Summary

T细胞实时成像实时信号复合物的形成

Published: June 23, 2013
doi:

Summary

我们描述一个活细胞成像的方法在T细胞活化过程中,提供了洞察蛋白质动力学。我们展示了结合使用的T细胞扩散法,激光共聚焦显微镜成像分析得到的定量结果,按照整个T细胞活化信号复合物的形成。

Abstract

防止传染病介导的免疫系统1,2。 T淋巴细胞的免疫系统的主协调,调节多个免疫细胞3,4的活化和反应。 T细胞活化是依赖于特定的抗原的识别由抗原呈递细胞(APC)显示。具体到每个T细胞克隆的T细胞抗原受体(TCR)和确定抗原特异性5。对抗原的T细胞受体的结合诱导的磷酸化的T细胞受体复合物的组成部分。为了促进T细胞活化,该信号必须转膜细胞质和细胞核,发起各种关键的反应,如招募到TCR信号蛋白APC网站(免疫突触),其分子活化,细胞骨架重排,细胞内钙离子浓度升高,并在6,7基因表达的变化。正确itiation和终止激活信号是至关重要的适当的T细胞应答。信号蛋白的活性依赖的形成和终止的蛋白质-蛋白质相互作用,翻译后的修改,如蛋白质磷酸化,形成的蛋白质复合物,蛋白泛素化和招聘的蛋白质,各种蜂窝基站的8。了解T细胞活化过程的内部运作是至关重要的免疫学研究和临床应用。

已经开发了各种测定为了研究蛋白质 – 蛋白质相互作用,然而,生化分析,如广泛使用的免疫共沉淀法,不使蛋白的定位待观察,从而排除了宝贵的见解的观察到的动态蜂窝机制。此外,这些批量的检测通常结合蛋白吨的不同阶段,从许多不同的细胞,可能会对他研究细胞过程。这可以有一个不利的影响时间分辨率。活细胞实时成像的使用允许空间跟踪的蛋白质和信号事件之间的时间分辨能力,从而脱落的过程9,10的动态光。我们提出一个方法的实时成像的T细胞活化过程中的信号复合物的形成。的主要的T细胞或T细胞系,如Jurkat细胞,被转染的质粒编码的单体荧光蛋白融合蛋白质的利益,防止非生理齐聚11。现场T细胞下跌超过盖玻片预先涂有T细胞活化抗体8,9,结合复杂的CD3/TCR的同时克服了需要为特定的活化抗原,诱导T细胞活化。活化细胞都在不断使用共焦显微镜成像。成像数据进行分析,以得到定量的结果,如山坳的信号蛋白的ocalization系数。

Protocol

1。 T细胞转染准备激活Amaxa Nucleofector溶液混合套件的“补充说明”解决Nucleofector解决方案。激活的解决方案可以被存储在4℃下为不超过三个月。 成长Jurkat T细胞,在培养基中[10%胎儿小牛血清(FCS),1%青霉素 – 链霉素溶液,2mM L-谷氨酰胺的RPMI。理想情况下,应该使用细胞解冻后1-2周。使用对数生长期的细胞培养,转染效率高和细胞生存的关键。或者,稍作修改,该协议可以使?…

Representative Results

我们提出现场T细胞成像和分析的一个例子。成像实验之前,SLP76缺陷的T细胞(J14)确定的荧光蛋白的表达( 图1)与使用的FACS分析。标签信令的蛋白质MCFP-NCK和SLP76 mYFP的的转染T细胞激活幻灯片和沉积在成像过程中T细胞的扩散( 图2)。收集到的图像显示在整个激活和扩散( 图3)的蛋白质的定位的动态。电脑图像处理提供了新的见解和定量信息的可视化细胞…

Discussion

多种细胞过程的调节和功能依赖于蛋白质 – 蛋白质相互作用的形成和终止。荧光标记的蛋白质在活细胞显微成像可以实时跟踪。标签的蛋白的共定位,能否提供一个直接或间接的蛋白质之间的相互作用,可以用来加强通过生物化学的方法,如免疫沉淀获得的研究结果。与生化方法不同的是,活细胞成像可以观察这些蛋白间的相互作用空间,随着时间的推移,促进发生的生理过程的监测和检测的蛋?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作者感谢索菲亚炸的技术援助。 MBS感谢以下机构为他们的研究支持:以色列科学基金会补助no.1659/08,971/08,1503/08和491/10,没有补助的健康与科学部。 3-4114和3-6540,透过地产已故的亚历山大Smidoda的,以色列癌症协会和Taubenblatt家庭基金会为生物医药的卓越补助。

Materials

Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Amaxa human T Cell nucleofector kit Lonza VCA-1002  
Anti CD3 (UCHT1 clone) BioLegend 300432  
Falcon FACS Tubes Becton Dickinson 352058  
FCS HyClone SV30160.03  
G418 Calbiochem 345810  
German coverglass system 4 chamber slides Lab-Tek II 155382  
HCl Bio Lab 8410501  
Hepes Biological Industries 03-025-1B  
Hygromycin Enzo ALX-380-306  
L-glutamine Sigma G7513  
PBS (10X) Sigma D1408  
Penicillin-Streptomycin Sigma P0781  
Poly-L-lysine 0.1% (w/v) in H2O Sigma P8920  
RPMI Sigma R8758  
Sodium azide Sigma S2002  
Equipment      
Accublock digital dry bath Labnet D1105A  
Centrifuge Eppendorf Centrifuge 5810 R  
Confocal microscope Zeiss LSM 510 Meta  
Heatable mounting frame – Heating Insert P S PeCon 130-800-031  
TempModule S (required for the heatable mounting frame) Zeiss 411860-9010-000  
Electroporation device Amaxa Nucleofector I  
Fluorescence activated cell sorter Becton Dickinson FACSVantage SE  
Image analysis software Bitplane 7.0.0  

References

  1. Viret, C., Janeway, C. A. MHC and T cell development. Rev. Immunogenet. 1, 91-104 (1999).
  2. Risso, A. Leukocyte antimicrobial peptides: multifunctional effector molecules of innate immunity. J. Leukoc. Biol. 68, 785-792 (2000).
  3. Doherty, P. C. Cytotoxic T cell effector and memory function in viral immunity. Curr. Top Microbiol. Immunol. 206, 1-14 (1996).
  4. Jager, D., Jager, E., Knuth, A. Immune responses to tumour antigens: implications for antigen specific immunotherapy of cancer. J. Clin. Pathol. 54, 669-674 (2001).
  5. Davis, M. M., Bjorkman, P. J. T-cell antigen receptor genes and T-cell recognition. Nature. 334, 395-402 (1988).
  6. Burkhardt, J. K., Carrizosa, E., Shaffer, M. H. The actin cytoskeleton in T cell activation. Annu. Rev. Immunol. 26, 233-259 (2008).
  7. Reicher, B., Barda-Saad, M. Multiple pathways leading from the T-cell antigen receptor to the actin cytoskeleton network. FEBS Lett. 584, 4858-4864 (2010).
  8. Barda-Saad, M., et al. Dynamic molecular interactions linking the T cell antigen receptor to the actin cytoskeleton. Nat. Immunol. 6, 80-89 (2005).
  9. Bunnell, S. C., Kapoor, V., Trible, R. P., Zhang, W., Samelson, L. E. Dynamic actin polymerization drives T cell receptor-induced spreading: a role for the signal transduction adaptor LAT. Immunity. 14, 315-329 (2001).
  10. Balagopalan, L., Sherman, E., Barr, V. A., Samelson, L. E. Imaging techniques for assaying lymphocyte activation in action. Nat. Rev. Immunol. 11, 21-33 (2011).
  11. Zacharias, D. A., Violin, J. D., Newton, A. C., Tsien, R. Y. Partitioning of lipid-modified monomeric GFPs into membrane microdomains of live cells. Science. 296, 913-916 (2002).
  12. Adler, J., Parmryd, I. Quantifying colocalization by correlation: the Pearson correlation coefficient is superior to the Mander’s overlap coefficient. Cytometry A. 77, 733-742 (2010).
  13. Costes, S. V., et al. Automatic and quantitative measurement of protein-protein colocalization in live cells. Biophys. J. 86, 3993-4003 (2004).
  14. Fang, N., Motto, D. G., Ross, S. E., Koretzky, G. A. Tyrosines 113, 128, and 145 of SLP-76 are required for optimal augmentation of NFAT promoter activity. J. Immunol. 157, 3769-3773 (1996).
  15. Wunderlich, L., Faragó, A., Downward, J., Buday, L. Association of Nck with tyrosine-phosphorylated SLP-76 in activated T lymphocytes. Eur. J. Immunol. 29, 1068-1075 (1999).
  16. Pauker, M. H., Reicher, B., Fried, S., Perl, O., Barda-Saad, M. Functional cooperation between the proteins Nck and ADAP is fundamental for actin reorganization. Mol. Cell Biol. 31, 2653-2666 (2011).
  17. Barda-Saad, M., et al. Cooperative interactions at the SLP-76 complex are critical for actin polymerization. EMBO J. 29, 2315-2328 (2010).
  18. Pauker, M. H., Hassan, N., Noy, E., Reicher, B., Barda-Saad, M. . Studying the Dynamics of SLP-76, Nck, and Vav1 Multimolecular Complex Formation in Live Human Cells with Triple-Color. 5, rs3 (2012).
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Cite This Article
Noy, E., Pauker, M. H., Barda-Saad, M. Real-time Live Imaging of T-cell Signaling Complex Formation. J. Vis. Exp. (76), e50076, doi:10.3791/50076 (2013).

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