Une méthode de rendement efficace et haute pour l'isolement des souris dendritiques sous-ensembles cellulaires

Summary

Distinct dendritic cell subsets exist as rare populations in lymphoid organs, and therefore are challenging to isolate in sufficient numbers and purity for immunological experiments. Here we describe a high efficiency, high yield method for isolation of all of the currently known major subsets of mouse splenic dendritic cells.

Abstract

Les cellules dendritiques (DC) sont des cellules présentatrices d'antigènes professionnelles principalement responsable de l'acquisition, le traitement et la présentation des antigènes sur des molécules présentatrices d'antigènes pour déclencher une immunité des lymphocytes T à médiation. Les cellules dendritiques peuvent être séparés en plusieurs sous-ensembles phénotypiquement et fonctionnellement hétérogènes. Trois sous – ensembles importants de cellules dendritiques spléniques sont plasmacytoïdes, les cellules CD8a ^Pos et CD8a ^Neg. Les CD plasmacytoïdes sont des producteurs naturels de l'interféron de type I, et sont importants pour l'immunité anti-viral de cellule T. Le sous – ensemble CD8a ^Neg DC est spécialisé pour le CMH de classe II présentation de l' antigène et est impliqué dans le centre de l' amorçage des cellules T CD4. Le CD8a ^Pos PED sont principalement responsables de la présentation croisée des antigènes exogènes et CD8 T amorçage cellulaire. Les CD8a ^Pos PED ont été démontrés pour être plus efficace lors de la présentation des antigènes glycolipidiques par des molécules CD1d à un T cel spécialisél population connue sous le nom tueuses naturelles invariant cellules T (iNKT). L'administration du ligand de Flt-3 augmente la fréquence de migration des précurseurs de cellules dendritiques provenant de la moelle osseuse, entraînant finalement l'expansion des cellules dendritiques dans les organes lymphoïdes périphériques dans des modèles murins. Nous avons adapté le modèle pour purifier un grand nombre de cellules dendritiques fonctionnelles pour une utilisation dans des expériences de transfert de cellules pour comparer aptitude in vivo des différents sous – ensembles à courant continu.

Introduction

Les cellules dendritiques (DC) ont été découverts il y a près de quarante ans que la "grande étoilées (grec dendron) cellule" trouvé dans les organes lymphoïdes ^1. De nombreuses études ont montré que les DC sont les seules cellules présentatrices de l' antigène qui peut stimuler efficacement les lymphocytes T naïfs ^2. Une fonction majeure de ces cellules est l'absorption et la présentation des antigènes et de leur traitement efficace et le chargement de ces molécules sur présentatrices d'antigène. Dans la rate de la souris, les CD peuvent être séparés en plasmacytoïdes et des sous-ensembles classiques. Les CD plasmacytoïdes sont caractérisés par une faible expression de CD11c et des niveaux élevés de B220 et Gr-1. Ils sont également positifs pour le marqueur mPDCA1 de surface et sécrètent interféron de type I en réponse à péage comme récepteur 9 (TLR9) ligands. Les CD classiques sont élevés pour CD11c et classe l'expression du CMH II. Ils peuvent être divisés en trois sous-ensembles distincts basés sur l'expression de surface des marqueurs phénotypiques tels que CD4, CD8a, DEC205, CD11b et cellules dendritiques récepteur inhibiteur 2 (DCIR2, reconnu par l'anticorps 33D1) protéines ^3,4. Les CD8a ^Pos DC sont également connus comme CDC1, sont positifs pour DEC205, mais négatif pour les marqueurs myéloïdes tels que CD11b et 33D1. Le CD8a ^Neg DC, aussi appelé cdc2, sont positifs pour 33D1, CD11b et CD4 mais manquent DEC205. Le sous – ensemble double négation (ie, négatif à la fois CD4 et CD8a) est relativement rare, et est négative pour DEC205 et 33D1. Il est le sous – ensemble moins caractérisée et peut – être une forme moins différenciée de CD8a ^Neg DC.

Les différences phénotypiques dans les différents sous – ensembles DC étendent aussi leurs fonctions in vivo. Le CD8a ^Neg DC sont très phagocytaire et sont pensés pour présenter l' antigène exogène principalement par le CMH de classe II à des cellules T CD4 ^3. En revanche, les CD8a ^Pos DCs sont spécialisés pour la présentation d' un antigène protéique soluble dans le CMH de classe Idans un mécanisme appelé présentation croisée. Le résultat de la présentation croisée dépend de l'état d'activation de ces PED ^5, et peut conduire soit à l' expansion des cellules T cytotoxiques (CTL) ou le développement de cellules T régulatrices ^{6 2,7.} Le ciblage de l' antigène à CD8a ^Pos DC en utilisant les résultats de la livraison anti-DEC205-anticorps médiée en grande partie dans la suppression des cellules T ^8, alors que la présentation des antigènes dérivés de cellules apoptotiques infectées induit une réponse CTL forte ^9.

En plus de la reconnaissance des antigènes peptidiques, le système immunitaire des mammifères a évolué pour reconnaître les antigènes de lipides et glycolipides. Ces antigènes sont présentés par des molécules CD1, qui sont du CMH de classe de protéines de surface cellulaire I-like qui existent dans de multiples formes liées à divers mammifères. Chez la souris, un seul type de molécule CD1 hautement conservée appelée CD1 est responsable de la présentation des antigènes glycolipidiques ^10. Le principal une population de cellules T qui reconnaissent des complexes CD1d / glycolipides est appelé cellules NKT invariantes (cellules iNKT). Ces cellules expriment un récepteur de cellules T invariantes demi-(TCR) composé d'une chaîne TCRa invariante qui est associée à des chaînes qui ont TCRβ diversité ¹¹ limitées. Contrairement aux cellules T conventionnelles qui doivent proliférer et se différencier en cellules T effectrices activées, les cellules iNKT existent sous la forme d' une population effectrice et commencer à intervenir rapidement après l' administration de ¹² glycolipides. L'identification des cellules présentatrices d'antigène lipidique physiologiquement pertinente est un domaine actif de recherche, ainsi que plusieurs types de cellules distinctes telles que des cellules B, les macrophages et les DC ont été proposées pour effectuer cette fonction. Cependant, il a été démontré que le sous – ensemble ^Pos CD8a de DC est la cellule primaire médiation absorption et la présentation des antigènes aux cellules lipidiques iNKT de souris ¹³ et des glycolipides à médiation par contre-amorçage des cellules T CD8 ^14.

ove_content "> Pour comparer l'efficacité de la présentation de l'antigène par différentes cellules présentant l'antigène, une approche directe consiste à transférer différents types de TTB purifiées puisées avec des quantités équivalentes de l'antigène dans des hôtes naïfs. expériences de transfert de cellules de ce type sont souvent effectuées pour des études immunologiques. Cependant, la réalisation d' études de transfert avec des DC antigène ex vivo traité est difficile, étant donné que ces cellules existent populations comme rares dans les organes lymphoïdes où ils représentent moins de 2% des cellules totales ^15. Il est donc nécessaire de renforcer le développement de ces cellules chez les animaux donneurs d'augmenter l'efficacité des protocoles d'isolement.

Il est connu que le lymphoïde commun et progéniteurs myéloïdes communs, qui sont nécessaires pour la production de pDC, CD8 ^Pos et des sous – ensembles CD8 ^Neg DC, express liés fms-récepteur tyrosine kinase 3 (Flt-3). Une fois in vivo Flt-3 ligand (Flt-3L) l' administration, emigration de Flt-3 exprimant des cellules progénitrices de la moelle osseuse est augmentée, ce qui entraîne une augmentation de l'ensemencement des organes lymphoïdes périphériques et l'expansion de leur descendance ¹⁶ dendritiques matures. L'expression de Flt-3 est perdue lors de l'engagement du B, T ou NK voies de différenciation cellulaire. Par conséquent, seules des modifications minimes sont observées dans ces cellules lors de l'administration Flt-3L. Expansion similaire dans les populations DC est observée chez les souris portant des tumeurs générées par l' implantation d'une lignée de cellules B16-mélanome sécrétant murin Flt-3L, qui fournit une méthode simple et économique pour fournir des niveaux systémiques soutenus de Flt-3L ^17,18. En utilisant cette approche, nous avons mis au point un protocole basé sur l'implantation de cellules B16-mélanome sécrétant Flt-3L pour stimuler l'expansion de tous les sous-ensembles DC normaux dans la rate de la souris, ce qui augmente considérablement les rendements de ces cellules qui peuvent être isolées pour des expériences ultérieures . Nous constatons régulièrement que dans les 10 – 14 jours après im sous-cutanéela plantation de la tumeur sécrétant Flt-3, les souris développent une splénomégalie avec un enrichissement notable de DCs pour constituer 40-60% des cellules de rate totales. A partir de ces rates, différents sous-ensembles DC peuvent être isolés avec une grande pureté en utilisant le standard disponibles dans le commerce des kits de purification de cellules qui emploient des marqueurs phénotypiques spécifiques sous-ensemble.

Protocol

Les expérimentations animales sont réalisées conformément aux lignes directrices approuvées de la protection des animaux et de l'utilisation comité institutionnel (IACUC). Toutes les procédures nécessitant la stérilité sont effectuées dans une enceinte de sécurité biologique. 1. Implantation de B16.Flt3L mélanome chez la souris La culture de la lignée exprimant Flt-3 B16 de mélanome de cellules dans des fioles T25 pour culture de tissus , à une densité de 0,5…

Representative Results

Le résultat de cette procédure repose sur l'expansion des sous-ensembles DC par murin Flt-3L exprimé par les cellules de mélanome implantées. B16.Flt3L la tumeur est dérivé d'une souris C57BL / 6, et doivent être implantés dans les animaux avec cette souche de fond afin d'éviter l'échec de la tumeur à s'établir en raison du rejet. Dans certains cas, il peut être souhaitable d'utiliser des souris génétiquement modifiées pour dériver les PED avec d…

Discussion

Les cellules dendritiques sont acceptées comme le principal des cellules présentatrices d'antigène professionnelles impliquées dans l'amorçage de réponses des lymphocytes T. Leur fonction principale est de sonder le microenvironnement des tissus en prenant et le traitement des antigènes pour la présentation aux cellules T. Afin d'étudier la fonction de sous-ensembles DC spécifiques, ceux-ci doivent être isolés en nombre suffisant en utilisant une approche qui maintient leur phénotype et les fonc…

Materials

0.05% Trypsin-EDTA	Life Technologies, Gibco	25300-054
Isoflurane	Sigma-Aldrich	CDS019936-250MG
Collagenase D	Roche Diagnostics	11088858001
DNase I (dry powder)	QIAGEN	79254
200 proof ethanol	Thermo Fisher Scientific	9-6705-004-220	Used to prepare 70% ethanol
RBC lysis buffer	Sigma-Aldrich	R7757
RPMI-1640 medium with L-glutamine	Life Technologies, Gibco	11875-119
DMEM medium with L-glutamine	Life Technologies, Gibco	11995-073
200 mM L-glutamine	Life Technologies	25030081
MEM non-essential amino acids	Life Technologies, Gibco	11140-050
MEM essential amino acids	Life Technologies	11130-051
β-mercaptoethanol	Life Technologies, Invitrogen	21985-023
Sodium pyruvate	Life Technologies	11360-070
HEPES	Life Technologies, Invitrogen	15630
Phosphate buffered saline (PBS Ca2+ and Mg2+ free pH 7.2)	Life Technologies, Invitrogen	20012-050
Dulbecco’s PBS (DPBS with Ca2+ and Mg2+)	Life Technologies, Gibco	14040-182
0.5 M Ethylenediaminetetraacetate (EDTA) solution	Life Technologies	15575-020
Bovine serum albumin (BSA)	Sigma-Aldrich	A2153
Fetal calf serum	Atlanta Biologicals	S11050
Penicillin/streptomycin	Life Technologies, Invitrogen	15140-163
Trypan blue (dry powder)	Sigma-Aldrich	T6146-5G	Prepare 0.08% with PBS
Plasmacytoid Dendritic Cell Isolation Kit II, mouse	Miltenyi Biotech	130-092-786
Magnetic beads conjugated with anti-mouse CD11c	Miltenyi Biotech	130-152-001
CD8αPos mouse DC isolation kit	Miltenyi Biotech	130-091-169
Fc-gamma receptor blocking antibody (Clone 2.4G2)	BD Biosciences	553141
Anti-mouse CD11c-FITC	BD Biosciences	553801
Anti-mouse CD8α-PerCP	BD Biosciences	553036
Anti-mouse B220-PE	BD Biosciences	553090
1 ml syringes	BD	26048
23 G1 needle	BD	305145
100 mm Petri dishes	Thermo Fisher Scientific	875712
Surgical instruments	Kent Scientific	INSMOUSEKIT
Cell strainer (70 µm	BD	352350
Large Petri plates	Thermo Fisher Scientific	FB0875712
Vacuum filtration system (500 ml(0.22 um	Corning	431097
LS columns	Miltenyi	130-042-401
Magnetic stand MACS separator	Miltenyi Biotec	130-042-302
Wide-bore 200 μl pipette tips	PerkinElmer	111623
Corning ultra-low attachment 96-well plates	Corning	CLS3474-24EA
6-8 week old female C57BL/6 mice	Jackson Research Laboratories, Jax
Murine B16.Flt3L melanoma cell line			described by Mach et al. ,2000
Serum free DMEM and RPMI media
500 ml DMEM with L-glutamine, or 500 ml RPMI-1640 with L-glutamine 5 ml MEM nonessential amino acids (100x, 10 mM)     5 ml HEPES Buffer (1 M)     5 ml L-glutamine (200 mM)  0.5 ml 2-mercaptoethanol (5.5 x 10-2 M)			Mix all the ingredients in a biosafety cabinet with either DMEM or RPMI media depending on your need.  Filter sterilize the media by passing through a 0.22 µm vacuum filtration system.
Complete RPMI and DMEM media			Add 50 ml of heat inactivated fetal calf serum to serum free RPMI or DMEM media to obtain complete media.
MACS buffer:			Add 2 ml of 0.5 M EDTA and 10 ml of heat inactivated fetal calf serum to 500 ml of Phosphate-buffered saline (PBS, Ca2+ and Mg2+ Free, pH 7.2) and 2 ug/ml 2.4G2 (Fc-Block antibody).
FACS staining buffer			Dissolve sodium azide to 0.05% (0.25 g per 500 ml) in MACS buffer to obtain FACS staining buffer
10x Collagenase D and DNase 1 stock solution Dissolve 1 g of collagenase D and 0.2 ml of DNase 1 stock (1 mg/ml, 100x) in 20 ml of PBS containing Ca++ and Mg++ to obtain a solution of approximately 1,000-			2,000 Units of collagenase activity per ml This 10x stock solution can be prepared ahead of time and stored at -20 °C for several weeks. Dilute 1 ml of this with 9 ml of serum free RPMI immediately before use