العزل وزرع مختلفة المسنين الفئران التوتة الطعوم.
Summary
This report provides a detailed description of transplanting murine thymi from different aged donor mice under the kidney capsule of immunodeficient mouse recipients. The goal of this approach is to model T cell development and thymic selection events in vivo.
Abstract
ولا تزال الآليات التي تنظم فعالية اختيار الغدة الصعترية سيئة التحديد. الطريقة المعروضة هنا يسمح في التحليلات المجراة من تطوير واختيار خلايا T معينة للدفاع عن النفس والمستضدات الأجنبية. النهج ينطوي زرع الطعوم الغدة الصعترية المستمدة من مختلف الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين المستفيدين في SCID العوز المناعي. خلال فترة قصيرة نسبيا من الزمن وأعيد المستلمين تماما مع خلايا T المستمدة من الكسب غير المشروع الغدة الصعترية مزروع. بذر thymocytes فقط الغدة الصعترية في وقت العزلة الخضوع اختيار وتتطور إلى خلايا T الناضجة. على هذا النحو، يمكن تقييم التغيرات في طبيعة وخصوصية الخلايا T المغروسة بوصفها وظيفة من الأحداث الغدة الصعترية التي تعتمد على العمر. على الرغم من الخبرة الفنية اللازمة لزرع الغدة الصعترية ناجحة، وهذه الطريقة توفر استراتيجية فريدة من نوعها للدراسة في الجسم الحي مجموعة واسعة من الأمراض التي ترجع إلى نتيجة أو وظيفة و / أو homeostas الغدة الصعترية الشاذةهو.
Introduction
الغدة الصعترية هي الجهاز الذي الأحداث الهامة في تطوير الخلايا T تحدث 1. thymocytes المقيمين، على إعادة ترتيب الخلايا التائية مستقبلات (TCR) α و β الجينات، الخضوع لسلسلة من التفاعلات مع الخلايا lymphostromal ومقدمة للمستضد (APC) في المناطق القشرية والنخاعية من الغدة الصعترية 2. وتتوسط التوتة اختيار إيجابية من الخلايا الظهارية الغدة الصعترية القشرية (TEC) لإنتاج thymocytes التي تعترف الببتيدات المستضدات في سياق المضيفة الرئيسية معقد التوافق النسيجي (MHC) الصف الأول والثاني جزيئات 2-3. اللاحقة اختيار السلبية الغدة الصعترية تستلزم تطهير thymocytes autoreactive، يقودها التفاعل مع TEC النخاع أو الخلايا الجذعية (DC) أن الببتيدات الحالية المستمدة من البروتينات الذاتي ملزمة MHC من الدرجة الأولى والثانية الجزيئات 3. النتيجة النهائية لهذه العمليات هو إنشاء مجموعة من خلايا CD4 + ناضجة وCD8 + T قادرة على الرد على طيف واسعمن المستضدات الأجنبية، وفى نفس الوقت الحد الأدنى من التفاعل للبروتينات الذاتي 4.
ويتأثر كفاءة أحداث اختيار الغدة الصعترية من قبل مجموعة من العوامل، بما في ذلك نضج الغدة الصعترية، وتواتر النخاع وTEC القشرية، وتكوين فرعية من الغدة الصعترية DC، ومصدر السلائف الغدة الصعترية 3. والجدير بالذكر، أن اختيار الغدة الصعترية الشاذة يؤدي في المناعة الذاتية 5 أو العوز المناعي الأمراض التي تنشأ من ضعف اختيار سلبية أو إيجابية، على التوالي. الأحداث الجزيئية التي تنظم اختيار الغدة الصعترية، ومع ذلك، غير مفهومة. في المختبر النهج مثل reaggregate الثقافات الجهاز الغدة الصعترية (RTOC) 6، وقد ثبت أن تكون مفيدة لتحليل الأحداث الأساسية المرتبطة اختيار الغدة الصعترية، لكنه يفشل في ألخص تماما ديناميكية مستمرة في أحداث الجسم الحي. ونتيجة لذلك، تم إنشاء هذا النهج القائم على زرع الغدة الصعترية إلى أفضل الأحداث الدراسة اختيار خلية توتية في الجسم الحي 7 </sتصل>.
يصف هذا البروتوكول زرع التوتة من الفئران المانحة حديثي الولادة وتعليم الكبار في الفئران المتلقي SCID العوز المناعي. تسمح هذه التقنية على دراسة الآليات التي تنظم اختيار الغدة الصعترية الإيجابية والسلبية، وكذلك انتاج الغدة الصعترية من مختلف مجموعات فرعية الخلايا T أثناء تطور الجنين. وفي الآونة الأخيرة، وقد استخدم هذا النهج لإثبات أن كفاءة اختيار الغدة الصعترية يقتصر في وقت مبكر بعد الولادة لدى الفئران مما يؤدي إلى زيادة نمو الخلايا T autoreactive، وانخفاض الخلايا التائية ذخيرة محددة لمستضدات الخارجية 7.
Protocol
Representative Results
Discussion
Events regulating thymic selection are poorly understood. Recent studies have demonstrated ontogenic changes in the efficiency of selection. Coupling this approach with different transgenic thymus donor and recipient mice will further facilitate studies to identify the events and parameters that regulate thymic selection. Notably, thymic transplantation is used for the treatment and management of T cell and thymic disorders seen for instance in athymic infants lacking functional T cells and in patients with DiGeorge synd…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by funding received from the National Institutes of Health (1R01AI083269).
Materials
| Ethanol | Decon Laboratories | 2705HC | |
| PBS | GIBCO | 14190-144 | pH 7.2 |
| Betadine Solution | Purdue Products | 67618-150-17 | |
| 18 gauge needle | BD | 305195 | |
| Sutures (1.0 metric) | Ethicon | J493G | 18" (45cm) |
| AUTOCLIP Wound Clips (9mm) | Clay Adams® Brand | 427631 | |
| Transfer pipette | Fisher Scientific | 13-711-20 | Sterile, disposable |
| Mouse anti-CD3 Ab | eBioscience | 11-0031-85 | Clone: 1452C11 |
| Mouse anti-CD4 Ab | eBioscience | 48-0042-82 | Clone: RM4-5 |
| Mouse anti-CD8 Ab | eBioscience | 25-0081-82 | Clone: 53-6.7 |
| Lancet | Medipoint | Goldenrod 4mm | |
| Pacific Orange Succinimidyl Ester, Triethylammonium Salt | Invitrogen | P30253 | |
| 96-well round botton polypropylene plates | Corning | 3365 | |
| 1.2mL polypropylene cluster tubes | Corning | 4401 | |
| 5mL polypropylene round-bottom tubes | BD | 352002 | |
| 40uM Nylon Cell Strainer | Falcon | 352340 | |
| 16% Paraformaldehyde Solution, EM Grade | Electron Microscopy Services | 15710 | Hazardous |
| Puralube Optical Ointment | Fisher Scientific | NC0138063 | |
| Lympholyte | Cedarlane | CL5030 | |
| 60 mm cell culture dish | Corning | 430196 | 60mm x 15mm, Sterile |
References
- Kappler, J. W., Roehm, N., Marrack, P. T cell tolerance by clonal elimination in the thymus. Cell. 49 (2), 273-280 (1987).
- Takahama, Y. Journey through the thymus: stromal guides for T-cell development and selection. Nat. Rev. Immunol. 6, 127-135 (2006).
- Klein, L., Kyewski, B., Allen, P. M., Hogquist, K. A. Positive and negative selection of the T cell repertoire: what thymocytes see (and don’t see). Nat. Rev. Immunol. 14 (6), 377-391 (2014).
- Schwartz, R. H. Acquisition of immunologic self-tolerance. Cell. 57 (7), 1073-1081 (1989).
- Kishimoto, H., Sprent, J. A defect in central tolerance in NOD mice. Nat. Immunol. 2 (11), 1025-1031 (2001).
- Anderson, G., Jenkinson, E. J. Investigating central tolerance with reaggregate thymus organ cultures. Methods. Mol. Biol. 380, 185-196 (2007).
- He, Q., et al. Thymic development of autoreactive T cells in NOD mice is regulated in an age-dependent manner. J. Immunol. 191 (12), 5858-5866 (2013).
- Stewart, C. C., Stewart, S. J. Chapter 6. Immunophenotyping. Current Protocols in Cytometry. , (2001).
- Rice, H. E., et al. Thymic transplantation for complete DiGeorge syndrome: medical and surgical considerations. J. Pediatr. Surg. 39 (11), 1607-1615 (2004).
- Markert, M. L., et al. Transplantation of thymus tissue in complete DiGeorge Syndrome. N. Engl. J. Med. 341, 1180-1189 (1999).
- Market, M. L., Devlin, B. H., McCarthy, E. A. Thymus transplantation. Clin. Immunol. 135 (2), 236-246 (2010).
- Wells, A. D., Li, X., Strom, T. B., Turka, L. A. The role of peripheral T-cell depletion in transplantation tolerance. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 356 (1409), 617-623 (2001).
- Albuquerque, A. S., et al. Human FOXN1-Deficiency is associated with ab double-negative and FoxP3+ T-cell expansions that are distinctly modulated upon thymic transplantation. PLoS One. 7 (5), e37042 (2012).
- Chinn, I. K., Milner, J. D., Scheinberg, P., Douek, D. C., Markert, M. L. Thymus transplantation restores the repertoires of forkhead box protein 3 (FoxP3)+ and FoxP3- T cells in complete DiGeorge anomaly. Clin Exp Immunol. 173 (1), 140-149 (2013).
- Savino, W. The thymus is a common target organ in infectious diseases. PLoS Pathog. 2 (6), e62 (2006).
