ERRATUM NOTICE
Important: There has been an erratum issued for this article. Read more …
Summary
DNabT celler er sjælden blandt perifere T-celler; men de er meget hyppig i ikke-lymfoide væv. Vanskeligheden ved at isolere DN T-celler fra ikke-lymfoide væv hindrer deres funktionelle analyse trods stigende anerkendt patofysiologisk betydning. Vi beskriver en roman protokol til isolering af højrensede DN T-celler fra murine nyre.
Abstract
Der er i øjeblikket ingen standard-protokol til isolering af DN T-celler fra de ikke-lymfevæv trods deres stigende rapporteret involvering i forskellige immunreaktioner. DN-T-celler er en unik immuncelle type, der har været impliceret i regulering af immun-og autoimmune reaktioner og tolerance over for allotransplants 1-6. DN T-celler er dog sjælden i perifert blod og sekundære lymfoide organer (milt og lymfeknuder), men er vigtige beboere i den normale nyre. Meget lidt er kendt om deres patofysiologiske funktion 7 på grund af deres mangel på periferien. Vi har for nylig beskrevet en omfattende fænotypisk og funktionel analyse af denne befolkning i nyrerne 8 i steady state og under iskæmi reperfusionsskade. Analyse af DN T-celle funktion vil blive øget væsentligt ved at udvikle en protokol for deres isolation fra nyren.
Her beskriver vi en ny protokol, der tillader isolation af meget rene ab CD4 + CD8 +-T-celler og DN-T-celler fra det murine nyre. Kort fortalt vi fordøje nyrevæv hjælp collagenase og isolere nyre mononukleære celler (KMNC) ved densitetsgradient. Dette efterfølges af to trin for at berige hæmatopoietiske T-celler fra 3% til 70% fra KMNC. Det første trin består af en positiv udvælgelse af hæmatopoietiske celler ved anvendelse af et CD45 + isolation kit. I det andet trin, er DN-T-celler negativt isoleres ved fjernelse af ikke-ønskede celler under anvendelse af CD4, CD8 og MHC klasse II-monoklonale antistoffer og CD1d α-galcer tetramer. Denne strategi fører til en befolkning på mere end 90% rent DN T-celler. Overfladefarvning med ovennævnte antistoffer efterfulgt af FACS-analyse anvendes til at bekræfte renhed.
Introduction
Perifere αβTCR + CD3 + CD4 - CD8 - dobbelt-negative (DN) T-celler er inddelt i forskellige undergrupper, der besidder forskellige fænotyper og funktioner 1-4. DN T-celler er dårligt forstået, men i stigende grad impliceret i patofysiologiske immunreaktioner i forskellige sygdomsmodeller 4-6.
DN T-celler er en unik immun celle type, der i stigende grad impliceret i reguleringen af forskellige immun-og autoimmune reaktioner og modulering af allotransplant tolerance. 4-6, 9 De er sjældne i det perifere blod og sekundære lymfoide organer (milt og lymfeknuder ). Men de er vigtige beboere i den normale nyre og tarm epitel 10-12. Meget lidt er kendt om deres funktion 7 i nyren i steady state og under patologiske tilstande såsom akut nyreskade (AKI), der er forbundet med nyre Transplant.
På grund af de indviklede roller forskellige immunceller i reguleringen immunreaktioner, herunder alloresponses, definere rollen for hver spiller er afgørende i forståelsen alloresponses og designe nye lægemidler. Da det store antal DN-T-celler til stede i nyrerne under fysiologiske og forskellige sygdomstilstande er tilbøjelige til at spille en afgørende rolle i reguleringen af immun-og autoimmune reaktioner i mus og mennesker, og alloresponses transplanterede patienter DN-T-celler. Akkumulerende men stadig spredt beviser implicerer DN T-celler i både sygdomsfremkaldende og immunosuppressive funktioner, men det er dårligt forstået, hvorfor og hvordan de udviser en bestemt skadelig eller undertrykkende funktion og hvordan miljøet påvirker dem.
På grund af deres lav tæthed i nyren, er det nødvendigt forbedrede metoder til isolation.
Der er i øjeblikket ingen standard-protokol til isolering af DN T-celler fra than ikke lymfoide væv. Vores protokol beskriver en hidtil ukendt fremgangsmåde til isolering af DN-T-celler fra nyrer; imidlertid kan fremgangsmåden også anvendes til forskellige ikke-lymfevæv.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1.. Udarbejdelse af instrumenter, Kultur Medier og reagenser
- Instrumenter: Forbered reagenserne under sterile forhold og bruger under en laminar flow hætte.
- Klargør 1 L RPMI vævskulturmedium tilsættes 5% føtalt bovint serum, 2,1 g bicarbonat, 10 ml glutamat 100x, 10 mg HEPES, 1 mg natriumpyruvat og 10 ml 100x penicillin / streptomycin.
Bemærk: Den anbefalede vævnæringssubstrat RPMI, er udskiftelig med DMEM. - Forbered 5% collagenase "D"-opløsning (5 ml collagenase "D" til 9 ml vævskulturmedium).
- Gør Percoll løsning ved tre forskellige koncentrationer: 100%, 80% og 40%. Følgende koncentrationer er beregnet for 1 prøve. Hold opløsninger ved stuetemperatur.
- Percoll svovlsyre: 9 ml ufortyndet Percoll (fra stamopløsning); tilsættes 1 ml af PBS 10x.
- Percoll svovlsyre: 8 ml Percoll 100%; tilsættes 2 ml PBS 1x.
- Percoll opløsning:tilsættes 4 ml Percoll 80%; tilsættes 4 ml PBS 1x.
- Lav 1 L af fluorescens-aktiveret cellesortering (FACS)-buffer; tilsættes 5 ml 10% BSA (0,1% BSA), 1 ml 10% natriumazid (0,1%), 2 ml EDTA agent, der fyldes op til 1000 ml med 1x PBS.
2.. Udarbejdelse af Nyre Fordøjelse
- Efter at have erhvervet nogen nødvendige institutionelle godkendelse, ofre og exsanguinate musene med standard metoder og efter de gældende regler og retningslinjer dyr pleje.
- Bedøver musen med pentobarbital (0,07 mg / kg).
- Fortsæt til afblødning.
- Anbring musen i liggende stilling på et kirurgisk bord.
- Spray abdominale område med 70% ethanol.
- Tilsæt 10 ml collagenase D løsning på petriskål.
- Fjern og decapsulate begge nyrer fra hver mus.
- Åbn abdomimal hulrum ved at lave en midtlinjeincision gennem den abdominale hud og bughinden fra brystbenetpubis.
- Bring venstre nyre ved at flytte tarmen sideværts til siden.
- Adskil forsigtigt venstre kapsel med pincet.
Bemærk: Kapslen vises som et gennemsigtigt lag, der omgiver nyrerne og delvist dækket af perinephric fedtvæv. - Fjern det venstre nyre ved at skære stilken fartøjer, der anvender en kirurgisk saks.
- Gentag samme procedure for den højre nyre.
Bemærk: Den højre nyre er mere kranie og tættere på midterlinjen (pedicels er kortere).
- Anbring nyren i petriskålen.
- Skær nyrevævet i små stykker (1-2 mm i dimension) ved hjælp af en almindelig metalbearbejdning klinge og placere stykker i collagenaseopløsning for 30-45 minutter i inkubatoren ved 37 ° C (figur 1).
3.. Udarbejdelse af Nyre mononukleære celler (KMNC) fra nyren Fordøjelse
- Opnå en cellesuspension i nyrenfordøjelse ved mekanisk forstyrre væv ved hjælp af en si (70 um) og resuspender i 25 ml vævskulturmedium og blandes.
- Centrifugeres ved 400 xg i 10 minutter ved 4 ° C for at pelletere cellesuspension.
- Re-suspendere pellet i 4 ml 40% Percoll løsning og forsigtigt overlay på 4 ml 80% Percoll løsning med en overførsel plastpipette, meget langsomt og forsigtigt. Dette vil resultere i to faser tydeligt adskilt af et gennemsigtigt lag. På toppen vil være en gule lag svarende til lipider.
- Centrifuger ved 1.500 xg i 30 minutter ved stuetemperatur med centrifugen på bremsen slukket.
- Fjern ved aspiration de gule og tykt øverste lag (ca. 1-2 ml).
- Indsamler kun den lille hvidlig gennemsigtigt lag fra grænsefladen af de to faser med en overførsel pipette. Meget omhyggeligt overføre denne suspension i en 15 ml konisk rør indeholdende 2 ml vævskulturmedium og derefter tilsættes 13 ml medium til opnåelse af et totalvolumen af15 ml.
- Centrifuger ved 400 x g i 10 minutter ved 4 ° C.
- Resuspendere prøverne i 1 ml medium.
- Tæl antallet af KMNC hjælp trypanblåteksklusion på et hæmocytometer og udtrykke resultaterne som antallet af KMNC pr ml pr Nyre.
- Vask en gang som ovenfor.
4.. Isolering af hæmatopoietiske (CD45 +) Celler fra KMNC (trin I)
- Gensuspendér cellerne op til 10 7 i 90 pi kører buffer.
- Der tilsættes 10 ul af CD45 mikroperler og inkuberes i 15 minutter ved 4 ° C.
- Der tilsættes 1 ml af den løbende buffer for at standse reaktionen. Centrifugeres ved 400 xg i 10 minutter ved 4 ° C og resuspenderes i 500 pi løbebuffer.
- Forbered magnetiske kolonne ved at placere på magneten og skylles med 3 ml flydende buffer.
- Pass cellesuspensionen gennem magnetisk søjle og indsamle de umærkede celler, der passerer gennem søjlen.
- Vaskes cellerne tre gange med 3 ml runnning buffer. Derefter indsamle spildevandet.
- Fjern kolonnen fra separatoren og pipette 5 ml kører buffer på kolonnerne og skyl den mærkede fraktion straks. Denne fraktion indeholder CD45 + celler. Tæl cellerne.
- For at beregne det absolutte antal forskellige T-celler delgrupper i nyrer multiplicere det samlede antal KMNC ved procentdelen af positive celler bestemt ved flowcytometri (figur 2).
5.. Isolering af DN T-celle fra CD45 + Forberedelse af negativ selektion (trin II)
- Tilsæt 2,5 pi (0,5 mg / ml, 1,25 ug) af hver af de følgende biotinylerede antistoffer: anti-CD4, anti-CD8, anti-Fc-receptor (CD16/32), anti-MHC klasse II (IA b), anti- CD1d PBS-57 tetramer for hver 10 7 hæmatopoietiske celler.
- Cellerne inkuberes i 30 minutter i kølerum.
- Tilsæt 1 ml anti-biotin mikrokugler.
- Inkuber i 30 minutter i et koldt rum.
- Glasset anbringes i than magnet og fortsæt til udtynding.
- Tæl levedygtige celler for at bestemme det samlede antal af DN-T-celler i den negative fraktion ved hjælp af et hæmocytometer.
- Kontroller renheden af DN T-celler med flowcytometri ved at følge dette gating-strategi: første port CD45 +, anden port TCRαβ +. Udelukke CD1d +-celler. Plot CD4 + vs CD8 + identificere DN-T-celler (figur 3).
- Multiplicer det samlede antal med den procentsats fastsættes i renhed.
Bemærk: Brug denne protokol resulterer i en befolkning på mere end 90% rent DN T-celler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Vildtype C57BL / 6 (B6) nyre indeholder ca 1,5-2,1 x 10 6 mononukleære celler pr nyre. Ca. mindre end 10% er hæmatopoietiske CD45 +-celler. Til fremstilling af nyre-mononukleære celler (KMNC) er nyrerne skåret i små stykker, som vist i figur 1 efterfulgt af spaltning under anvendelse af 5% collagenase.
Dette følges ved at udføre en densitetsgradientcentrifugering at indsamle KMNC lag (figur 2, venstre panel). KMNC blev derefter udsat for positiv selektion ved hjælp af CD45 + magnetiske mikrokugler som beskrevet i afsnit 4 (STEP I). I kolonnen bundet Cellerne blev derefter elueret og analyseret for CD45 + ved FACS. Dette resulterer i berigelse af CD45 +-celler til omkring 80 til 95% som analyseret ved flowcytometri (fig. 2, midterste panel). Blandt berigede hæmatopoietiske CD45 +-celler, omkring 40-60% var αβ TCR + (data ikke vist), omkring 30-60% var DN T-celler (figur 2, højre panel).
Det sidste skridt er involveret udsætte berigede CD45 + celler til negativ udvælgelse til at mærke og fjerne CD4 +, CD8 +, MHC klasse II + og CD16/32 + celler ved hjælp af biotin specifikke mAbs og anti-biotin mikrokugler og magnetiske kolonner. Dette resulterer i højrenset (90-95%) DN-T-celler (figur 3). Efter denne protokol var det muligt at få op til 0,5 x 10 6 hæmatopoietisk CD45 + magnetisk mærkede celler pr mus (to nyrer).
Fig. 1. Fremstilling af nyre fordøjelse med 5% collagenaseopløsning. Musen nyre skæres i små stykker på 1-2 mm og anbringes i collagenase D 5% opløsning i 30 min for at gravepågældende udstyr. Klik her for at se en større version af dette tal.
. Figur 2. Strategi for berigelse af CD45 + hæmatopoietiske celler fra Nyre venstre:.. CD45 farvning af nyre MNC før berigelse hjælp CD45 + kit med positiv selektion Center: CD45 farvning af nyre MNC efter berigelse ved hjælp af CD45 +-kit med positiv selektion Right.: CD4 & CD8 profil αβTCR + celler blandt gated CD45 + celler forskellige delgrupper i T-celler. Klik her for at se en større udgave af denne fiGure.
. Figur 3 Renhed af isolerede DN T-celler Venstre:. CD45 farvning af isolerede nyre DN T-celler ved negativ udvælgelse Center:.. TCRαβ farvning af isolerede nyre DN T-celler ved negativ udvælgelse højre: CD4 & CD8 farvning blandt isolerede DN T-celler ved negativ selektion. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4.. Lymfocytter i nyrerne inden rensning. højre:.. CD45 farvning i nyrevævet før rensning Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Der er voksende interesse i DN-T-celler, eftersom de bliver impliceret i forskellige patologiske tilstande, såsom autoimmune sygdomme, cancer, graft-tolerance og primære sygdomme i nyrerne, herunder akut nyreskade (AKI), glomerulonephritis 8, 13. Derfor er der behov for bedre at forstå og karakterisere de patofysiologiske funktioner i DN T-celler. Men i øjeblikket er der en mangel på forståelse af disse cellers funktion i forhold til CD4 og CD8 T-celler. En væsentlig årsag er mangel på DN T-celler i sekundære lymfoide organer og dermed vanskeligheden ved at skaffe tilstrækkelig mange celler til in vitro analyse og adoptiv overførsel eksperimenter. DN T-celler er primært placeret i ikke-lymfoide væv, såsom nyre 8, men manglen på pålidelige metoder til deres isolation fra fast orgel vanskeliggør bestræbelserne på at undersøge deres funktion. Derfor er vores nye protokol til isolering af DN-T-celles fra nyren forventes at fremskynde forskning i funktionen af DN-T-celler. DN T-celler ophobes i lymfeknuder i stort antal i Fas mangelfuld (LPR) eller FasL mangelfuld (GLD) mus, og de kan nemt isoleres fra lymfeorganer 9, 14, 15, men det er stadig en udfordring at isolere disse celler fra andre væv.
Ifølge denne protokol, nyrer fra to mus giver ca 0,5 x 10 6 hæmatopoietiske celler (CD45 +) og omkring 0,2 x 10 6 DN T-celler. Dette antal er tilstrækkeligt til at udføre in vitro-kultur, funktionelle analyser og / eller FACS-analyse. Renheden af DN-T-cellepopulationen skal bekræftes ved flowcytometri. Denne protokol giver en population af DN T-celler, der kan være så ren som 98%. Selv om denne protokol er beregnet til isolering af DN-T-celler fra nyre, kan det modificeres til isolering af T-celler fra andre ikke-lymfoide organer, såsom som hjerte, thyroidea osv.
Da DN T-celler udgør en lille befolkning, er det undertiden nødvendigt at øge udbyttet ved at udføre ekstra runder af oprensning. Men hvis et større antal DN T-celler er påkrævet (højere end 0,5 x 10 6 celler) anbefaler vi at udføre sortering adskillelse for at reducere tid og reagens omkostninger.
Sammenfattende denne protokol beskriver en hidtil ukendt fremgangsmåde til isolering af DN-T-celler fra nyrerne. Det er sammensat af et præparat (via fordøjelse og berigelse af KMNC) Trin efterfulgt af positiv selektion og negativ selektion for udtømning af ikke-ønskede cellepopulationer. Derfor er der minimal direkte manipulation af DN-T-celler i løbet af fremgangsmåden til isolering. Det er bemærkelsesværdigt, at der er eksisterende protokoller til isolering af DN-T-celler fra perifert blod i mus og mennesker, og fra sekundære lymfoide organer, der ligner dem, der anvendes til isolering af konventionelle T-celler.
ove_content "> Fordi det har vist sig, at nogle DN T-celler udtrykker FcR-γ, en alternativ mulighed er ikke at medtage CD16/32 + i cocktail 16, 17. Vellykket isolering af DN T-celler kræver stor opmærksomhed for detaljer. Særligt afgørende skridt omfatter: vævsfordøjelse, opskæring af nyrevævet i små stykker, og korrekt at identificere og indsamle lys lag i densitetsgradienten Samlet set er der flere runder af praksis og nogle håndelag kræves for at opnå det ønskede resultat..Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde er støttet af NIH PBS (R21 AI095484). Vi takker NHI tetramere core facilitet for CD1d tetramer.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Laminar flow hood | Baker Company, Inc | Or equivalent equipment | |
Centrifuge | Beckman Coulter | Or equivalent equipment | |
Hemocytometer | Electron Microscopy Sciences | 63514-11 | |
Atmosphere-controlled incubator | Fisher Scientific | (37 °C with 5% CO2) | |
Analytical flow cytometer | LSR II | ||
RPMI 1640 | Media Tech | 10-040-CV | |
Collagenase D | Roche | 11088858001 | |
Percoll | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
Fetal bovine serum | Corning Cellgro | 35-011-CV | |
0.1% sodium azide (NaN3) | Sigma-Aldrich | S2002 | |
Buffer phosphate buffered saline (PBS) | Corning Cellgro | 21-040-CV | |
PBS 10x | Mediatech | 46-013-CM | |
EDTA buffer | Sigma-Aldrich | E1161 | |
LS columns | MiltenyiBiotec | 130-042-401 | |
CD45+ microbeads | MiltenyiBiotec | 6.78E-51 | |
Biotin microbeads | MiltenyiBiotec | 130-090-485 | |
anti-CD45 (clone: 30-F11) PerCP | eBioscience | G1397 | |
anti-CD45 (clone: 30-F11) APC-Cy7 | Biolegend | 103116 | |
anti-TCR Pacific Blue (ab-chain, clone: H57-597) | Invitrogen | HM3628 | |
anti-CD4 PE | eBioscience | 12-0043 | |
anti-CD8 FITC | eBioscience | 8011-0087 | |
anti-CD4 biotinylated (GK1.5) | BD | 553728 | |
anti-CD8 biotinylated (clone 53-6.7) | BD | 553029 | |
anti-MHC class II (I-A b) biotinylated | BD | 553609 | |
AutoMACS Running Buffer - MACS Separation Buffer | MIlteny I Biotec | 130-091-221 | |
C57BL/6J mice | Jackson Labs | 000664 | Kidneys - Lymph Nodes |
Petri dish | BD Biosciences | 356517 | |
70 μm filter | Fisher Scientific | 22363548 | |
Plunger | Or equivalent equipment | ||
GeneMate Tubes 50 ml | Bioexpress | C-3394-3 | Or equivalent equipment |
GeneMate Tubes 15 ml | Bioexpress | C-3394-1 | Or equivalent equipment |
CD1d α-galcer tetramer | NHI |
References
- Zhang, Z. X., Yang, L., Young, K. J., DuTemple, B., Zhang, L. Identification of a previously unknown antigen-specific regulatory T cell and its mechanism of suppression. Nat Med. 6, 782-789 (2000).
- Ford, M. S., Young, K. J., Zhang, Z., Ohashi, P. S., Zhang, L. The immune regulatory function of lymphoproliferative double negative T cells in vitro and in vivo. J Exp Med. 196, 261-267 (2002).
- Ford McIntyre, M. S., Young, K. J., Gao, J., Joe, B., Zhang, L. Cutting edge: in vivo trogocytosis as a mechanism of double negative regulatory T cell-mediated antigen-specific suppression. J Immunol. 181, 2271-2275 (2008).
- Young, K. J., Yang, L., Phillips, M. J., Zhang, L. Donor-lymphocyte infusion induces transplantation tolerance by activating systemic and graft-infiltrating double-negative regulatory T cells. Blood. 100, 3408-3414 (2002).
- Chen, W., Ford, M. S., Young, K. J., Zhang, L. Infusion of in vitro-generated DN T regulatory cells induces permanent cardiac allograft survival in mice. Transplant Proc. 35, 2479-2480 (2003).
- Young, K. J., DuTemple, B., Phillips, M. J., Zhang, L. Inhibition of graft-versus-host disease by double-negative regulatory T cells. J Immunol. 171, 134-141 (2003).
- Mohamood, A. S., et al. Gld mutation of Fas ligand increases the frequency and up-regulates cell survival genes in CD25+CD4+ TR cells. Int Immunol. 18, 1265-1277 (2006).
- Ascon, D. B., et al. Normal mouse kidneys contain activated and CD3+CD4- CD8- double-negative T lymphocytes with a distinct TCR repertoire. J Leukoc Biol. 84, 1400-1409 (2008).
- Hamad, A. R., et al. B220+ double-negative T cells suppress polyclonal T cell activation by a Fas-independent mechanism that involves inhibition of IL-2 production. J Immunol. 171, 2421-2426 (2003).
- Rabb, H., et al. Pathophysiological role of T lymphocytes in renal ischemia-reperfusion injury in mice. Am J Physiol-Renal. 279, 525-531 (2000).
- Burne, M. J., et al. Identification of the CD4(+) T cell as a major pathogenic factor in ischemic acute renal failure. J Clin Invest. 108, 1283-1290 (2001).
- Yokota, N., Daniels, F., Crosson, J., Rabb, H. Protective effect of T cell depletion in murine renal ischemia-reperfusion injury. Transplantation. 74, 759-763 (2002).
- Crispin, J. C., et al. Expanded double negative T cells in patients with systemic lupus erythematosus produce IL-17 and infiltrate the kidneys. J Immunol. 181, 8761-8766 (2008).
- Igarashi, S., Takiguchi, M., Kariyone, A., Kano, K. Phenotypic and functional analyses on T-cell subsets in lymph nodes of MRL/Mp-lpr/lpr mice. Int Arch Allergy Appl Immunol. 86, 249-255 (1988).
- Dowdell, K. C., et al. Somatic FAS mutations are common in patients with genetically undefined autoimmune lymphoproliferative syndrome. Blood. 115, 5164-5169 (2010).
- Juvet, S. C., et al. FcRgamma promotes T cell apoptosis in Fas-deficient mice. J Autoimmun. 42, 80-93 (2013).
- Thomson, C. W., et al. FcR gamma presence in TCR complex of double-negative T cells is critical for their regulatory function. J Immunol. 177, 2250-2257 (2006).
Tags
Immunologi Dobbelt Negative (DN) αβ T-celler CD45 + T-celle isolation nyre lymfocytter ikke-lymfoide-væv T celler rensning iskæmisk reperfusionsbeskadigelse akut nyreskade Tissue Resident Lymfocytter lymfoproliferative sygdomme erythematosus LupusErratum
Formal Correction: Erratum: Isolation of Double Negative αβ T Cells from the Kidney
Posted by JoVE Editors on 02/10/2016.
Citeable Link.
A correction was made to: Isolation of Double Negative αβ T Cells from the Kidney.
There was an error with an author's name. The author's given name had a typo, this was corrected to:
Samatha Bandapelle
instead of:
Samantha Bandapelle