يصف هذا البروتوكول الجيل استنساخه وphenotyping من صنع الإنسان خلايا T التنظيمية (iTregs) من خلايا CD4 + T ساذجة في المختبر. بروتوكولات مختلفة لتحريض FOXP3 تسمح لدراسة الظواهر iTreg محددة تم الحصول عليها مع البروتوكولات ذات الصلة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يصف هذا البروتوكول الجيل استنساخه وphenotyping من صنع الإنسان خلايا T التنظيمية (iTregs) من خلايا CD4 + T ساذجة في المختبر. بروتوكولات مختلفة لتحريض FOXP3 تسمح لدراسة الظواهر iTreg محددة تم الحصول عليها مع البروتوكولات ذات الصلة.
الخلايا التائية التنظيمية (Tregs) هي جزء لا يتجزأ من التسامح المحيطي ، وتثبط ردود الفعل المناعية ضد الهياكل الذاتية وبالتالي تمنع أمراض المناعة الذاتية. الأساليب السريرية لنقل Tregs بالتبني ، أو استنفاد Tregs في السرطان ، جارية مع نتائج أولى واعدة.
نظرا لأن عدد Tregs التي تحدث بشكل طبيعي (nTregs) محدود للغاية ، فإن دراسة بعض ميزات Treg باستخدام Tregs المستحثة في المختبر (iTregs) يمكن أن تكون مفيدة. حتى الآن ، فإن أفضل علامة بروتين وإن لم تكن محددة تماما لتحديد Tregs هي عامل النسخ FOXP3. على الرغم من أهمية Tregs بما في ذلك الأدوار غير الزائدة عن الحاجة ل Tregs المستحثة محيطيا ، إلا أن بروتوكولات إنشاء iTregs مثيرة للجدل حاليا ، خاصة بالنسبة للخلايا البشرية. لذلك يصف هذا البروتوكول التمايز في المختبر ل CD4 + FOXP3 + iTregs البشرية من الخلايا التائية البشرية الساذجة باستخدام مجموعة من العوامل المحفزة ل Treg (TGF-β بالإضافة إلى IL-2 فقط ، أو دمجها مع حمض الريتينويك أو الرابامايسين أو الزبد) بالتوازي. كما يصف التنميط الظاهري لهذه الخلايا عن طريق قياس التدفق الخلوي و qRT-PCR.
تؤدي هذه البروتوكولات إلى التعبير القابل للتكرار عن FOXP3 وجينات توقيع Treg الأخرى وتمكن من دراسة الآليات التنظيمية العامة ل FOXP3 بالإضافة إلى التأثيرات الخاصة بالبروتوكول لتحديد تأثير عوامل معينة. يمكن استخدام iTregs لدراسة جوانب النمط الظاهري المختلفة بالإضافة إلى الآليات الجزيئية لتحريض Treg. يتم تسهيل الدراسات الجزيئية التفصيلية من خلال أعداد خلايا كبيرة نسبيا يمكن الحصول عليها.
أحد القيود المفروضة على تطبيق iTregs هو عدم الاستقرار النسبي لتعبير FOXP3 في هذه الخلايا مقارنة ب nTregs. يمكن أيضا استخدام iTregs التي تم إنشاؤها بواسطة هذه البروتوكولات في المقايسات الوظيفية مثل دراسة وظيفتها القمعية ، حيث يظهر iTregs الناجم عن TGF-β بالإضافة إلى حمض الريتينويك والرابامايسين نشاطا قمعيا فائقا. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف القدرة القمعية ل iTregs عن nTregs واستخدام عناصر التحكم المناسبة أمر بالغ الأهمية.
CD4 + CD25 + FOXP3 + الخلايا التائية التنظيمية (Tregs) قمع الخلايا المناعية الأخرى، وهي سطاء الحرجة من التسامح الطرفية، ومنع المناعة الذاتية والمفرط التهاب 1. ومن الأمثلة على أهمية Tregs من الأمراض التي تصيب البشر العاشر مرتبطة immunodysregulation polyendocrinopathy الأمعاء متلازمة (IPEX)، الذي فقدان Tregs بسبب طفرات في `master' Treg عامل النسخ مربع forkhead P3 (FOXP3) يؤدي إلى أمراض المناعة الذاتية النظامية شديد، قاتلة في سن مبكرة. ومع ذلك، Tregs بمثابة سيف ذو حدين في الجهاز المناعي لأنها يمكن أن تعرقل أيضا الحصانة المضادة للورم في بعض الإعدادات 2. التلاعب العلاجي لعدد Treg وظيفة وبالتالي خاضعة للعديد من التحقيقات السريرية. في السرطان، يمكن أن استنزاف Tregs يكون من المرغوب فيه وبعض نجاح النهج السريرية يشجع المزيد من البحوث 3. في أمراض المناعة الذاتية والالتهابات، بالإضافة إلى الآثار العلاجية من Tregs في سفنماذج المرض الماوس راؤول، مؤخرا أول التجارب في الرجل نقل Treg بالتبني لمنع graft- مقابل -host المرض (GvHD) 4-7، وتقييم السلامة في علاج مرض السكري نوع 1 8 أظهر نتائج واعدة جدا.
طبيعيا Tregs (nTregs) تشمل tTregs المستمدة التوتة وpTregs الناجم عن محيطي، مع وظائف أساسية غير زائدة عن الحاجة في الحفاظ على صحة 9-11. ومع ذلك، أرقام nTreg محدودة، وتشجيع نهج متكامل من حمل Tregs (iTregs) في المختبر من السذاجة السلائف الخلايا التائية 12. لا يزال استقرار iTregs، ويفترض نظرا لعدم وجود نزع الميثيل في ما يسمى منطقة demethylated Treg محددة (TSDR) في موضع FOXP3 الجين 13، لا يزال مصدر قلق وتشير العديد من الدراسات أن في الجسم الحي الناجم Tregs هي أكثر استقرارا 14.
حتى الآن، لا تزال FOXP3 أفضل بروتين مarker لTregs لكنها ليست محددة تماما لأن خلايا CD4 + T CD25- التقليدية الإنسان التعبير عن عابر المستويات المتوسطة من FOXP3 على تفعيل 15،16. على الرغم من إحراز تقدم كبير في توضيح تنظيم التعبير FOXP3، لا يزال هناك الكثير ليتم اكتشافه بخصوص تحريض والاستقرار وظيفة FOXP3 خاصة في الخلايا البشرية. وعلى الرغم من الاختلافات إلى nTregs، في المختبر يسببها FOXP3 + خلايا CD4 + T يمكن استخدامها كنظام نموذج لدراسة الآليات الجزيئية للتحريض FOXP3 وكنقطة انطلاق لوضع بروتوكولات في المستقبل التي تسمح لجيل من iTregs التي هي أكثر شبها في فيفو ولدت Tregs، التي يمكن أن تكون قابلة للتطبيق لاستراتيجيات نقل بالتبني في المستقبل.
ليس هناك `بروتوكول الذهب standard' للحث على iTregs البشري، وتم البروتوكولات الحالية مبنية على محاكاة الظروف Treg الذي يحفز في الجسم الحي: انترلوكين 2 (IL-2) وتحويل β عامل النمو (TGF-β) إشارات حاسمة لتحريض FOXP3 في الجسم الحي 17، وجميع العابر حمض الريتينويك (atra) - كثيرا ما يستخدم لتعزيز FOXP3 الاستقراء - الذي يتم انتاجه في الجسم الحي بواسطة الخلايا الجذعية المرتبطة الأمعاء في المختبر 18-21. لقد قمنا بتطوير بروتوكولات بشرية إضافية Treg الذي يحفز استخدام الزبدات 22 عاما، وهو مشتق الجراثيم-الأمعاء القصيرة سلسلة الأحماض الدهنية التي تم عرضها مؤخرا لزيادة الفئران Treg تحريض 23،24. نحن أيضا أنشأت مؤخرا بروتوكول جديد لجيل من iTregs مع وظيفة القمعية متفوقة في المختبر باستخدام مزيج من TGF-β، ATRA وrapamycin 22، وهذا الأخير هو الهدف الثدييات وافق سريريا من rapamycin (mTOR س) المانع أن يعرف لتعزيز صيانة FOXP3 أثناء البشرية Treg التوسع 25،26.
يصف هذا الأسلوب استنساخه فيجيل المختبر من خلايا CD4 الإنسان + FOXP3 + iTregs باستخدام مجموعة من الظروف المختلفة، وphenotyping في وقت لاحق من قبل التدفق الخلوي والكمي رد فعل عكسي سلسلة النسخ البلمرة (QRT-PCR) للكشف عن أنماط بروتوكول معين من التعبير عن FOXP3 وغيرها من Treg توقيع جزيئات هذه كما CD25، CTLA-4، EOS، وكذلك قمع الإنترفيرون γ وSATB1 التعبير 22. السكان الخلايا المتولدة يمكن استخدامها لالمقايسات الفنية بشأن النشاط القمعية أو الدراسات الجزيئية، سواء ما يتعلق المنظمين FOXP3 العامة أو لدراسة آثار محددة لبعض المركبات مثل الزبدات أو rapamycin. للمزيد من فهم الآليات الجزيئية القيادة Treg التمايز هو ذات أهمية كبيرة للنهج علاجية مستقبلية في المناعة الذاتية أو سرطان خصيصا لاستهداف جزيئات تشارك في توليد Treg وظيفة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الطرفية خلايا الدم وحيدات النوى الإنسان (PBMCs) تم عزل حديثا من مجهولة المصدر متبرع سليم المعاطف الشهباء شراؤها من مستشفى جامعة كارولينسكا في السويد. تم الحصول على تصريح الأخلاقي للتجارب من المجلس الإقليمي الأخلاقي الاستعراضي في ستوكهولم (Regionala etikprövningsnämnden ط ستوكهولم)، السويد (عدد موافقة: 2013 / 1458-1431 / 1).
1. تي عزل الخلايا من الدم المحيطي
2. Treg التعريفي الثقافة
3. تحليل المظهري من iTregs التي كتبها QRT-PCR
4. تحليل المظهري بواسطة التدفق الخلوي
ملاحظة: تم تحسين هذا البروتوكول لوصمة عارجي في 96U شكل لوحة جيدا مع 3 × 10 5 -1 × 10 6 خلايا. إذا كان هناك أقل خلايا لكل بئر، وتبدأ مع العديد من الآبار وتجمع كما هو موضح أدناه.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 1 مخطط من الإعداد التجريبية. ويبين الشكل 2 تلطيخ السيطرة نقاء التمثيلي للخلايا CD4 + T ساذجة معزولة مغناطيسيا وnTregs.
يظهر F igure 3A تدفق الخلوي استراتيجية المحاصرة والشكل 3B يظهر FOXP3 تمثيلا وCD25 قياس التدفق الخلوي stainings في يوم 6 من الثقافة تحت iTreg...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتيح بروتوكول صفها تحريض قوي من CD4 + البشري FOXP3 + iTregs من خلايا CD4 + T ساذجة الإنسان. ويتضمن البروتوكول الجديد الذي وصفنا في الآونة الأخيرة، وذلك باستخدام مزيج من TGF-β، ATRA وrapamycin، لتحريض iTregs مع متفوقة في المختبر القمعية وظيفة 22. مقارنة البروتوكولات الأخرى المنشورة، هناك ميزة أخرى هي تحريض مختلف السكان iTreg بالتوازي بواسطة بروتوكولات مختلفة، والتي تمكن من المقارنة المباشرة لتأثير بعض العوامل iTreg الذي يحفز، جنبا إلى جنب مع الخلايا ا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نينا ناجل معترف بها بامتنان للمساعدة الفنية أثناء تصوير الفيديو والإعداد التجريبي. نشكر إيفا ماريا فايس على المساعدة في بروتوكول تلطيخ FOXP3 داخل الخلايا وإليزابيث سوري باير ونينا أوبرل لإنشاء بروتوكول عزل nTreg. تم الاعتراف بماتيلدا إريكسون وبيري نوري لإدارة المختبرات.
التمويل: تم دعم A.S. من قبل زمالة ماري كوري داخل أوروبا ضمن برنامج إطار عمل المجتمع الأوروبي السابع ، ومؤسسة الدكتور أوكي أولسون ومؤسسات أبحاث KI ؛ تم دعم A.S. و JT من قبل منحة CERIC (مركز التميز لأبحاث الالتهابات وأمراض القلب والأوعية الدموية) ، تم دعم JT من قبل Vetenskapsrådet Medicine and Health (Dnr 2011-3264) ، مؤسسة Torsten Söderberg و FP7 STATegra و AFA Insurance ومجلس مقاطعة ستوكهولم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| حمض الريتينويك المتحولة | بالكامل سيجما ألدريتش | R2625-50MG & nbsp ؛ | |
| anit-human Foxp3-APC استنساخ 236A / E7 | eBioscience | 17-4777-42 | |
| microbeads CD25 المضادة للإنسان | Miltenyi Biotec | 130-092-983 | |
| CD25-PE المضادة للإنسان | Miltenyi Biotec | 130-091-024 | |
| الجسم المضاد CD28 المضاد للإنسان ، LEAF Purified ؛ | Biolegend | 302914 | |
| الأجسام المضادة CD3 المضادة للإنسان ، LEAF Purified ؛ | Biolegend | 317315 | |
| مضاد للإنسان CD45RA ، FITC | Miltenyi Biotec | 130-092-247 | |
| مضاد للإنسان CD45RO PE استنساخ UCHL1 | BD Biosciences | 555493 | |
| استنساخ CD4-PerCP المضاد للإنسان SK3 ؛ mIgG1 | BD Biosciences | 345770 | |
| CD8-eFluor 450 المضاد للإنسان (استنساخ OKT8) ، mIgG2a | eBioscience | 48-0086-42 ؛ | |
| مكافحة الإنسان CTLA-4 (CD152) ، استنساخ BNI3 ، mIgG2ak ، البنفسجي اللامع 421 | BD Biosciences | 562743 | |
| استنساخ IFN-g FITC المضاد للإنسان 4S. ب 3 ؛ mIgG1k | eBioscience | 11-7319-81 | |
| محلول يحتوي على Brefeldin A: مجموعة توليف GolgiPlug | BD Biosciences | 555029 | |
| (cDNA): SuperScript VILO (النسخ العكسي) (cDNA Synthesis Kit | Invitrogen | 11754-250 | |
| الطرد المركزي الكثافة: Ficoll-Paque | GE healthcare | 17-1440-03 | |
| DMSO 99.7٪ | Sigma Aldrich | D2650-5X5ML | |
| FBS ، | بالحرارة Invitrogen | 10082-147 | |
| ، eFluor 780 & nbsp ؛ | eBioscience | 65-0865-14 أو 65-0865-18 | |
| مجموعة Foxp3 Staining Buffer | Set eBioscience | 00-5523-00 | تحذير: يحتوي على بارافورمالدهايد. يمكن شراؤها أيضا في مجموعة مدمجة مع جسم مضاد. 77-5774-40 مجموعة تلطيخ Foxp3 المضادة للإنسان استنساخ APC: مجموعة 236A / E7 |
| GlutaMAX (200 ملي مولار L-alanyl-L-glutamine) | Invitrogen | 35050-061 | |
| مجموعة عزل الخلايا التائية CD4 البشرية الساذجة II | Miltenyi Biotec | 130-094-131 | |
| مصل الألبومين البشري 50 جم / لتر | باكستر | 1501057 | |
| الأيونوميسين من Streptomyces conglobatus >98٪ | Sigma Aldrich | I9657-1MG | |
| MACS LS-columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| الماوس IgG1 K التحكم في النمط المتشابه APC استنساخ: P3.6.2.8.1 | eBioscience | 17-4714-42 | |
| الماوس IgG1 K التحكم في النمط المتنظير FITC 50 &# 956 ؛ ز | eBioscience | 11-4714-81 | |
| التحكم في النمط المتماثل IgG2a ، البنفسجي اللامع 421 ، استنساخ MOPC-173 | BD Biosciences | 563464 | |
| بلاستيك ماصة باستور ، معبأة بشكل فردي | Sarstedt | 86.1172.001 ؛ | |
| PMA Phorbol 12-myristate 13-acetate | Sigma Aldrich | P1585-1MG | |
| Rapamycin | EMD (Merck) | 553210-100UG | |
| المؤتلف البشري IL-2 ، CF | R & D | 202-IL-050 / CF | |
| مؤتلف بشري TGF-beta 1 ، CF | RnD | 240-B-010 / CF | |
| طقم عزل الحمض النووي الريبي: RNAqueous-Micro Kit | Ambion | AM1931 ؛ | |
| RPMI 1640 متوسط | Invitrogen | 72400-054 | |
| زبدات الصوديوم | Sigma Aldrich | B5887-250MG ؛ | |
| وسط زراعة الخلايا التائية: X-Vivo 15 متوسط، مع جنتاميسين + فينولريد | لونزا | 04-418Q | |
| TaqMan Gene Expression Assay، FOXP3 (أفضل تغطية) | Applied Biosystems | 4331182 معرف الفحص: Hs01085834_m1 | تحذير: يحتوي على مقايسة التعبير الجيني Paraformaldehyde |
| TaqMan ، RPL13A (أفضل تغطية) | الأنظمة الحيوية | التطبيقية 4351370 ؛ معرف الفحص: Hs04194366_g1 | تحذير: يحتوي على بارافورمالدهيد |
| TaqMan Gene Expression Master Mix | Applied Biosystems | 4369514 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.