בידוד ובידול של Th17 הנאיביים T מסוג CD4 לימפוציטים
Summary
עם פונקציות מפעיל להבדיל מתת תא T אחר, תאי Th17 היו מעורבים באופן מרכזי באוטואימוניות דלקתיות. במבחנה פרוטוקול בידול Th17 זו מספק אמצעי כדי לקבוע אם לימפוציטים מסוג CD4 + T נאיביים יכולים להתמיין לתאי Th17, ולבחון את תפקידם באוטואימוניות ותגובת מארח נוסף.
Abstract
תאי Th17 הם תת קבוצה ברורה של תאי T שנמצא לייצר אינטרלוקין 17 (IL-17), ונבדלים בפונקציה מתת התא האחר T כולל Th1, Th2, ותאי T רגולטוריים. Th17 תאים צמחו כאשם מרכזי בתגובות חיסוניים דלקתיות נלהבים מדי קשורות עם הרבה הפרעות אוטואימוניות. בשיטה זו אנו מטהרים לימפוציטים מסוג T מבלוטות הלימפה של הטחול ועכברי C57BL / 6, ולעורר תאי CD4 + T מטוהרים תחת שליטה וסביבות Th17 וישכנע. הסביבה וישכנע Th17 כוללת גירוי בנוכחות נוגדנים אנטי CD3 ואנטי CD28, IL-6, וTGF-β. לאחר דגירה לפחות 72 שעות ועד חמישה ימים על 37 מעלות צלזיוס, תאים מנותחים לאחר מכן ליכולת לייצר IL-17 באמצעות cytometry זרימה, qPCR, וELISAs. יכולים להיות מנוצלים על תאי CD4 + CD25-T Th17 המובחן כדי להבהיר את התפקיד שתאי Th17 לשחק בתחילת ההתקדמות של אוטואימוניות ודה מארח נוסףfense. יתר על כן, התמיינות Th17 של CD4 + CD25-לימפוציטים מדגמי נוקאאוט / מחלה עכבריות מובחנים יכולה לתרום להבנה של פלסטיות גורל תא שלנו.
Introduction
לימפוציטים מסוג CD4 + T (תאי T) לשחק תפקיד קריטי בהגנה בתיווך מערכת חיסון כנגד מיקרואורגניזמים מזהמים. לעומת זאת, תאי T גם קשר אינטימי עם תחילת ההתקדמות של מחלות אוטואימוניות כגון סוכרת מסוג 1, זאבת אדמנתית מערכתית, ודלקת מפרקים שגרונית. לימפוציטים מסוג CD4 + T להיות מופעלים באמצעות שילוב של קולטן תא T אינטראקציות (TCR) עם אנטיגן מאותו המקור / מורכב histocompatibility גדול השנייה מולקולות (MHCII), ואינטראקציות הקולטן CD28 עם B7.1/B7.2 ligands 15. בנוסף למתן גירוי TCR CD28 ושיתוף גירוי, תאי מציגי אנטיגן גם לספק סביבת ציטוקינים, הקובעת את מצב ההתמיינות של הלימפוציטים T, ובכך לכוון את התגובה של הלימפוציטים T לאנטיגן נתון. אינטראקציות הפתוגן מובחן / תא אנטיגן הצגה ליצור סביבות ציטוקינים שונות, אשר להטות T לימפוציטים למטה מסלולים שונים התמקדו באלייmination של הפתוגן ייזום. למרבה הצער, מסלולי מפעיל לימפוציט T, שנועדו במקור למיגור פולש פתוגנים, יכולים להיות מופנים בטעות נגד רקמות עצמי 15. לכן, הבנה טובה יותר של מצב הבידול של כל תת קבוצה של תאי CD4 + ברורה היא קריטית להבנה של איך לווסת את האיזון בין החיסול של פתוגנים וסובלנות לעצמי שלנו.
בנוסף לTh1, Th2, ומסלולי התמיינות תאי T רגולטוריים מושרה, יכול גם להיות מונע על לימפוציטים מסוג T נאיבי ידי ציטוקינים במורד מסלול Th17. ואילו פתוגנים תאיים לחימה תאי Th1, תאי Th2 לחסל פתוגנים תאיים, ותאי T רגולטוריים (Tregs) למזער תגובות דלקתיות 1, 16; תאי Th17 לשחק תפקיד חשוב בחיסול חיידקים ופטריות תאיים. Th17 תאים בדרך כלל מצוינים על ידי ביטוי של גורם הייחוס ספציפי לשעתוק RORγT וייצור של IL-17A, אשר מקדם את ההפעלה של מקרופאגים ונויטרופילים 1, 7.
תאי Th17 היו מעורבים בכמה הפרעות אוטואימוניות, ומודלים של המכרסמים הקשורים בם. כך, למשל, הודגם כי IL-23 (אשר נדרש כדי לקיים את הפנוטיפ Th17), אך לא IL-12, הוא האשם המרכזי בדלקת המוח אוטואימונית הניסויי (EAE), מודל המחלה המכרסם לטרשת נפוצה. זה לאחר מכן הוכח כי הפחתה בייצור IL-17 מתואמות לEAE מניעה 2, 6, 17. יתר על כן, תאי Th17 נקשרו עם הפרעות אוטואימוניות אחרות, כולל דלקת מפרקים וזאבת (לופוס) 10, 16. IL-23 p19 לקוי – / – עכברים הראו את מספרים נמוכים מאוד של תאי Th17, והם עמידים לפיתוח לא רק EAE, אלא גם בדלקת מפרקים קולגן-Induced, מודל לדלקת מפרקים שגרונית 10, 18. בנוסף, עכברים שטופלו בנוגדנים מנטרלים IL-17A בקע מירכי ספינהאה את התחלתה של דלקת מפרקים שנגרם קולגן נמצאה גם יש רזולוציה של נזק משותף 18. יצוין, כי תפקידיו של Th17 תאים בהתקדמות של מחלות אוטואימוניות עדיין לא מאופיינים כמו מחקר שנעשה לאחרונה הראה גם תפקיד המגן של תאי Th17 בסוכרת מהסוג 1 9, 11 ודלקת מעיים 14. מחקרים אלה מאשרים את החשיבות של בידול Th17 באוטואימוניות.
בבידול Th17 מבחנה היא שיטת צורך במחקר בתאי T, כי יש לפחות שתי שאלות המביכות שדורשות חקירה נוספת: 1) איך בדיוק IL-6 אין להסדיר את האיזון בין Treg ובידול Th17, ו 2) מה הם המנגנונים המדויקים מאחורי IL-מושרה 17 מחלות דלקתיות? השיטה שלנו מעסיקה תאי CD4 + CD25-T מהטחול ובלוטות לימפה של עכבר C57BL / 6. חשוב לציין כי למרות שזה אפשרי כדי לגרום לבידול Th17 באמצעות טמאאוכלוסייה, רכישה לפחות 80% CD4 טהור + אוכלוסיית תאי CD25-T שוללת כל דאגה של זיהום ומבטיחה תוצאות בידול Th17 מוצלחות יותר. על מנת להשיג בידול Th17 תקין, תאים מסוג CD4 + CD25-T מודגרת בנוכחות אנטי CD3 ואנטי CD28, המספקים אותות הפעלה, 1 ו -2, בהתאמה, ו-IL-6, וTGF-β. למרות שזה כבר דווח כי IL-23 לבדו יכול לשמש כדי להשיג בידול Th17, זה היה מאוחר יותר הוכיח כי IL-23 הוא הכרחי ליציבותה של אוכלוסיית תאי Th17, אבל IL-6 ו TGF-β הוא חיוניים לבידול Th17 3, 18, 19. מחקרים עכבריים הראו כי קולטן IL-23 מתבטא בתאים מסוג CD4 + T רק לאחר שהם כבר מגורה עם IL-6 ו TGF-β 13, 18. כמו כן, תאי Th17 יהיו בהצלחה לפתח בנוכחות של IL-חסימת 23 נוגדנים כל עוד IL-6 ו TGF-β נמצאים 18, 19. ככזה, prov פרוטוקול בידול Th17 זהאידו התנאים המתאימים כדי לגרום לבידול Th17 בהצלחה. פיתוח הבנה טובה יותר של מנגנוני בידול Th17 ו-IL-17 ייצור נוכחי ההזדמנות לפיתוח תרופות טובות יותר שמטרתה הפרעות אוטואימוניות 13.
Protocol
Representative Results
Discussion
כאן יש לנו תיארתי את הפרוטוקול כדי להשיג בידול Th17 במבחנה. המחקר של בידול Th17 חשוב, כמו בידול של T לימפוציטים מסוג למשנה Th17 הוא קריטי לחיסול היעיל של פתוגנים אנושיים 13. לעומת זאת, ייצור IL17 נקשר עם התקדמות מחלה אוטואימונית 13. השיטה של בידול Th17 ישימה להג?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכת בחלקו על ידי פרסים NIH / NCATS הקליני וTranslational המדע לאוניברסיטת פלורידה TL1 TR000066 וUL1 TR000064, תוספת גיוון מההורה גרנט R01AI056152 מהמכון הלאומי לבריאות, מענק מגיב BD Biosciences, ואת האוניברסיטה פלורידה.
Materials
| Reagent/Material | |||
| Sterile Polyestrene Petri Dish | Fisher Scientific | 0875713A | 60 mm x 15 mm |
| autoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| Premium Microscope Slides, Frosted | Fisher Scientific | 12-544-3 | 3″ x 1″1 mm |
| 5 ml 21G1 Latex Free Syringe and Needle | BD Biosciences | 309632 | |
| Corning 15 ml Centrifuge Tubes | Sigma-Aldrich | CLS430791 | |
| Nylon 40 microns | Miami Aquaculture | Nylon 40/26 | |
| Microtest tissue culture plate 96 well U bottom | BD Biosciences | 35-3077 | |
| Corning Costar 24 well cell culture plates | Sigma-Aldrich | CL3524 | |
| Eppendorf Tubes 1.5 ml | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Purified NA/LE Hamster Anti-Mouse CD3e | BD Biosciences | 553057 | |
| Purified NA/LE Hamster Anti-Mouse CD28 | BD Biosciences | 553294 | |
| Mouse IL-6 Recombinant Protein | eBioscience | 14-8061-62 | |
| TGFbeta | R&D Systems | 240-B-002 | |
| Trypan blue solution 0.4 % | Sigma-Aldrich | 66H2364 | |
| Pac Blue Rat Anti-Mouse CD4 | BD Biosciences | 558107 | |
| APC Rat Anti-Mouse CD8a | BD Biosciences | 553035 | |
| PE Conjugated Anti-mouse CD25 | eBioscience | E01155-516 | |
| Alexa Fluor 700 Rat Anti-mouse IL-17 | BD Biosciences | 560820 | |
| Intracellular Cytokine Staining Starter Kit-Mouse | BD Biosciences | 51-2041AK (559311) | |
| MACS CD4+CD25+ regulatory T cell isolation kit, mouse | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| ABAM | Cellgro | 30-004-CI | |
| RPMI | Corning, Cellgro | 10-040-CM | |
| B 2-MercaptoEthanol | MP Biomedical | 194834 | Hazardous |
| Phorbol 12-Myristate 13-Acetate (PMA) | |||
| Ionomycin Calcium Salt | Sigma-Aldrich | 13909-1ML | Hazardous |
| Brefeldin A (BFA) | MP Biomedicals | 159027 | |
| ELISA IL-17A Capture mAb | BD Biosciences | 555068 | |
| ELISA IL-17A Detection mAb | BD Biosciences | 555067 | |
| ELISA IL-17A Standard | eBioscience | 14-8171-80 | |
| IL-2 ELISA Kit | BD Biosciences | 555148 | |
| TMB Substrate Reagent Set | BD Biosciences | 555214 | |
| Equipment | |||
| autoMACS Pro Cell Separator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| Sorvall Legend RT+ Centrifuge | ThermoScientific | ||
| Napco series 8000 WJ CO2 Incubator | ThermoScientific | ||
| PTC-200 Peltier Thermal Cycler | Biorad |
References
- Chen, Z., Lin, F., et al. Foxp3 and RORγT: transcriptional regulation of Treg and Th17. International Immunopharmacology. 11, 536-542 (2011).
- Cua, D. J., Sherlock, J., et al. Interleukin-23 rather than interleukin-12 is the critical cytokine for autoimmune inflammation of the brain. Nature. 421, 742-748 (2003).
- El-Behi, M., Rostami, A., et al. Current views on the roles of Th17 and Th17 cells in experimental autoimmune encephalitis. J. Neuroimmune Pharmacol. 5, 189-197 (2010).
- Inaba, K., Kroide, S., et al. Properties of memory T lymphocytes isolated from the mixed leukocyte reaction. Proc Natl Acad Sci. 82, 7686-7690 (1985).
- L, I. v. a. n. o. v. F. r. u. t. o. s. R., et al. Specific microbiota direct the differentiation of IL-17-producing T-helper cells in the mucosa of the small intestine. Cell Host Microbe. 16, 337-349 (2008).
- Jager, L. D., Dabelic, R., et al. The Kinase Inhibitory Region of SOCS-1 is Sufficient to Inhibit T helper-17 Function in Experimental Allergic Encephalomyelitis. J. Neuroimmunol. 232, 08-18 (2011).
- Kimura, A., Kishimoto, T. IL-6: regulator of Treg/Th17 balance. Eur. J. Immunol. 40, 1830-1835 (2010).
- Korn, T., Bettelli, E., et al. IL-17 and Th17 Cells. Annu Rev Immunol. 27, 485-517 (2009).
- Kriegel, M. A., Seflk, E., et al. Naturally transmitted segmented filamentous bacteria segregate with diabetes protection in nonobese diabetic mice. PNAS. 108, 11548-11553 (2011).
- Langrish, C. L., Chen, Y., et al. IL-23 drives a pathogenic T cell population that induces autoimmune inflammation. J. Exp. Med. 201, 233-240 (2005).
- Lau, K., Benitez, P., et al. Inhibition of type 1 diabetes by a Lactobacillus johnsonii mediated Th17 bias. J. Immunol. 186, 3538-3546 (2011).
- Lee, Y., Awasthi, A., et al. Induction and molecular signature of pathogenic TH17 cells. Nat Immunol. 13, 991-999 (2012).
- Litmann, D. R., Rudensky, A. Y. Th17 and regulatory T cells in mediating and restraining inflammation. Cell. 140, 845-858 (2010).
- O’Connor, W., Kamanaka, M., et al. A protective function for interleukin 17A in T cell-mediated intestinal inflammation. Nat Immunol. 10, 603-609 (2009).
- Picca, C. C., Larkin, J., et al. Role of TCR specificity in CD4+CD25+ regulatory T cell selection. Immunol Rev. 212, 74-85 (2006).
- Shah, K., Lee, W. W., et al. Disregulated balance of Th17 and Th1 cells in systemic lupus erythematosus. Arthritis Research & Therapy. 12, R53 (2010).
- Sospedra, M., Martin, R. Immunology of Multiple Sclerosis. Annu. Rev. Immunol. 23, 683-747 (2005).
- Stockringer, B., Veldhoen, M. Differentiation and function of Th17 T cells. Current Opinion in Immunology. 19, 281-286 (2007).
- Veldhoen, M., Hocking, R. J., et al. TGFβ in the context of an inflammatory cytokine milieu supports de novo differentiation of IL-17-producing T cells. Immunity. 24, 179-189 (2006).
- Zou, Y., Zhang, H., et al. Strain-dependent production of interleukin-17/interferon-γ and matrix remodeling-associated genes in experimental Candida albicans keratitis. Mol Vis. 18, 1215-1225 (2012).
