Een muismodel In Vivo maatregel naïef CD4 T-cel activatie, proliferatie en differentiatie van de Th1 geïnduceerd door het beenmerg-afgeleide dendritische cellen
Summary
Hier presenteren we een protocol voor de in vivo bepaling van naïeve CD4 T cel (T-cel) activering, proliferatie en differentiatie van de Th1 geïnduceerd door GM-CSF beenmerg (BM)-afgeleide dendritische cellen (DC’s). Dit protocol beschrijft Daarnaast BM en T-cel isolatie, DC generatie en DC en T-cel adoptief overdracht.
Abstract
Kwantificering van naïeve CD4 T-cel activatie, proliferatie en differentiatie naar T-helper 1 (Th1) cellen is een handige manier om te beoordelen van de rol van T-cellen in een immuunrespons. Dit protocol beschrijft de in vitro differentiatie van het beenmerg (BM) progenitoren te verkrijgen granulocyt macrofaag kolonie-stimulerende factor (GM-CSF) afgeleid-dendritische cellen (DC’s). Het protocol beschrijft ook de adoptief overdracht van ovoalbumine peptide (OVAp)-geladen GM-CSF-afgeleide DCs en naïef CD4 T-cellen van th transgene muizen om te analyseren de in vivo activering, proliferatie en Th1 differentiatie van de overgedragen CD4 T-cellen. Dit protocol omzeilt de beperking van zuiver in vivo methoden opgelegd door het onvermogen om specifiek manipuleren of selecteer de bestudeerde celpopulatie. Bovendien kan dit protocol studies in een in vivo omgeving, dus het vermijden van veranderingen aan functionele factoren die zich in vitro voordoen kunnen en met inbegrip van de invloed van celtypes en andere factoren die alleen gevonden in intact organen. Het protocol is een nuttig instrument voor het genereren van wijzigingen in DCs en T cellen die wijzigen van adaptieve immuunresponsen, mogelijk het verstrekken van belangrijke resultaten om te begrijpen van de oorsprong of de ontwikkeling van talloze immuun geassocieerde ziekten.
Introduction
CD4 T-cellen en antigeen presentatie van cellen (APCs) zoals DCs zijn vereist bemiddelaars van immuniteit aan microbiële ziekteverwekkers1,2. In perifere lymfoïde organen, worden CD4 T-cellen geactiveerd bij opname van specifieke antigenen gepresenteerd door APCs3,4,5. Geactiveerde CD4 T-cellen vermenigvuldigen en onderscheid maken in verschillende specifieke effector Th-cellen die nodig voor de ontwikkeling van een juiste adaptieve immuunrespons6,7 zijn. Controle van deze processen is cruciaal voor het produceren van een adequate adaptieve verdediging die het pathogene agens oplevert doodt zonder schadelijke weefsel schade8produceren. Th-cellen zijn gedefinieerd volgens de uitdrukking of de productie van oppervlakte moleculen, transcriptiefactoren en effector cytokines en essentieel en precieze functies vervullen in antwoord op ziekteverwekkers1. Cellen van de Th1 cel subset express de transcriptiefactor T-inzet en de cytokine interferon-γ (IFNγ) en host verdediging tegen intracellulaire pathogenen1deelnemen. Kwantificering van naïeve CD4 T-cel activatie, proliferatie en differentiatie van de Th1 is een nuttig instrument voor de beoordeling van de rol van T cellen spelen in een immuunrespons.
Dit protocol maakt het mogelijk in vivo analyse van de capaciteit van in vitro –gegenereerd BM afkomstige DCs aan het moduleren van de activering, proliferatie en differentiatie van de Th1 van naïeve CD4 T-cellen. Het protocol dient ook te beoordelen van de capaciteit van naïeve CD4 T-cellen worden geactiveerd, geïnduceerde te verspreiden, en Th1 gedifferentieerde (Figuur 1). Dit veelzijdige protocol omzeilt het onvermogen om te specifiek bewerken of selecteer de bestudeerde celpopulatie in zuiver in vivo protocollen. De effecten van verschillende moleculen en behandelingen op DCs kunnen bestudeerd worden met behulp van BM van genetisch gemodificeerde muizen5 of behandelen of geïsoleerde BM cellen9genetisch te manipuleren. T cel reacties kunnen ook worden onderzocht door het verkrijgen van T-cellen voor de overdracht van het adoptie van verschillende bronnen of na verschillende manipulaties3,–8,10.
De belangrijkste voordelen van dit protocol zijn tweeledig. T-cel activatie, proliferatie en differentiatie van de Th1 worden geanalyseerd met een stroom cytometry benadering; en dit wordt gecombineerd met in vivo studies, dus het afwenden van wijzigingen die in vitro kunnen optreden en met inbegrip van celtypes en andere factoren die alleen gevonden in intact organen11.
Het gebruik van vitale kleurstoffen is een veel gebruikte techniek voor het bijhouden van celproliferatie terwijl het vermijden van het gebruik van radioactiviteit. De meting van de proliferatie met deze reagentia is gebaseerd op de kleurstof verdunning na de celdeling. Bovendien, deze kleurstoffen op meerdere golflengten gedetecteerd kunnen worden en gemakkelijk worden geanalyseerd door stroom cytometry in combinatie met meerdere fluorescerende antilichamen of markeringen. Wij wijzen op het nut van dit protocol door aan te tonen hoe T-cel activatie, proliferatie en differentiatie van de Th1 door stroom cytometry kunnen worden geanalyseerd.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit protocol zorgt voor de karakterisering van de capaciteit van BM afkomstige DCs aan het moduleren van de activering, proliferatie en differentiatie van naïeve CD4 T-cellen. Bovendien, het kan ook worden gebruikt om te beoordelen van de gevoeligheid van CD4 T-cellen voor modulatie door BM afkomstige DCs. Met dit protocol, kunnen veranderingen in deze gebeurtenissen worden gemeten in vivo.
Afhankelijk van de hypothese onderzochte, kunnen verschillende combinaties van T-cellen en DCs…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij danken Dr. Simon Bartlett voor Engelse bewerken. Deze studie werd ondersteund door subsidies van het Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) (PI14/00526; PI17/01395; CP11/00145; CPII16/00022), de Miguel Servet programma- en Fundación Ramón Vicente Areces; met co-financiering van de Fondo Europeo de Desarrollo Regional (EFRO). De CNIC wordt ondersteund door het ministerie van economische zaken, industrie en concurrentievermogen (MEIC) en de Pro CNIC Foundation en kan een Severo Ochoa Center of Excellence (SEV-2015-0505). RTF is opgericht door Fundación Ramón Vicente Areces en CNIC, VZG door ISCIII, BHF door Instituto de Investigación Sanitaria ziekenhuis 12 de Octubre (imas12) en JMG-G door de ISCIII Miguel Servet programma en imas12.
Materials
| Ethanol | VWR Chemicals | 20,824,365 | 5 L |
| Scissors | Fine Science Tools (F.S.T.) | 14001-12 | |
| Forceps | Fine Science Tools (F.S.T.) | 11000-13 | |
| Fine Forceps | Fine Science Tools (F.S.T.) | 11253-20 | |
| Scalpel | Fine Science Tools (F.S.T.) | 10020-00 | Box of 100 blades |
| Fetal Bovine Serum | SIGMA | F7524 | |
| Penicillin/streptomycin | LONZA | DE17-602E | |
| Roswell Park Memorial Institute medium (RPMI) | GIBCO | 21875-034 | |
| Sterile Petri dishes | Falcon | 353003 | |
| 25-gauge needle | BD Microlance 3 | 300600 | |
| 1 ml syringe | Novico | N15663 | |
| 15 ml conical tubes | Falcon | 352096 | |
| 50 ml conical tubes | Falcon | 352098 | |
| 70 μm nylon web filter | BD Falcon | 352350 | |
| Red blood lysis buffer | SIGMA | R7757 | 100 Ml |
| EDTA | SIGMA | ED2SS-250 | |
| Bovine Serum Albumin | SIGMA | A7906 | 100 g |
| Trypan blue | SIGMA | 302643-25G | |
| Culture-plates | Falcon | 353003 | |
| 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) | Cambrex | BE17-737E | |
| Beta-mercaptoethanol | Merck | 8-05740-0250 | |
| Sodium pyruvate | LONZA | BE13-115E | |
| L-glutamine | LONZA | BE17-605E | |
| Recombinant murine Granulocyte Macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) | Prepotech | 315-03 | |
| lipopolysaccharide (LPS) | SIGMA-ALDRICH | L2018 | |
| 96-well-plate | Costar | 3799 | |
| v450 anti-mouse CD11b antibody | BD Biosciences | 560455 | |
| PE anti-mouse CD64 antibody | BioLegend | 139303 | |
| PE anti-mouse CD115 antibody | BioLegend | 135505 | |
| FITC anti-mouse CD11c antibody | BioLegend | 117305 | |
| FITC anti-mouse MHCII antibody | BioLegend | 125507 | |
| APC anti-mouse CD86 antibody | BioLegend | 105011 | |
| APC anti-mouse CD80 antibody | BioLegend | 104713 | |
| Flow Cytometry tubes | Zelian | 300800-1 | PS 12X75 5mL |
| OTII Ovoalbumine peptide | InvivoGen | 323-339 | |
| anti-mouse biotinylated CD8α antibody | Tonbo Biosciences | 30-0081-U500 | |
| anti-mouse biotinylated IgM antibody | BioLegend | 406503 | |
| anti-mouse biotinylated B220 antibody | Tonbo Biosciences | 30-0452-U500 | |
| anti-mouse biotinylated CD19 antibody | Tonbo Biosciences | 30-0193-U500 | |
| anti-mouse biotinylated MHCII (I-Ab) antibody | BioLegend | 115302 | |
| anti-mouse biotinylated CD11b antibody | Tonbo Biosciences | 30-0112-U500 | |
| anti-mouse biotinylated CD11c antibody | BioLegend | 117303 | |
| anti-mouse biotinylated CD44 antibody | BioLegend | 103003 | |
| anti-mouse biotinylated CD25 antibody | Tonbo Biosciences | 30-0251-U100 | |
| anti-mouse biotinylated DX5 antibody | BioLegend | 108903 | |
| streptavidin-coated magnetic microbeads | MACS Miltenyi Biotec | 130-048-101 | |
| Magnetic cell separator | MACS Miltenyi Biotec | 130-090-976 | QuadroMACS Separator |
| Separation columns | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| PE anti-mouse CD4 antibody | BioLegend | 100408 | |
| APC anti-mouse CD3 antibody | BioLegend | 100235 | |
| FITC anti-mouse CD8 antibody | Tonbo Biosciences | 35-0081-U025 | |
| Cell Violet Tracer | Thermofisher | C34557 | |
| APC anti-mouse CD25 antibody | Tonbo Biosciences | 20-0251-U100 | |
| Alexa647 anti-mouse CD69 antibody | BioLegend | 104518 | |
| PerCPCY5.5 anti-mouse CD45.1 antibody | Tonbo Biosciences | 65-0453 | |
| APC anti-mouse CD45.1 antibody | Tonbo Biosciences | 20-0453 | |
| PECY7 anti-mouse CD45.1 antibody | Tonbo Biosciences | 60-0453 | |
| FITC anti-mouse CD45.2 antibody | Tonbo Biosciences | 35-0454 | |
| Ionomycin | SIGMA-ALDRICH | I0634 | |
| Phorbol 12 Myristate 13 Acetate (PMA) | SIGMA | P8139 | |
| Brefeldin A (BD GolgiPlug) | BD | 555029 | |
| Paraformaldehyde | Millipore | 8-18715-02100 | |
| Intracellular permeabilization buffer | eBioscience | 00-8333 | |
| APC anti-mouse IFNg antibody | Tonbo Biosciences | 20-7311-U100 | |
| Fc-block (anti-mouse CD16/CD32) | Tonbo Biosciences | 70-0161-U100 | |
| B6.SJL CD45.1 mice | The Jackson Laboratory | 002014 | |
| BD LSRFortessa™ Cell Analyzer | BD Biosciences | 649225 | |
| DAPI Solution | Thermofisher | 62248 |
Referências
- Zhu, J., Yamane, H., Paul, W. E. Differentiation of effector CD4 T cell populations (*). Annual Review of Immunology. 28, 445-489 (2010).
- Bustos-Moran, E., Blas-Rus, N., Martin-Cofreces, N. B., Sanchez-Madrid, F. Orchestrating Lymphocyte Polarity in Cognate Immune Cell-Cell Interactions. International Review of Cell and Molecular Biology. 327, 195-261 (2016).
- Gonzalez-Granado, J. M., et al. Nuclear envelope lamin-A couples actin dynamics with immunological synapse architecture and T cell activation. Science Signaling. 7 (322), ra37 (2014).
- Rocha-Perugini, V., Gonzalez-Granado, J. M. Nuclear envelope lamin-A as a coordinator of T cell activation. Nucleus. 5 (5), 396-401 (2014).
- Rocha-Perugini, V., et al. CD9 Regulates Major Histocompatibility Complex Class II Trafficking in Monocyte-Derived Dendritic Cells. Molecular and Cellular Biology. 37 (15), (2017).
- Kaech, S. M., Wherry, E. J., Ahmed, R. Effector and memory T-cell differentiation: implications for vaccine development. Nature Reviews Immunology. 2 (4), 251-262 (2002).
- Iborra, S., Gonzalez-Granado, J. M. In Vitro Differentiation of Naive CD4(+) T Cells: A Tool for Understanding the Development of Atherosclerosis. Methods in Molecular Biology. 1339, 177-189 (2015).
- Toribio-Fernandez, R., et al. Lamin A/C augments Th1 differentiation and response against vaccinia virus and Leishmania major. Cell Death & Disease. 9 (1), 9 (2018).
- Lee, T., Shevchenko, I., Sprouse, M. L., Bettini, M., Bettini, M. L. Retroviral Transduction of Bone Marrow Progenitor Cells to Generate T-cell Receptor Retrogenic Mice. Journal of Visualized Experiments. (113), (2016).
- Cruz-Adalia, A., et al. Conventional CD4(+) T cells present bacterial antigens to induce cytotoxic and memory CD8(+) T cell responses. Nature Communications. 8 (1), 1591 (2017).
- Quah, B. J., Wijesundara, D. K., Ranasinghe, C., Parish, C. R. The use of fluorescent target arrays for assessment of T cell responses in vivo. Journal of Visualized Experiments. (88), e51627 (2014).
- Cruz-Adalia, A., Ramirez-Santiago, G., Torres-Torresano, M., Garcia-Ferreras, R., Veiga Chacon, E. T Cells Capture Bacteria by Transinfection from Dendritic Cells. Journal of Visualized Experiments. (107), e52976 (2016).
- Cossarizza, A., et al. Guidelines for the use of flow cytometry and cell sorting in immunological studies. European Journal of Immunology. 47 (10), 1584-1797 (2017).
- Quah, B. J., Parish, C. R. New and improved methods for measuring lymphocyte proliferation in vitro and in vivo using CFSE-like fluorescent dyes. Journal of Immunological Methods. 379 (1-2), 1-14 (2012).
- Yardeni, T., Eckhaus, M., Morris, H. D., Huizing, M., Hoogstraten-Miller, S. Retro-orbital injections in mice. Lab Animals (NY). 40 (5), 155-160 (2011).
- Warth, S. C., Heissmeyer, V. Adenoviral transduction of naive CD4 T cells to study Treg differentiation. Journal of Visualized Experiments. (78), (2013).
- Liou, H. L., Myers, J. T., Barkauskas, D. S., Huang, A. Y. Intravital imaging of the mouse popliteal lymph node. Journal of Visualized Experiments. (60), (2012).
