Abstract
CD4 + 조절 T 세포 (Tregs의)는 강력한 면역 변조기이며, 인간의 면역 항상성에 중요한 기능을 제공합니다. Tregs의 고갈은 암과 전염성 병원균에 대한 백신 설정에서 항원 특이 T 세포 반응의 측정이 증가하게되었다. 그들은 하나 해로운 HIV-1과 연관된 면역 활성을 억제하는 역할을하기 때문에 HIV-1 질병의 진행을 느리게하거나 또는 HIV-1 특이 면역을 억제함으로써 바이러스를 촉진 할 수 그러나, HIV-1 면역 기전에서의 역할은 논란이 남아있다 확산. 이해와 HIV-1의 맥락에서 변조 Treg 기능은 면역 또는 HIV 백신에 대한 잠재적 인 새로운 전략으로 이어질 수 있습니다. 그러나 중요한 질문을주의 깊게 연구 할 필요가 HIV-1 감염의 맥락에서 자신의 역할에 남아 있습니다.
Treg 인구 공부, 인간 CD4 + 말초 혈액에서 T 세포의 약 5 %를 대표하는 에스 어려운 것으로 입증되었습니다pecially HIV-1 관련 CD4의 T 세포 HIV-1에 감염된 사람들과 함께하는 Treg 고갈이 발생합니다. 고급 HIV-1 질병이나 조직 샘플은 단지 매우 작은 생물 학적 샘플을 얻을 수있는, 그러므로 매우 어려운과 개인의 규제 T 세포의 특성. 우리는 HIV-1 양성 개인의 Tregs의의 분리 및 확장을 사용하여 이러한 한계를 극복 할 수있는 기술적 인 해결책을 제안한다.
여기에서 우리는 성공적으로 체외에서 HIV-1에 감염된 개인으로부터 Tregs의 격리를 확장 할 수있는 쉽고 강력한 방법을 설명합니다. 흐름 분류 CD3 + CD4 + CD25 + CD127 낮은 Tregs의이 anti-CD3/anti-CD28 코팅 구슬로 자극하고 IL-2의 면전에서 배양 하였다. 확장 Tregs의이 FOXP3 높은 수준의 CTLA4를 표현 HELIOS 기존의 T 세포에 비해 매우 억압적인 것으로 보였다. Tregs의 큰 숫자에 쉽게 접근 연구자가 난을 해결하기 위해 수HIV-1 immunopathogenesis에서 자신의 역할에 관한 mportant 질문입니다. 우리는이 질문에 대답하는 것은 효과적인 HIV-1 백신의 개발에 유용한 통찰력을 제공 할 수 있습니다 믿습니다.
Introduction
HIV / AIDS 전세계 새롭게 2011 년에 감염 추정 2백50만명, 세계 에이즈 전염병을 억제하는 효과적인 HIV 백신에 대한 필요성과 함께 생활 이상의 3400 만 개인과 중요 남아 있습니다. 그러나 강렬한 연구 노력의 년간에도 불구하고, 현재까지 HIV-1 백신 효능 시험은 겸손 보호를 1-3로 이어질 및 보호 면역의 상관 관계를 제대로 이해 남아 있습니다. 보호에 필요한 면역 반응의 특성을 해명하는 것은 효과적인 HIV-1 백신과 HIV-1 감염을 대상으로 다른 immunotherapeutic 전략의 전략적 설계를위한 필수적입니다.
자연적인 CD4 + 조절 T 세포 (Tregs의)는 따라서 면역 - 매개 조직의 손상을 제한, 과도한 면역 활성을 조절하여 면역 세포의 항상성 유지에 중요하다. 그러나, 그들은 또한 병원균에 대한 면역 반응을 억제하고 자신의 통관을 방지 할 수 있습니다. 암과 헤파titis B 백신 연구는 Tregs의의 활동을 감소하는 백신 반응과 바이러스에 4-7에 대한 항원 특이 면역을 향상시킬 수 있음을 증명하고있다. 그러나 HIV-1 감염의 맥락에서, 규제 T 세포의 정확한 영향은 불완전하게 이해 남아있다. Tregs의이 활성화 된 T 세포 8 바이러스 복제를 감소 그리고 아마도 면역 활성화 9 영향을 표시했다. 그들은 또한 질병의 진행 10,11에 대한 부정적인 결과가있을 수 HIV-1 특이 면역 반응을 억제하기 위해 표시되었습니다. 따라서, HIV-1 백신의 효능을 강화하는 Treg 활동을 조절 할 수되기 전에,이 질병의 맥락에서 그들의 기능에 추가 통찰력을 얻을 것이 중요합니다.
인간 CD4 + 조절 T 세포는 약 5 CD4의 % + 말초 혈액에서 T 세포, 그리고 추가로 절대 숫자 HIV-관련 CD4 + T 세포 고갈 12와 감소를 나타내는 상대적으로 부족한 세포 인구입니다 </>을 먹다. 공동 문화를 Treg와 같은 T 세포 증식 분석으로 Treg 기능을 평가하는 현재의 분석은 비교적 큰 세포 수에게 12을 사용합니다. 따라서 진보와 개인에 규제 T 세포의 기능과 특이성을 특성화 HIV-1 질병은 HIV 병인에 대한 자신의 중요성에도 불구하고, 도전하고있다.
HIV-1 환자에서 Tregs의의 생체 분리 및 확장은 이러한 제한을 극복 할 수있는 솔루션을 나타낼 수 있습니다. 여기에서 우리는 체외에서 HIV-1에 감염된 사람에서 파생 된 기능 Tregs의 검색을 확장 할 수있는 쉽고 강력한 프로토콜을 설명합니다, 우리는 더 이상 어떻게 표현형을 해석하고 유세포 분석을 사용하여 억제 기능을 테스트합니다. 우리는이 프로토콜은 Tregs의 접근을 용이하게하고 HIV-1 질병의 진행에서 자신의 역할을 이해하는 데 도움이됩니다 믿습니다.
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Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
RosetteSep Human CD4+ T Cell Enrichment Cocktail | Stemcells technologies | 15062 | |
PBS | Sigma | D8537 | |
FBS | Sigma | F4135 | |
Histopaque | Sigma | H8889 | |
Anti-CD3-PECy7 | BD Pharmingen | 557851 | |
Anti-CD4-FITC | eBioscience | 11-0049-42 | |
Anti-CD25-APC | eBioscience | 17-0259-42 | |
Anti-CD127-PE | BD Pharmingen | 557938 | |
Round-Bottom tube with 35 μm a nylon mesh | BD Falcon | 352235 | |
X-VIVO 15 | Lonza | 04-418Q | |
Penicillin/Streptomycin | Mediatech | 30-001-Cl | |
Human Serum | Gemini Bio-Products | 100-512 | |
Human T-activator CD3/CD28 | Life Technologies | 111.31D | |
IL-2 | NIH Aids Research Reference Reagent Program | 136 | |
LIVE/DEAD Fixable Violet Dead Cell Stain Kit | Life technologies | L34955 | |
Anti-CD4-qdot-655 | Life Technologies | Q10007 | |
Anti-CD25-PECy5 | eBiosciences | 15-0259-42 | |
Foxp3 / Transcription Factor Staining Buffer Set | eBiosciences | 00-5523-00 | |
Anti-FOXP3-PE | eBiosciences | 12-4776-42 | |
Anti-HELIOS-FITC | Biolegend | 137204 | |
Anti-CTLA4-APC | BD Pharmingen | 555855 | |
CellTrace Violet Cell Proliferation Kit | Life Technologies | C34557 | |
Vybrant CFDA SE Cell Tracer Kit | Life Technologies | V12883 | |
HEPES | Mediatech | 25-060-Cl | |
Treg Suppression inspector | Miltenyi Biotec | 130-092-909 | |
Anti-CD4-APC | BD Pharmingen | 340443 | |
Anti-CD8-AF700 | BD Pharmingen | 557945 | |
RPMI 1640 | Sigma | R0883 | |
Glutamine | Mediatech | 25-002-Cl | |
Materials | |||
BD Vacutainer Blood Collection Tube w/ ACID CITRATE DEXTROSE (ACD) | Becton, Dickinson and Company (BD) | 364606 | |
FACSAria IIu Cell Sorter | BD Biosciences | - | |
LSR II Flow Cytometer | BD Biosciences | - | |
FlowJo | Tree Star | v887 |
References
- Rerks-Ngarm, S., et al. Vaccination with ALVAC and AIDSVAX to prevent HIV-1 infection in Thailand. N. Engl. J. Med. 361, 2209-2220 (2009).
- Buchbinder, S. P., et al. Efficacy assessment of a cell-mediated immunity HIV-1 vaccine (the Step Study): a double-blind, randomised, placebo-controlled, test-of-concept trial. Lancet. 372 (08), 1881-1893 (2008).
- Pitisuttithum, P., et al. Randomized, double-blind, placebo-controlled efficacy trial of a bivalent recombinant glycoprotein 120 HIV-1 vaccine among injection drug users in Bangkok, Thailand. J. Infect. Dis. 194, 1661-1671 (2006).
- Morse, M. A., et al. Depletion of human regulatory T cells specifically enhances antigen-specific immune responses to cancer vaccines. Blood. 112, 610-618 (2008).
- Furuichi, Y., et al. Depletion of CD25+CD4+T cells (Tregs) enhances the HBV-specific CD8+ T cell response primed by DNA immunization. World J. Gastroenterol. 11, 3772-3777 (2005).
- Rech, A. J., Vonderheide, R. H. Clinical use of anti-CD25 antibody daclizumab to enhance immune responses to tumor antigen vaccination by targeting regulatory T cells. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1174, 99-106 (2009).
- Ruter, J., et al. Altering regulatory T cell function in cancer immunotherapy: a novel means to boost the efficacy of cancer vaccines. Front Biosci. 14, 1761-1770 (2009).
- Moreno-Fernandez, M. E., Rueda, C. M., Rusie, L. K., Chougnet, C. A. Regulatory T cells control HIV replication in activated T cells through a cAMP-dependent mechanism. Blood. 117, 5372-5380 (2011).
- Schulze Zur Wiesch, J., et al. Comprehensive analysis of frequency and phenotype of T regulatory cells in HIV infection: CD39 expression of FoxP3+ T regulatory cells correlates with progressive disease. J. Virol. 85, 1287-1297 (2011).
- Kinter, A., et al. Suppression of HIV-specific T cell activity by lymph node CD25+ regulatory T cells from HIV-infected individuals. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 3390-3395 (2007).
- Moreno-Fernandez, M. E., Presicce, P., Chougnet, C. A. Homeostasis and function of regulatory T cells in HIV/SIV infection. J. Virol. , (2012).
- Angin, M., et al. Preserved Function of Regulatory T Cells in Chronic HIV-1 Infection Despite Decreased Numbers in Blood and Tissue. J. Infect. Dis. 205, 1495-1500 (2012).
- Seddiki, N., et al. Expression of interleukin (IL)-2 and IL-7 receptors discriminates between human regulatory and activated T cells. J Exp Med. 203, 1693-1700 (2006).
- De Jager, P. L., et al. The role of the CD58 locus in multiple sclerosis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 5264-5269 (2009).
- Baron, U., et al. DNA demethylation in the human FOXP3 locus discriminates regulatory T cells from activated FOXP3(+) conventional T cells. Eur. J. Immunol. 37, 2378-2389 (2007).
- Salomon, B., et al. B7/CD28 costimulation is essential for the homeostasis of the CD4+CD25+ immunoregulatory T cells that control autoimmune diabetes. Immunity. 12, 431-440 (2000).
- Malek, T. R., Bayer, A. L. Tolerance, not immunity, crucially depends on IL-2. Nat. Rev. Immunol. 4, 665-674 (2004).
- Hoffmann, P., Eder, R., Kunz-Schughart, L. A., Andreesen, R., Edinger, M. Large-scale in vitro expansion of polyclonal human CD4(+)CD25high regulatory T cells. Blood. 104, 895-903 (2004).
- Putnam, A. L., et al. Expansion of human regulatory T-cells from patients with type 1 diabetes. Diabetes. 58, 652-662 (2009).
- Kreijveld, E., Koenen, H. J., Hilbrands, L. B., Joosten, I. Ex vivo expansion of human CD4+ CD25high regulatory T cells from transplant recipients permits functional analysis of small blood samples. J. Immunol. Methods. 314, 103-113 (2006).
- Ebinuma, H., et al. Identification and in vitro expansion of functional antigen-specific CD25+ FoxP3+ regulatory T cells in hepatitis C virus infection. J Virol. 82, 5043-5053 (2008).
- Strauss, L., Czystowska, M., Szajnik, M., Mandapathil, M., Whiteside, T. L. Differential responses of human regulatory T cells (Treg) and effector T cells to rapamycin. PLoS ONE. 4, e5994 (2009).
- Heredia, A., et al. Rapamycin causes down-regulation of CCR5 and accumulation of anti-HIV beta-chemokines: an approach to suppress R5 strains of HIV-1. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 10411-10416 (1073).
- Hoffmann, P., et al. Only the CD45RA+ subpopulation of CD4+CD25high T cells gives rise to homogeneous regulatory T-cell lines upon in vitro expansion. Blood. 108, 4260-4267 (2006).
- Hoffmann, P., et al. Loss of FOXP3 expression in natural human CD4+CD25+ regulatory T cells upon repetitive in vitro stimulation. Eur. J. Immunol. 39, 1088-1097 (2009).
- Wang, J., Ioan-Facsinay, A., vander Voort, E. I., Huizinga, T. W., Toes, R. E. Transient expression of FOXP3 in human activated nonregulatory CD4+ T cells. Eur. J. Immunol. 37, 129-138 (2007).
- Takahashi, T., et al. Immunologic self-tolerance maintained by CD25(+)CD4(+) regulatory T cells constitutively expressing cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4. J. Exp. Med. 192, 303-310 (2000).
- Thornton, A. M., et al. Expression of Helios, an Ikaros transcription factor family member, differentiates thymic-derived from peripherally induced Foxp3+ T regulatory cells. J. Immunol. 184, 3433-3441 (2010).
- Zheng, S. G., Gray, J. D., Ohtsuka, K., Yamagiwa, S., Horwitz, D. A. Generation ex vivo of TGF-beta-producing regulatory T cells from CD4+CD25- precursors. J. Immunol. 169, 4183-4189 (2002).
- Gregori, S., Roncarolo, M. G., Bacchetta, R. Methods for in vitro generation of human type 1 regulatory T cells. Methods Mol. Biol. 677, 31-46 (2011).