientific 14175145 KCl, KH2PO4, Na2HPO4, NaHCO3, NaCl, D-Glucose
Dnase I Roche 10104159001
ACK lysing buffer Thermo Fisher Scientific A1049201
Percoll GE healthcare life sciences 17-0891-01
Collagenase D Roche 11088858001
Dispase II (neutral protease, grade II) Roche 4942078001
IX70 inverted fluorescence microscope Olympus Ask for quote
Nikon Eclipse 80i microscope Nikon Ask for quote
Dynal shaker Electron Microscopy Science 61050-10
FACSAria BD Bioscience Ask for quote
LSRII SORP/flow cytometry Becton, Dickinson and Company  Ask for quote

Referências

  1. Awasthi, A., et al. Cutting edge: IL-23 receptor gfp reporter mice reveal distinct populations of IL-17-producing cells. J Immunol. 182, 5904-5908 (2009).
  2. Price, A. E., Reinhardt, R. L., Liang, H. E., Locksley, R. M. Marking and quantifying IL-17A-producing cells in vivo. PLoS One. 7, e39750 (2012).
  3. Kamanaka, M., et al. Expression of interleukin-10 in intestinal lymphocytes detected by an interleukin-10 reporter knockin tiger mouse. Immunity. 25, 941-952 (2006).
  4. Sonnenberg, G. F., Fouser, L. A., Artis, D. Border patrol: regulation of immunity, inflammation and tissue homeostasis at barrier surfaces by IL-22. Nat Immunol. 12, 383-390 (2011).
  5. Dumoutier, L., Louahed, J., Renauld, J. C. Cloning and characterization of IL-10-related T cell-derived inducible factor (IL-TIF), a novel cytokine structurally related to IL-10 and inducible by IL-9. J Immunol. 164, 1814-1819 (2000).
  6. Cella, M., et al. A human natural killer cell subset provides an innate source of IL-22 for mucosal immunity. Nature. 457, 722-725 (2009).
  7. Sanos, S. L., et al. RORgammat and commensal microflora are required for the differentiation of mucosal interleukin 22-producing NKp46+ cells. Nat Immunol. 10, 83-91 (2009).
  8. Spits, H., et al. Innate lymphoid cells–a proposal for uniform nomenclature. Nat Rev Immunol. 13, 145-149 (2013).
  9. Mazzucchelli, R. I., et al. Visualization and identification of IL-7 producing cells in reporter mice. PLoS One. 4, e7637 (2009).
  10. Shen, W., Hixon, J. A., McLean, M. H., Li, W. Q., Durum, S. K. IL-22-Expressing Murine Lymphocytes Display Plasticity and Pathogenicity in Reporter Mice. Front Immunol. 6, 662 (2015).
  11. Gong, S., Yang, X. W., Li, C., Heintz, N. Highly efficient modification of bacterial artificial chromosomes (BACs) using novel shuttle vectors containing the R6Kgamma origin of replication. Genome Res. 12, 1992-1998 (2002).
  12. Shen, W., Huang, Y., Tang, Y., Liu, D. P., Liang, C. C. A general method to modify BACs to generate large recombinant DNA fragments. Mol Biotechnol. 31, 181-186 (2005).
  13. Cho, A., Haruyama, N., Kulkarni, A. B. Generation of transgenic mice. Curr Protoc Cell Biol. Chapter. Chapter 19, Unit 19 11 (2009).
  14. Danneman, P. J., Stein, S., Walshaw, S. O. Humane and practical implications of using carbon dioxide mixed with oxygen for anesthesia or euthanasia of rats. Lab Anim Sci. 47, 376-385 (1997).
  15. Omata, Y., et al. Isolation of coccidian enteroepithelial stages of Toxoplasma gondii from the intestinal mucosa of cats by Percoll density-gradient centrifugation. Parasitol Res. 83, 574-577 (1997).
  16. Kumar, N., Borth, N. Flow-cytometry and cell sorting: an efficient approach to investigate productivity and cell physiology in mammalian cell factories. Methods. 56, 366-374 (2012).
  17. Fischer, A. H., Jacobson, K. A., Rose, J., Zeller, R. Cryosectioning tissues. CSH Protoc. 2008, pdb.prot4991 (2008).
  18. Hilbe, W., et al. Comparison of automated cellular imaging system and manual microscopy for immunohistochemically stained cryostat sections of lung cancer specimens applying p53, ki-67 and p120. Oncol Rep. 10, 15-20 (2003).
  19. Suzuki, Y., Furukawa, M., Abe, J., Kashiwagi, M., Hirose, S. Localization of porcine trappin-2 (SKALP/elafin) in trachea and large intestine by in situ hybridization and immunohistochemistry. Histochem Cell Biol. 114, 15-20 (2000).
  20. Wolk, K., et al. IL-22 increases the innate immunity of tissues. Immunity. 21, 241-254 (2004).
  21. Brand, S., et al. IL-22 is increased in active Crohn’s disease and promotes proinflammatory gene expression and intestinal epithelial cell migration. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 290, G827-G838 (2006).
  22. Nagalakshmi, M. L., Rascle, A., Zurawski, S., Menon, S., Waal Malefyt, d. e., R, Interleukin-22 activates STAT3 and induces IL-10 by colon epithelial cells. Int Immunopharmacol. 4, 679-691 (2004).
  23. Maloy, K. J., Powrie, F. Intestinal homeostasis and its breakdown in inflammatory bowel disease. Nature. 474, 298-306 (2011).
  24. Andoh, A., et al. Interleukin-22, a member of the IL-10 subfamily, induces inflammatory responses in colonic subepithelial myofibroblasts. Gastroenterology. 129, 969-984 (2005).
  25. Bhan, A. K., Mizoguchi, E., Smith, R. N., Mizoguchi, A. Colitis in transgenic and knockout animals as models of human inflammatory bowel disease. Immunol Rev. 169, 195-207 (1999).
  26. Mombaerts, P., et al. Spontaneous development of inflammatory bowel disease in T cell receptor mutant mice. Cell. 75, 274-282 (1993).
  27. Powrie, F. Immune regulation in the intestine: a balancing act between effector and regulatory T cell responses. Ann N Y Acad Sci. 1029, 132-141 (2004).
  28. Ahlfors, H., et al. IL-22 fate reporter reveals origin and control of IL-22 production in homeostasis and infection. J Immunol. 193, 4602-4613 (2014).
check_url/pt/54710?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Shen, W., Li, W., Hixon, J. A., Andrews, C., Durum, S. K. Visualization of IL-22-expressing Lymphocytes Using Reporter Mice. J. Vis. Exp. (119), e54710, doi:10.3791/54710 (2017).

View Video