يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
مرض التهاب الأمعاء (IBD) هو التهاب مزمن يصيب الجهاز الهضمي (GIT). واحدة من أفضل الطرق لدراسة الآليات المناعية المتضمنة أثناء المرض هي نموذج نقل الخلايا التائية لالتهاب القولون. في هذا النموذج ، يتم إعادة تكوين الفئران التي تعاني من نقص المناعة (متلقي RAG - /- ) بخلايا CD4 + T الساذجة من مضيفين من النوع البري الأصحاء.
يسمح هذا النموذج بفحص الأحداث المناعية المبكرة التي تؤدي إلى المرض والالتهاب المزمن ، عندما يستمر التهاب الأمعاء ولكنه لا يعتمد على مستضد محدد. لدراسة الدور المحتمل للخلايا العارضة للمستضد (APCs) في عملية المرض ، من المفيد أن يكون لديك نموذج مرض يحركه المستضد ، حيث يؤدي مستضد محدد مشتق من المستضد إلى التهاب القولون. ومن ثم تم تطوير نموذج التهاب القولون المدفوع بالمستضد. في هذا النموذج OT-II CD4 + الخلايا التائية ، التي يمكنها التعرف على حواتم محددة فقط في بروتين OVA ، يتم نقلها إلى مضيفات RAG - / - التي تواجه تحديا مع CFP-OVA التي تعبر عن الإشريكية القولونية. يسمح هذا النموذج بفحص التفاعلات بين APCs والخلايا التائية في الصفيحة الخاصة.
الأمعاء هو أكبر سطح الجسم الذي يتعرض للبيئة الخارجية. واسعة ومتنوعة من الميكروبات المقيمين استعمار أمعاء الإنسان لتشكيل الجراثيم المعوية (أو البكتيريا). ويقدر هذا ليصل قوامها إلى 100 تريليون خلية الميكروبية ويشكل واحدا من الموائل البكتيرية الأكثر اكتظاظا بالسكان المعروف في علم الأحياء 1-3. في الجهاز الهضمي البكتيريا استعمار كوة المعوية حيث البقاء على قيد الحياة والتكاثر 4. وفي المقابل، فإن الجراثيم يمنح المضيف مع ميزات وظيفية إضافية غير المشفرة على الجينوم 1. على سبيل المثال الجراثيم يحفز تكاثر الخلايا الظهارية، وتنتج الفيتامينات التي تستضيف لا يمكن ان تنتج من تلقاء نفسها، وينظم عملية الأيض، ويحمي ضد مسببات الأمراض 4-6. ونظرا لهذا علاقة مفيدة، وقد اقترح بعض الكتاب أن البشر هم "فائقة الكائنات" أو "holobionts" التي هي مزيج من البكتيريا والإنسان جينات 7،8. وبالنظر إلى التأثير الإيجابي للالجراثيم على (الإنسان) المضيف، يحتاج نظام المناعة المعوية على تحمل الميكروبات المتعايشة لتمكين وجودها في لمعة ولكن أيضا قتل مسببات الأمراض التي تغزو من الجانب اللمعية 9-11. وقد وضعت جهاز المناعة المعوية آليات للتمييز بين الميكروبات اللمعية غير ضارة ويمكن أن تكون ضارة. لكن هذه الآليات ليست جيدا حتى الآن فهم 12. المحافظة على سلامة الأمعاء يتطلب توازن المناعة ينظم بإحكام للحفاظ على التوازن بين التسامح والحصانة 13. خلل في توازن المناعة يساهم في تحريض الأمراض المعوية مثل مرض التهاب الأمعاء (IBD) 3،14.
هناك نوعان رئيسيان من مرض التهاب الأمعاء: مرض كرون (CD) والتهاب القولون التقرحي (UC). المرضى الذين يعانون من هذه الأمراض عادة تعاني من نزيف المستقيم، والإسهال الشديد وآلام في البطن 15،16. لسبب واحد من IBD لا يزالغير معروف، ولكن مجموعة من العوامل الوراثية والتأثيرات البيئية والاستجابات المناعية dysregulated قد يكون الحدث الرئيسي لتطور المرض 15.
وقد استخدمت النماذج الحيوانية للمرض التهاب الأمعاء لأكثر من 50 عاما. في العقود القليلة الماضية تم تطوير أنظمة نموذج IBD جديدة لاختبار مختلف الفرضيات عن التسبب في مرض التهاب الأمعاء 17،18. نموذج أفضل وصف لالتهاب القولون المزمن هو نموذج نقل T-الخلية التي يدفع اختلال التوازن تي خلية 19،20. ويتضمن هذا النموذج نقل خلايا T ساذجة من الفئران مناعيا في مضيفين التي تفتقر إلى T والخلايا البائية (مثل الفريق الاستشاري - / - والفئران SCID) 16،21. تتم مراقبة تطور المرض في هذا النموذج ل3-10 أسابيع من خلال تقييم وجود الإسهال، وانخفاض النشاط البدني، وفقدان وزن الجسم. وهذا ما يسمى متلازمة الهزال 16. بالمقارنة مع الفئران صحي في انسجة القولون الجنود المزروعة هي thicke لص، وأقصر وأثقل 16. عن طريق نقل الخلايا نموذج T، فمن الممكن أن نفهم كيف تختلف T السكان الخلية يمكن أن تسهم في التسبب في مرض التهاب الأمعاء 22. نقل خلية نموذج T لا تحليل التفاعلات بين ناقلات الجنود المدرعة وخلايا T في عملية المرض بطريقة مستضد معين. وقد تبين أن التفاعل بين خلايا الدم النخاعي والخلايا اللمفاوية يمكن أن يكون مسؤولا عن تطوير التهاب الأمعاء 23. وعلى الرغم من توضيح جوانب عديدة من مرض التهاب الأمعاء، والأحداث الأولية التي تؤدي إلى تطور المرض لا تزال بحاجة إلى أن تفهم بوضوح.
وقد تبين أنه في حالة عدم وجود نقل الجراثيم التهاب القولون لا يمكن تأسيس 24. في الآونة الأخيرة، العديد من النظريات تشير إلى أن مرض التهاب الأمعاء يمكن أن يكون نتيجة لاستجابة مناعية ضد البكتيريا المتعايشة 25. وقد اقترح المؤلفان أيضا أن البكتيريا المتعايشة ضرورية للحث على التهاب في الأمعاء القاصي26. وفي الجرثومية مجانية (GF) الحيوانات ويضعف الجهاز المناعي المعوي عموما 27،28، ولكن الاستعمار من هذه الفئران مع خليط من خالية محددة الممرض البكتيريا النتائج في تطوير نظام المناعة في الأمعاء، كامل الأهلية 29. وبالتالي، فإن الجراثيم ويبدو أن عنصرا رئيسيا في التسبب في مرض التهاب الأمعاء، إما على شكل الآلية التي يهيئ لأو يحمي من تطور التهاب الأمعاء 30،31. وتشير النظريات الحالية التي IBD هو نتيجة لعدم التوازن الميكروبي، ودعا dysbiosis، في المرضى الذين يعانون راثيا 32، ولكن ليس من الواضح بعد ما اذا كان dysbiosis هو سبب أو نتيجة للمرض 12. النظر في دور الكائنات الدقيقة في تطوير مرض التهاب الأمعاء، في التجارب المختبرية أظهرت أن خلايا CD4 + T يمكن تفعيلها من خلال ناقلات الجنود المدرعة نابض مع البكتيريا المعوية 33،34.
وعلاوة على ذلك، فقد تبين أن المستضدات منمختلفة الأنواع البكتيرية المتعايشة، مثل E. القولونية، باكتيرويديز، الجرثمة والمتقلبة، قادرة على تنشيط خلايا CD4 + T 35. هذا يدل على أن تقديم المضادات البكتيرية إلى T الخلايا من أهمية لتطوير مرض التهاب الأمعاء. للحد من تعقيد مستضدات متعددة مشتقة من النباتات الدقيقة في عملية المرض، تم إنشاء سلالة القولونية التي تنتج المستضد OVA. وكان المستحث نقل التهاب القولون عن طريق حقن خلايا T OVA محددة إلى الفريق الاستشاري - / - الحيوانات المستعمر مع، معربا عن OVA E. القولونية.
ويستند هذا النموذج على أدلة حديثة تشير إلى أن CX 3 CR1 + النواب، مجموعة فرعية الخلايا الرئيسية في الصفيحة المخصوصة القولون (CLP) 36، تتفاعل مع خلايا CD4 + T خلال نقل التهاب القولون 37. نواب عينة لمعة الأمعاء للمستضد الجسيمات، مثل البكتيريا، وذلك باستخدام التشعبات 36، 38،39. الدراسات السابقةأثبتت أن النواب ويمكن أيضا تناول المضادات القابلة للذوبان، مثل البيض، وإدخالها في الامعاء التجويف 40،41. وبالنظر إلى وفرة من CX 3 CR1 + النواب في قانون ممارسة مهنة المحاماة، فمن الممكن أن هذه الخلايا يمكن أخذ عينات البكتيريا اللمعية وتتفاعل مع خلايا CD4 T. التصوير متحد البؤر من الفئران زرعها مع خلايا CD4 + T-OVA محددة المستعمر مع E. القولونية CFP-OVA، وتبين أن CX 3 CR1 + النواب على اتصال مع خلية OT-II CD4 + T خلال تطوير التهاب القولون يحركها المستضد. يتيح هذا النموذج دراسة عملية تقديم المستضد بين ناقلات الجنود المدرعة المعوية وخلايا T معينة فقط لبعينها البكتيريا، معربا عن مستضد في لمعة الأمعاء.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كانت ولدت الفئران وأبقى تحت (SPF) شروط معينة خالية من مسببات الأمراض في منشأة الحيوان من جامعة أولم (أولم، ألمانيا). وقد أجريت التجارب على الحيوانات فقط وفقا للمبادئ التوجيهية للاستخدام الحيواني المحلي ولجنة الرعاية وقانون رعاية الحيوان الوطنية.
1. بناء على pCFP-OVA البلازميد
2. بناء القولونية pCFP-OVA
3. الجيل من OT-II / الفئران الأحمر
4. الطحال عزل الخلايا
5. CD4 + CD62 L + T إثراء خلية
6. تحريض التهاب القولون مدفوعة مستضد
7. عينات الأنسجة للفحص النسيجية
8. عزل خلايا القولون الصفيحة المخصوصة
9. تلطيخ خارج الخلية لتحليل FCM
تحليل 10. متحد البؤر المجهري
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إنشاء نموذج التهاب القولون يحركها مستضد وE. سلالة القولونية تم بناؤها الذي يحتوي البلازميد التي يتم تنصهر جين لCFP إلى تسلسل الترميز للبروتين ألبومين البيض والدجاج وبناء الانصهار وأعرب تحت سيطرة القوي المروج التأسيسية ف فرط (الشكل 1A). يظهر الفحص المجهري الفلورسنت أن E. المؤتلف القولونية pCFP-OVA، ولكن ليس E. الوالدين القولونية DH10B، عن CFP
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كما هو الحال مع كل نموذج آخر، نموذج التهاب القولون يحركها مستضد المذكورة أعلاه قد تقدم عدد قليل من القضايا التي المحقق أداء هذه التقنية يجب أن تكون على علم. عندما حقن OT-II / أحمر + CD4 + T + CD62L الخلايا في الدولة المضيفة، يجب أن يكون محقق لطيف جدا ودقيق لادخال الإبرة في التجويف البريتوني. قد يؤدي عدم القيام بذلك سيؤدي في تمزق في الأمعاء من الفأرة التي قد تؤدي إلى الوفاة، أو إدارة تحت الجلد من الخلايا التي لا تحفز اي مرض.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
JHN مدعوم من قبل المؤسسة الوطنية السويسرية (SNSF 310030_146290).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مرق LB ، ميلر (لوريا بيرتاني) | Difco | 244620 | |
| روتاري شيك | ريس لابوربيدرف إي كيه. | نموذج 3020 GFL | |
| 2 مم فجوة couvettes | Peqlab Biotechnologie GmbH | 71-2020 | |
| Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516-100ML | |
| Gene Pulser Xcell system | BioRad Laboratories GmbH | 1652660 | |
| LB Agar ، Miller (Luria-Bertani) | Difco | 244510 | |
| Ampicillin | Sigma-Aldrich | A9393-5G | |
| SOC Medium | Sigma-Aldrich | S1797-100ML | |
| طقم عزل البلازميد عالي النقاء | Roche | 11754777001 | |
| Agarose | Carl Roth GmbH & amp Co | 3810.1 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | E9884-100G | |
| Tris-HCl | Sigma-Aldrich | T5941 | |
| حمض الخليك الجليدي | Sigma-Aldrich | 537020 | |
| غرفة جل | PEQLAB Biotechnology GmbH | 40-0708 | |
| تحميل صبغة | Thermo Fisher | R0611 | |
| GeneRuler 1 كيلو بايت DNA سلم | Thermo Fisher | SM0312 | |
| محلول بروميد الإيثيديوم | Carl Roth GmbH & Co. KG | 2218.3 | |
| نظام توثيق الصور | Decon Science Tech GmbH | DeVision G | |
| تسلسل الحمض النووي | MWG-Biotech GmbH | ||
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) Biochrom | L182-50 | ||
| مجهر الفلورسنت | Zeiss | HBO 100 | |
| Mini-PROTEAN Tetra System | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1658005 | |
| PageRuler Prestained Protein Ladder | Fermentas ، سانت ليون روت ، ألمانيا | ||
| IstanBlue Solution | Expedeon ، كامبريدجشاير ، المملكة المتحدة | ||
| غشاء النيتروسليلوز ؛ | Macherey-Nagel GmbH & Co. KG | 741280 | |
| نشاف كهربائي | Biometra GmbH | 846-015-600 | |
| ألبومينات مصل الأبقار (BSA) | سيجما-ألدريتش | A6003-25G | |
| الأجسام المضادة للبيضا الألبومين | Abcam | ab181688 | |
| مكافحة الأرانب IgG & nbsp ؛ HRP | سيجما ألدريتش | A0545 | |
| بيرس ECL Plus الركيزة الغربية النشاف | بيرس التكنولوجيا الحيوية ، ثيرمو فيشر العلمية | 32132 | |
| فورين | أبوت | 2594.00.00 | |
| FBS | Invitrogen | 10500-064 | |
| مصافي خلايا الصقر | فيشر العلمية & nbsp ؛ | 08-771-2 | |
| كلوريد الأمونيوم | سيجما ألدريتش | 254134-5G | |
| تريس بيس | سيجما ألدريتش | 10708976001 | |
| CD4 < سوب > + < / سوپ > CD62 L < سوپ > + < / سوپ > طقم عزل T ؛ | Miltenyi Biotec | 130-093-227 | |
| MACS LS Columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| MACS MS Columns | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
| MidiMACS فاصل | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
| فاصل MiniMACS | Miltenyi Biotec | 130-042-102 | |
| MACS MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
| إبرة التغذية 20G | SouthPointe Surgical Supply، Inc | FN-7903 | |
| محلول فورمالين ، محايد مخزن مؤقت ، 10٪ | سيجما ألدريتش | HT501128 | |
| بارافين | سيجما ألدريتش | 1496904 | |
| هيماتوكسيلين | سيجما ألدريتش | H9627 | |
| Eosin y | سيجما ألدريتش | 230251 | |
| Dithiothreitol | Sigma-Aldrich | D9779 | |
| الكولاجيناز نوع الثامن | سيجما ألدريتش | C-2139 | |
| معهد روزويل بارك التذكاري (RPMI) متوسط | AppliChem | A2044 ، 9050 | |
| أزيد الصوديوم | سيجما ألدريتش | 438456 | |
| الماوس BD Fc Block | BD Pharmingen | 553141 | |
| FITC مترافق mAb V & szlig ؛ 5.1 ، 5.2 & nbsp ؛ | BD Pharmingen | 553189 | |
| ملزمة mAb مترافقة APC CD4 GK1.5 ؛ | eBioscience | 17-0041-83 | |
| FACS Calibur | BD Biosciences | ||
| FCS Express V3 برنامج | DeNovo | ||
| Meta مسح مجهر متحد البؤر | زايس | LSM 710 | |
| محطة عمل زايس | LSM | 7 | |
| Zeiss ZEM software | Zeiss | v4.2.0.121 | |
| لوحات مناعية Maxisorp | NUNC ، روسكيلد | 442404 | |
| ستربتافيدين الفوسفاتيز القلوي المترافق | جاكسون للأبحاث المناعية | 016-050-084 | |
| ركيزة الفوسفاتيز القلوية 4-نيتروفينيل فوسفات ملح ثنائي الصوديوم سداسي هيدرات | سيجما ألدريتش | 71768-5G | |
| mAb R4-6A2 | BD Biosciences | 551216 | |
| mAb XMG1.2 ؛ | BD Biosciences | 554410 | |
| TECAN microplate-ELISA reader | Tecan | ||
| EasyWin برنامج | Tecan | ||
| DNase I المؤتلف | 4536282001 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.