The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Italian was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
Pharmazentrum Frankfurt / ZAFES, Goethe University Hospital Frankfurt
Hintermann, E., Ehser, J., Christen, U. The CYP2D6 Animal Model: How to Induce Autoimmune Hepatitis in Mice. J. Vis. Exp. (60), e3644, doi:10.3791/3644 (2012).
L'epatite autoimmune è una malattia rara ma pericolosa per la vita autoimmune del fegato di 1,2 eziologia sconosciuta. In passato, i tentativi numerosi sono stati fatti per generare un modello animale che riflette le caratteristiche della malattia umana 3-5. Tuttavia, in vari modelli la induzione di malattia era piuttosto complessa e spesso epatite era solo transitoria 3-5. Pertanto, abbiamo sviluppato un modello semplice topo che utilizza l'autoantigene maggiore umano in tipo 2 epatite autoimmune (AIH-2), cioè hCYP2D6, come un trigger 6. Di tipo 1 di fegato e rene anticorpi microsomiali (LKM-1) anticorpi che riconoscono hCYP2D6 sono il segno distintivo di EAI-2 7,8. Consegna di tipo selvatico hCYP2D6 in FVB o C57BL / 6 topi era da un costrutto Adenovirus (Ad-2D6) che assicura una consegna diretta dell'antigene di attivazione al fegato. Così, l'infiammazione conseguente locale genera un campo fertile 9 per il successivo sviluppo di autoimmunità. A combination di iniezione endovenosa e intraperitoneale di Ad-2D6 è la via più efficace per indurre un danno a lungo termine autoimmune al fegato (sezione 1). Qui forniamo un protocollo dettagliato su come autoimmune malattia epatica viene indotta nel modello CYP2D6 e come i differenti aspetti di danno epatico può essere valutata. In primo luogo, i livelli sierici di markers che indicano distruzione epatociti, come aminotransferasi, nonché i titoli di hCYP2D6 anticorpi sono determinate campionando sangue retroorbitaly (sezione 2). In secondo luogo, il hCYP2D6-specifica risposta di cellule T è caratterizzata da raccogliendo linfociti dalla milza e il fegato. Al fine di ottenere linfociti fegato puri, i fegatini sono perfusi dalla PBS attraverso la vena portale (sezione 3), digerito in collagene e purificato su un gradiente di Percoll (sezione 4). La frequenza di hCYP2D6 specifiche cellule T viene analizzato dalla stimolazione con hCYP2D6 peptidi e l'identificazione delle cellule che producono IFN-mediante citometria di flusso (sezione 5). Terzo,infiltrazione cellulare e fibrosi è determinata dalla immunoistochimica su sezioni di fegato (sezione 6). Regime Tale analisi dovrà essere condotta in diversi momenti dopo l'inizio della malattia al fine di dimostrare la natura cronica del modello. La grandezza della risposta immunitaria caratterizzata dalla frequenza e l'attività di hCYP2D6-specifici T e / o cellule B e il grado del danno epatico e fibrosi devono essere valutati per una successiva valutazione di possibili trattamenti per prevenire, ritardare o abrogare la autodestructive processo del fegato.
1. L'iniezione endovenosa di Ad-2D6 in seno oftalmica
In alternativa, l'iniezione endovenosa può essere eseguita attraverso la vena della coda. Tuttavia, iniezione tramite il seno oftalmica è molto più facile da eseguire e minimizza la perdita di soluzione virus. È stato dimostrato che queste due tecniche possono essere utilizzati in modo intercambiabile e che entrambe le vie sono ugualmente efficaci 10.
Topi infetti vengono monitorati per gli effetti avversi e segni evidenti di sofferenza e di dolore, come la perdita di appetito, perdita di peso, perdita di mobilità, il mancato sposo, pelo ruvido, curvoaspetto, così come leccare, mordere, graffiare, o agitando una particolare area (ad esempio il sito di iniezione). Anche se i topi visualizzare un danno enorme al fegato nel modello CYP2D6, i topi sembrano sani e non mostrano segni di sofferenza, dolore o stress. Tuttavia, gli indicatori di insufficienza epatica grave, come aminotransferasi sierica sono determinati su base regolare o fanno parte degli esperimenti effettuati. I livelli sierici di transaminasi> 1000 U / l deve apparire come un risultato diretto della infezione da virus, ma non cronicamente. Se i livelli sierici di transaminasi sono cronicamente di sopra di 1000 U / l (limite di gravità) i topi vengono sacrificati.
2. Mouse occhio sanguinamento
In alternativa, il prelievo di sangue può essere fatto attraverso la vena della coda o tramite la vena temporale superficiale 11.
3. Fegato di topo perfusione
Nota: Questo passo è importante per evitare una contaminazione dei linfociti epatiche isolate da linfociti del sangue
4. Isolamento dei linfociti del fegato
5,1 stimolazione:
5,2. Colorazione:
6. Immunoistochimica
6,1. Colorazione H & E per la valutazione della patologia del fegato generale:
6,2. Immunoistochimica per la deposizione di collagene I:
7. Risultati rappresentativi
L'infezione di topi con Ad-2D6 indotte da due fasi distinte di danno epatico. Nei primi giorni dopo l'infezione, infezione virale del fegato provoca un aumento acuto dei livelli sierici di transaminasi, un indicatore della morte degli epatociti 6. Questa prima, fase acuta si verifica indipendente della espressione di hCYP2D6 e possono anche essere osservati dopo infezione con un virus controllo vuota (Ad-Control) o un virus che esprime proteina verde fluorescenza (Ad-GFP). In contrasto, il secondo stadio è autoimmune-mediata e dipendente dalla espressione della molecola innesco hCYP2D6. Questa fase autoimmune si verifica entro 2-4 settimane dopo l'infezione e persiste per diversi mesi 6.

Le seguenti caratteristiche sono caratteristiche di epatite autoimmune persistente si sviluppa dopo Ad-2D6-infezione di tipo selvatico o FVB C57BL / 6 topi nel modello CYP2D6: in primo luogo, il fegato presenta una morfologia aberrante cambiato. In particolare, i lobi epatici sono fusi, noduli iperplasici appaiono sparsi tutto il fegato e una fibrosi capsulare massiccia è visibile (figura 2).

Figura 2. Morfologia del fegato. Tipico Ad-2D6-indotto danni al fegato come rilevato a 4 settimane dopo l'infezione. Si noti che i lobi del fegato singoli si fondono (punte di freccia). Noduli iperplasico appaiono sparsi tutto il fegato (frecce). Infezione con un adenovirus controllo non esprimendo hCYP2D6 ha alcun effetto sulla morfologia fegato.
Infiltrazioni cellulari secondo luogo, esteso e persistente appaiono nelle regioni peri-portale e parenchimale di fegato di topi Ad-2D6-infetti, ma non Ad-Control-infetti (figura 3A). Fibrosi sviluppa prevalentemente nella regione sottocapsulare con alcuni fasci di collagene sporgenti nel parenchima (figura 3B).

Figura 3. Istologia epatica A:. Colorazione H & E della sezione di tessuto epatico di topi FVB infettati sia con Ad-Control o Ad-2D6 a 4 settimane dopo l'infezione. Si noti che significative infiltrazioni di cellule mononucleate sono presenti solo in Ad-2D6 topi infettati (frecce singole). Tripla frecce indicano grandi infiltrazioni cellulari nel parenchima epatico ponte tra vicini spazi portali. B: rappresentazione immunoistochimica della fibrosi epatica a 4 settimane dopo l'infezione con Ad-2D6 o Ad-controllo. Le sezioni di fegato sono stati colorati per il collagene con un anticorpo anti-collagene I. Nota strato multiplo di disposizione collagene sotto la capsula fegato (frecce triple) con alcuni fasci sporgenti nel parenchima (frecce singole) e la presenza di grandi cluster di cellule infiltranti (punte di freccia). Due sezioni di fegato rappresentative vengono visualizzati per ogni condizione. Bar Dimensioni: 100μm.
Una terza caratteristica è la generazione di alti titoli di anticorpi anti-CYP2D6, che hanno una specificità simile a epitopo umani LKM-1 anticorpi 6,13. Ultimi, hCYP2D6 specifiche CD4 e CD8 T, che sono generati prevalentemente a casa per il fegato. Tali hCYP2D6-specifiche cellule T può essere rilevata dalla stimolazione con immunodomigravide hCYP2D6 peptidi e successiva misura di espressione IFNy da una colorazione intracellulare di citochine (ICCS) (figura 4). hCYP2D6 specifiche cellule CD8 T uccidere Ad-2D6-infettate cellule bersaglio in vivo 12.

Figura 4. hCYP2D6 specifiche cellule T mediante citometria a flusso. hCYP2D6 di specifiche cellule T. Linfociti del fegato sono stati isolati a 4 settimane dopo l'Ad-2D6-infezione e sono stati stimolati sia con i CD4 e CD8 immunodominanti hCYP2D6 epitopi durante la notte. Generazione di IFNy è stato rilevato mediante colorazione citochina intracellulare e analizzati mediante citometria a flusso utilizzando uno FACS Canto II (BD Biosciences, Heidelberg, Germania). La percentuale di hCYP2D6-specifici CD4 e CD8 è indicata.
In studi precedenti, l'epatite sperimentale è stato spesso segnalato per essere solo transitori e molti modelli attuali di una patologia epatica autoimmune dipende da una malattia piuttosto complessi protocolli di induzione (per una rassegna si veda 3,5). Ad esempio, parecchi modelli utilizzare topi transgenici esprimendo antigeni bersaglio specifici e adoptively trasferiti bersaglio antigene-specifici, per lo più TcR-transgenici, cellule T 14,15. Spesso un'infezione supplementare con virus livertropic, batteri o parassiti è necessario di indurre la malattia 16-18. In alternativa, DNA-vaccinazione con plasmidi codificanti per antigeni bersaglio, compresi CYP2D6 19, viene usato per indurre epatite. Tuttavia, una vaccinazione supplementare con plasmidi codificano per pro-infiammatorie citochine, come IL-12, le è richiesto 20. Purtroppo, con poche eccezioni 15,20 epatite è solo transitoria.
Il modello di CYP2D6 6,21 utilizza un metodo semplice tO indurre epatite autoimmune semplicemente infettando i topi con un adenovirus esprimere hCYP2D6, l'autoantigene importante EAI-2 7,8. Consegna di CYP2D6 da uno costrutto adenovirus garantisce sia un targeting diretto del fegato nonché una infiammazione locale che promuove la ripartizione di tolleranza. È importante notare tuttavia che sia il titolo virus così come la via di somministrazione è fondamentale per questo modello. Da un lato, Ad-2D6 è un virus replicazione deficiente, così, un titolo sufficiente elevato di virus è richiesto per generare una quantità critica di antigene all'interno del fegato. D'altra parte, troppo alto un titolo potrebbe comportare una fatale insufficienza epatica acuta. Inoltre, è stato dimostrato precedentemente che infezione di topi da parte di alti titoli di adenovirus porta ad un esaurimento funzionale della risposta immunitaria 22. Nel nostro modello, abbiamo usato una combinazione di infezione endovenosa e intraperitoneale al fine di ottenere sia infiltrazione cronica cellulare nonché extfibrosi ensive. Abbiamo osservato che l'infezione endovenosa sola provoca ancora massiccia infiltrazione cellulare, ma nessuna fibrosi della regione sottocapsulare, indicando che infiammazione peritoneale a causa dell'iniezione intraperitoneale potessero essere coinvolti in il continuo accumulo sottocapsulare di collagene (Hintermann & Christen, manoscritto in preparazione). Tuttavia, è importante notare che la fibrosi epatica osservata è antigene-specifica, poiché non abbiamo fatto rilevare attivazione delle cellule stellate epatiche e della deposizione collagene dopo infezione con pari virus dei titoli-di Ad-GFP o Ad-Control 23.
Il CYP2D6 modello riflette molti aspetti della umana 1,2 AIH, come ad esempio l'epatite cronica, caratterizzata da persistente infiltrazione cellulare e fibrosi epatica 6. Inoltre, la presenza di high-titoli anticorpali anti-CYP2D6 anticorpi con specificità di epitopo simili e diffondendo 13 a LKM-1 anticorpi trovati in AIH-2 pazienti indica la preza di una comune reattività cronica autoimmune. CYP2D6 è il principale antigene in AIH-2, ma esso non viene riconosciuto da pazienti diagnosticati con il più frequente tipo 1 AIH. Inoltre, i pazienti affetti da altre malattie del fegato ad eziologia autoimmune, come la cirrosi biliare primaria (PBC) o colangite sclerosante primaria (PSC), di generare caratteristici autoanticorpi con specificità per autoantigeni fegato distinte e il loro fegato mostrano differenti caratteristiche patologiche di centraggio sulle piccole (PBC ) o grande (PSC) dotti biliari. Tuttavia, i modelli CYP2D6 offre l'opportunità di analizzare i meccanismi coinvolti nei processi di immunopathogenic epatiche infiammatorie croniche che si manifestano nel corso delle malattie autoimmuni del fegato, per identificare i giocatori chiave che guidano la distruzione autoimmune di epatociti e valutare possibili interventi terapeutici per curare la malattia.
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questo lavoro è supportato dall'Università Goethe Hospital Francoforte e una sovvenzione della Fondazione tedesca per la ricerca di UC
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 23G needle | BD Biosciences | 300800 | |
| 27½G needle | VWR international | 612-0151 | |
| 30½ G needle | BD Biosciences | 304000 | |
| Alanine aminotransferase test strips (GPT/ALT) | Roche Group | 10 745 138 202 | |
| Aspartate aminotransferase test strips (GOT/AST) | Roche Group | 10 745 120 202 | |
| Anaesthesia Unit Univentor 400 | AgnTho’s |
||
| Base molds, disposable 37x24x10 mm | VWR international | 720-0208 | |
| Cell strainer 70mm | VWR international | 734-0003 | |
| Cryostat | Leica Microsystems | CM1850 UV | |
| Heparinized capillary tubes | Fisher Scientific | 3123987 | |
| Microscope slides Superfrost Plus | Menzel-Glaser | J1800AMNZ | |
| Microtainer SST tubes | BD Biosciences | 365951 | |
| Microtiter plates, V-bottom | VWR international | 391-1924 | |
| Reflotron Plus | Roche Group | Determiniation of serum AST / ALT | |
| Rabbit anti-mouse anti-Collagen type I IgG, | Chemicon International | AB765P | |
| Biotinylated goat anti-rabbit IgG | Vector Laboratories | VC-BA-1000-MC15 | |
| FITC-conjugated anti mouse CD8a antibody | SouthernBiotech | 1550-02 | |
| PE-conjugated anti mouse IFNγ antibody | BD Biosciences | 554412 | |
| PE-conjugated anti-mouse CD16/CD32 antibody (FcR block) | BD Biosciences | 553141 | |
| Aquatex | VWR international | 1.08562.0050 | |
| Avidin/Biotin Blocking kit | Vector Laboratories | VC-SP-2001-KI01 | |
| Brefeldin A | Sigma-Aldrich | B6542 | |
| Collagenase IV | Sigma-Aldrich | C5138-100MG | |
| DAB substrate kit 3’3’diaminobenzidine | Vector Laboratories | VC-SK-4100-KI01 | |
| DNase | Sigma-Aldrich | DN-25 | |
| Elite ABC Reagent | Vector Laboratories | VC-PK-7100-L050 | |
| Eosin G/Y solution | Carl Roth Gmbh | X883.1 | |
| Fetal calf serum (FCS) | Biochrom AG | S 0115 | |
| Isofluran | Forene | B506 | |
| Meyer’s Hematoxylin solution | AppliChem | A4840,1000 | |
| OCT Compound | Sakura Finetek | 4583 | |
| PBS-buffered formaldehyde 10% | Carl Roth Gmbh | A146.3 | |
| Percoll | Amersham | 17-0891-01 | |
| Roti-Histokit | Carl Roth Gmbh | 6638.1 | |
| RPMI | Invitrogen | 61870 | |
| Saponin from quillaja bark | Sigma-Aldrich | S7900 |