مقالة منهجية
* These authors contributed equally
الغدة الصعترية هي عضو اللحمة المتوسطة الظهارية التي تعزز تطوير واختيار ذخيرة الخلايا الليمفاوية التائية. في البيئات الدقيقة القشرية والنخاعية داخل الغدة الصعترية ، تلعب الخلايا الظهارية الصعترية (TECs) دورا مهما في توجيه تطور الخلايا التائية واختيارها. من المقبول جيدا أن TECs القشرية (cTECs) في القشرة الصعترية تساهم بشكل أساسي في تحريض التطور المبكر للخلايا التائية والاختيار الإيجابي للخلايا الزعترية التي تعبر عن مستقبلات مستضد الخلايا التائية (TCR) التي تم إنشاؤها حديثا. في المقابل ، تعتبر الخلايا التائية النخاعية (mTECs) في النخاع الصعتري ضرورية لجذب الخلايا الزعترية المختارة بشكل إيجابي من القشرة وإنشاء التسامح الذاتي المركزي عن طريق القضاء على الخلايا التائية ذاتية التفاعل وتوليد الخلايا التائية التنظيمية < فئة الدعم = "xref" >1،< sup class = "xref">2. يتم التوسط في وظائف TECs في دعم تطور الخلايا التائية واختيارها من خلال مجموعة متنوعة من الجزيئات المعبر عنها في cTECs و mTECs.
< p class = "jove_content">وتشمل هذه الترابط الشبيه بالدلتا 4 (DLL4) ، المهم لمواصفات سلالة الخلايا التائية لأسلاف اللمفاويات) < sup class = "xref" >3 ، < sup class = "xref" >4 ، beta5t (المعروف أيضا باسم Psmb11 ، مهم للاختيار الإيجابي لخلايا CD8 T) < sup class = "xref" >5،6 ، و Prss16 (المعروف أيضا باسم بروتيز سيرين الخاص بالغدة الصعترية ، أو TSSP ، مهم للاختيار الإيجابي لخلايا CD4 T) < فئة الدعم = "xref" >7 ،8 معبرا عنها في cTECs ، ومنظم المناعة الذاتية (Aire ، مهم للتعبير المختلط عن الجينات الذاتية)< sup class = "xref" >9،10 ، إصبع الزنك لعائلة فاس 2 (Fezf2 ، مهم للتعبير المختلط عن الجينات الذاتية المستقلة عن Aire وتوليد خلايا الخصلة الصعترية)< sup class = "xref" >11 ، < sup class = "xref" >12 ، < sup class = "xref" >13 ، < sup class = "xref" >14، و C-C الشكل الكيميائي ligand 21 (CCL21 ، مهم للهجرة النخاعية وتراكم الخلايا الزعترية المختارة بشكل إيجابي) < فئة sup = "xref" >14 ، < sup class = "xref" > 15 ، < sup class = "xref" >16 معبرا عنها في mTECs. يوفر قياس التدفق الخلوي وسيلة للكشف الكمي عن هذه الجزيئات المهمة وظيفيا في TECs ، مما يسهل تقييم كل من تطور ووظيفة cTECs و mTECs. نظرا لأن العديد من الجزيئات الموجودة في TECs يتم التعبير عنها بشكل أساسي داخل الخلايا ، كما هو الحال في السيتوبلازم (على سبيل المثال ، مكون البروتيازوم beta5t) والنواة (على سبيل المثال ، منظم النسخ Aire) ، فمن المفيد التحليل الكمي للجزيئات داخل الخلايا في cTECs و mTECs باستخدام قياس التدفق الخلوي.TECs نادرة في الغدة الصعترية. أنثى الفأر في عمر 5 أسابيع لديها ما يقرب من 1 × 106 cTECs وحوالي 2.5 × 106 mTECs ، في حين أن قشرة الغدة الصعترية تحتوي على ما يقرب من 3 × 108 CD4 + CD8 + الخلايا الزعترية وتحتوي النخاع الصعتري على ما يقرب من 5 × 107 CD4 + CD8- و CD4-CD8 + الخلايا الزعترية < فئة السوب = "xref">17. لذلك ، فإن الغالبية العظمى (>99٪) من الخلايا في الغدة الصعترية هي خلايا مكونة للدم ، بما في ذلك الخلايا الزعترية ، بدلا من الخلايا الصعترية ، في الفئران البالغة الصغيرة. علاوة على ذلك ، ترتبط TECs ارتباطا وثيقا بالخلايا المجاورة (مثل الخلايا الزعترية) والمكونات المعمارية خارج الخلية (مثل الكولاجين) داخل الغدة الصعترية ، لذا فإن تحرير TECs في تعليق الخلية يتطلب هضم البروتياز في الغدة الصعترية. الطرق التقليدية للهضم الأنزيمي لا تنتج سوى جزء صغير من TECs. ما يقرب من 1٪ (1 × 104) و 10٪ (2 × 105) ل cTECs و mTECs ، على التوالي ، من فئة الغدة الصعترية < فئة الماوس البالغة من العمر 5 أسابيع = "xref" >17،< sup class = "xref" >18,19. من المحتمل أن تكون الكفاءة المنخفضة لتحرير TEC من الغدة الصعترية ناتجة عن قابلية TECs للإنزيمات المحللة للبروتين والإجهاد الميكانيكي والارتباط الوثيق بين TECs مع الخلايا المجاورة ، لا سيما بين cTECs و CD4 + CD8 + الخلايا الزعترية < فئة sup = "xref" >20. في هذا الصدد ، فإن نتائج تحليل الخلية المفردة ل TECs للفأر ، بما في ذلك تحليل قياس التدفق الخلوي وتحليل تسلسل الحمض النووي الريبي أحادي الخلية ، بناء على طرق تحضير الخلايا بوساطة الهضم الأنزيمي الحالية ، تمثل جزءا صغيرا فقط من TECs ، وبالتالي فهي بعيدة كل البعد عن أن تكون شاملة. ومع ذلك ، على الرغم من هذه القيود في الاسترجاع الأنزيمي ل TECs ، فإن تحليل قياس التدفق الخلوي ل TECs للفأر في معلق خلية واحدة لا يزال مفيدا للتحليل الكمي للجزيئات ذات الصلة وظيفيا في cTECs و mTECs. في تعليق الخلية ، تم تعريف TECs على أنها خلايا إيجابية لجزيء السطح الظهاري EpCAM (CD326) وسلبية لجزيء السطح المكونة للدم CD45. ضمن EpCAM + CD45- TECs ، تم استخدام مستويات التعبير عن سطح الخلية لجزيئات Ly51 (المعروفة أيضا باسم BP-1 و CD249) وقدرة ربط Ulex Europaeus agglutinin I (UEA1) (الارتباط بشكل أساسي بالبروتينات السكرية والجليكوليبيدات التي تحتوي على فوكوز مرتبط α) لتمييز cTECs الظاهري (Ly51مرتفعUEA1منخفض) و mTECs (Ly51منخفضUEA1 مرتفع). نصف هنا بروتوكولاتنا التجريبية للتحضير التقليدي للتعليق أحادي الخلية ل TECs للفأر وتلوين الجزيئات داخل الخلايا لتحليل قياس التدفق الخلوي ، مع التركيز على التحليل الكمي للجزيئات داخل الخلايا beta5t و CCL21 و Aire في TECs المعدة حديثا للفأر.
ملاحظة: يؤثر تطور الفأر على كفاءة التحرر الأنزيمي ل TECs من الغدة الصعترية. يتم وصف ثلاث طرق حسب عمر الفأر على النحو التالي.
يتطلب التحليل مقياس تدفق خلوي يسمح باكتشاف ست قنوات مضان على الأقل (ل CD45 و EpCAM و Ly51 و UEA1 و Ghost Dye و beta5t و CCL21 و / أو Aire) بالإضافة إلى معلمات التشتت الأمامية والجانبية. تظهر ملامح قياس التدفق الخلوي التمثيلي لخلايا الغدة الصعترية المهضومة بالكولاجيناز / التباين من الفئران البالغة من العمر 0 يوم والفئران البالغة من العمر أسبوعين في <فئة قوية = "xfig" >الشكل 1 و <فئة قوية = "xfig" >الشكل 2 ، على التوالي. في كلا الشكلين ، يظهر المخطط النقطي في اللوحة A شدة التشتت الأمامي (FSC) وشدة مضان Ghost Dye Violet 510 لإشارات الجسيمات الإجمالية. تمثل أكثر من 90٪ من إشارات الجسيمات خلايا قابلة للحياة ، كما يتم الحكم عليها من خلال التلوين السلبي بواسطة كاشف Ghost Dye وعن طريق التشتت الأمامي الذي يعكس حجم الخلية. تظهر اللوحة B إشارات مضان سطح الخلية لخلايا الغدة الصعترية القابلة للحياة ل CD45 ، وهو جزيء تعبر عنه الخلايا المكونة للدم ، و EpCAM ، وهو جزيء تعبر عنه الخلايا الظهارية. مجموعة الخلايا الصغيرة والمميزة هي CD45- EpCAM + ، وبالتالي تمثل TECs.
< p class = "jove_content biglegend" fo: keep-together.within-page = "1" >

يسمح تثبيت الخلايا ونفاذيتها باكتشاف الجزيئات داخل الخلايا داخل TECs. تظهر اللوحة D تعبير beta5t المكتشف في غالبية cTECs ولكن ليس في mTECs. تظهر اللوحة E اكتشاف CCL21 في جزء صغير من mTECs ولكن ليس في cTECs ، وتظهر اللوحة F Aire معبرا عنها في مجموعة سكانية فرعية من mTECs.
يمكن العثور على ملفات تعريف قياس التدفق الخلوي الإضافية للجزيئات داخل الخلايا في TECs للفأر في المقالات المنشورة ؛ بالنسبة إلى beta5t6،20 ، CCL21 < sup class = "xref" >14،16،26 ، و Aire27،28 ، وكذلك للجزيئات الإضافية داخل الخلايا ، بما في ذلك الكيراتين22,29 و Fezf211,< sup class = "xref">30.
يستخدم الكولاجيناز ، مع أو بدون Dispase ، على نطاق واسع لهضم الغدة الصعترية الفأر لتحضير TECs4،5،9،18،21. يستخدم Liberase ، الذي يحتوي على مزيج من البروتياز بما في ذلك الكولاجيناز ، أيضا لهضم الغدة الصعترية لتحضير TECs17،22. يعطي استخدام الكولاجيناز والليبراز عوائد وجودة مكافئة بشكل أساسي ل cTECs و mTECs من الغدة الصعترية للفأر ، على الرغم من أن الاختلافات الطفيفة قد تظهر اعتمادا على دفعة منتج الإنزيمات. يستخدم التربسين أيضا لهضم الغدة الصعترية بكفاءة21،23 ، على الرغم من أنه ثبت أن العديد من جزيئات سطح الخلية ، بما في ذلك EpCAM و CD80 المعبر عنها بواسطة TECs ، عرضة لهضم التربسين21. للهضم الأنزيمي للغدة الصعترية ، غالبا ما يضاف DNase لتقليل اللزوجة بسبب إطلاق الحمض النووي من الخلايا التالفة17،21.
الهضم الأنزيمي للغدة الصعترية ضروري لتحرير TECs من الغدة الصعترية. يجب هضم الغدة الصعترية بشكل كاف حتى تصبح شظايا الأنسجة غير مرئية ويبدو معلق الخلية متجانسا. ومع ذلك ، لا ينبغي ترك الهضم لفترة طويلة لأن العلاج الأنزيمي المفرط يضر بالخلايا ويقلل من صلاحية الخلية. في كل تجربة ، من المهم إيلاء اهتمام دقيق لفترة الحضانة وقوة السحب أثناء هضم الغدة الصعترية. من المهم أيضا أن ندرك أن تقنية الهضم الأنزيمي الحالية تسمح بتحرير جزء صغير فقط من TECs ، كما هو مفصل في المقدمة وكما ورد سابقا17،18،19.
نظرا لأن TECs نادرة في تعليق الخلايا الصعترية الكلي ، فإن تحليل التدفق الخلوي ل TECs باستخدام تعليق خلية الغدة الصعترية الكلي يتطلب تلطيخ العديد من الخلايا ، عادة من 8 × 106 إلى 16 × 106 خلايا لكل قياس.
يمكن إثراء TECs المشتقة من خلايا الغدة الصعترية المهضومة بالإنزيم باستخدام الخرز المغناطيسي المضاد ل CD4522 و / أو الطرد المركزي المتدرج بكثافة بيركول31. وتوفر إجراءات التخصيب هذه الوقت خاصة عندما يتم تنقية TECs لاحقا عبر آلة فرز الخلايا المتدفقة الخلوية. وتجدر الإشارة أيضا إلى أن التخصيب المضاد ل CD45 من شأنه أن يزيل مجموعة سكانية فرعية من TECs المرتبطة ارتباطا وثيقا بالخلايا الصعترية20 التي تعبر عن CD45 وقد يزيل الطرد المركزي Percoll مجموعة سكانية فرعية كثيفة بشكل غير متوقع من TECs.
فيما يتعلق بتثبيت TECs ، من المعروف أن علاج PFA يقلص الخلايا ويقلل من شدة التشتت الأمامي في تحليل التدفق الخلوي. قد تساعد السحب اللطيف للخلايا مباشرة بعد إضافة 2٪ PFA والإضافة اللاحقة ل PBS في منع الانكماش المفرط للخلايا.
بالنسبة لتحليل قياس التدفق الخلوي ، نظرا لندرة حدوث TECs داخل الغدة الصعترية ، فإن تحديدها يتطلب نهجا متميزا مقارنة بالخلايا الصعترية أو الخلايا الطحالية. يرتكز التصنيف الأولي على استخدام CD45 ، وهي علامة عموم المكونة للدم منتشرة في كل مكان على الخلايا الصعترية والخلايا المكونة للدم الأخرى ، بما في ذلك الخلايا المتغصنة والبلاعم. على العكس من ذلك ، فإن TECs ، كونها غير مكونة للدم في الأصل ، تفتقر إلى تعبير CD45. بدلا من ذلك ، تعبر TECs عن EpCAM على سطحها ، وبالتالي ، مما يسمح باستراتيجية بوابات مباشرة من CD45 سالب و EpCAM إيجابي لتمييز TECs. في تحليلنا لقياس التدفق الخلوي ، نبدأ بتحديد هذه المجموعة وبالتالي ضمان القياس المناسب لمعلمات التشتت الأمامي والجانبي ، نظرا للتناقض الكبير في الحجم بين TECs والخلايا الصعترية ، وبالنظر إلى الحجم الكبير والتألق الذاتي العالي ل TECs.
بعد ذلك ، يتم توجيه الانتباه نحو تقييم علامات cTEC و mTEC داخل السكان الإيجابيين ل EPCAM السلبيين CD45. نظرا للحجم الضئيل لهذه المجموعة ، تصبح هذه الخطوة ضرورية لتعويض cTECs و mTECs. يضمن فحص اللوحة الملطخة بالكامل (على سبيل المثال ، علامة cTEC Ly51 وعلامة mTEC UEA-1 جنبا إلى جنب مع CD45 و EpCAM المحدد ل TEC) كفاية تحجيم التشتت. أثناء إعداد قياس التدفق الخلوي ، يدور هدفنا الأساسي حول تمييز السكان الإيجابيين والسلبيين لكل جسم مضاد.
في التلوين المشترك ل Aire و beta5t و CCL21 ، يتم تحديد مجموعات سكانية متميزة داخل مجموعات فرعية من TEC. بالنظر إلى التعبير الانتقائي ل Aire بواسطة mTECs ، فإننا نركز على البقعة ذات الألوان الأربعة للخلايا السلبية CD45 / EPCAM-positive/UEA-1-positive/Ly51-سالبة. هنا ، يتم استخدام الخلايا الإيجابية UEA-1 لإنشاء التحكم السلبي ل Aire ، مما يسهل التحديد الواضح للخلايا الإيجابية الهوائية. تم اعتماد نهج مماثل ل CCL21 ، والذي يتم التعبير عنه داخل mTECs. على العكس من ذلك ، بالنسبة إلى beta5t ، المعبر عنها حصريا بواسطة cTECs ، يتم تطبيق استراتيجية بوابات مماثلة ، مع التركيز على الخلايا الإيجابية Ly51 داخل البقعة ذات الألوان الأربعة ، للتأكد من مستويات الخلفية ل beta5t. يسهل التحليل اللاحق للعينات الملطخة بمضاد beta5t تحديد السكان الإيجابيين.
الأجسام المضادة المضادة beta5t والأجسام المضادة المضادة ل CCL21 هي أجسام مضادة للأرانب ، لذلك لا ينبغي خلط هذه الأجسام المضادة دون وضع العلامات الفلورية المسبقة. يجب تحديد تركيزات عمل الأجسام المضادة مسبقا عن طريق إجراء تحليل قياس التدفق الخلوي لخلايا التحكم (على سبيل المثال ، TECs من الفئران البرية والفئران بالضربة القاضية) الملطخة بتخفيفات متسلسلة من الأجسام المضادة.
في تحليل التدفق الخلوي ، غالبا ما يتم تعريف cTECs و mTECs من خلال التعبير على سطح الخلية ل Ly51 أو CD205 ل cTECs و UEA1 و CD80 ل mTECs. ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن cTECs و mTECs يجب تحديدها في النهاية من خلال توطينها التشريحي الدقيق في الغدة الصعترية. في الغدة الصعترية الجنينية ، أشارت الأدلة الناشئة إلى أن التعبير عن Ly51 و CD205 لا يقتصر على cTECs ولكنه يمتد إلى مجموعات أخرى من TECs ، بما في ذلك الأسلاف ثنائية القدرة cTEC / mTEC و mTECs غير الناضجة32،33. بالإضافة إلى ذلك ، يظل تعبير Ly51 في cTECs منخفضا خلال التطور الجنيني وفترة الفترة المحيطة بالولادة مقارنة بفترة ما بعد الولادة33 ، كما هو موضح أيضا في الشكل 1 والشكل 2.
في الختام ، يوفر تحليل التدفق الخلوي لتعليق الخلية المفردة الأنزيمية ل TECs تقنية قوية للتحليل الكمي ل TECs وسكاناتها الفرعية بدقة الخلية الواحدة ، على الرغم من الكفاءة المحدودة لتحرير TECs. على وجه الخصوص ، يعد تحليل التدفق الخلوي للجزيئات داخل الخلايا في معلق TEC أحادي الخلية مفيدا لدراسة التعبير عن مجموعة متنوعة من الجزيئات المهمة لتطوير ووظيفة TECs ومجموعاتها الفرعية.
ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح.
نشكر الدكتور إيزومي أوهيغاشي على قراءة المخطوطة. تم دعم هذا العمل من قبل برنامج البحوث الداخلية ZIA BC 011806 التابع للمعاهد الوطنية للصحة والمعهد الوطني للسرطان ومركز أبحاث السرطان.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| كولاجيناز/Dispase | Roche | 11097113001 | |
| Liberase TM | Roche | 5401127001 | |
| Foxp3 / مجموعة العازلة لتلطيخ عامل النسخ | eBioscience | 00-5523-00 | |
| Ghost Dye Violet 510 & nbsp ؛ | Tonbo | 13-0870-T500 | |
| BV421 الجسم المضاد أحادي النسيلة CD45 المضاد للفأر ، Clone 30-F11 | BD Horizon | 563890 | |
| Alexa Fluor 647 المضاد للفأر Ly51 الجسم المضاد أحادي النسيلة ، Clone 6C3 | BioLegend | 108312 | |
| PE / Cy7 المضاد للفأر EpCAM / CD326 الجسم المضاد أحادي النسيلة ، Clone G8.8 | BioLegend | 118216 | |
| DyLight 594 Ulex Europaeus Agglutinin I (UEA1) | Vector مختبرات | DL-1067-1 | |
| Alexa Fluor 488 المضادة للفأر Aire أحادية النسيلة ، Clone 5H12 | eBioscience | 53-5934-82 | |
| المضاد للفأر Psmb11 / beta5t الأرانب المضاد أحادي النسيلة ، استنساخ CPTC-PSMB11 (الماوس) -1 | NIH NCI | CPTC-PSMB11 (الماوس) -1 | https://proteomics.cancer.gov/antibody-portal |
| مضاد للفأر CCL21 / exodus 2 أجسام مضادة متعددة النسيلة للأرانب | Bio-Rad | AAM27 | |
| Alexa Fluor 555 الأجسام المضادة المؤتلفة للماعز ذات السلسلة الثقيلة IgG | Invitrogen | A27039 | |
| المضادة للفأر CD32 / CD16 &ndash ؛ منقى (Fc Block الأجسام المضادة) | Leinco Technologies | C247 | |
| شبكة نايلون 60 ميكرون | توريد المكونات | W31436 | |
| المعدات | |||
| Thermomixer | Eppendorf | Heat Block | |
| Cellometer Auto 2000 Cell Vivability | Counter Nexcelom | Viable cell Count | |
| LSRFortessa Cell | Analyzer BD | مقياس التدفق الخلوي | Biosciences خمسة ليزر (355 و 408 و 488 و 595 و 637 نانومتر) |
| برنامج FACSDiva 9.0.1 | BD Biosciences | تحليل | |
| الخلوي FlowJo 10.9.0 | BD Biosciences | بيانات قياس التدفق الخلوي | |
| تخفيف الأجسام المضادة | (تركيز العمل) | التخفيف المخزن | |
| المضاد للفأر CD32 / CD16 &ndash ؛ منقى (الجسم المضاد Fc Block) | 1:40 | FACS Buffer | |
| BV421 المضاد للفأر CD45 الجسم المضاد أحادي النسيلة | 1:25 | FACS Buffer | |
| PE / Cy7 المضاد للفأر EpCAM / CD326 الجسم المضاد أحادي النسيلة | 1:100 | FACS Buffer | |
| Alexa Fluor 647 المضاد للفأر Ly51 الجسم المضاد أحادي النسيلة | 1:100 | FACS Buffer | |
| DyLight 594 Ulex Europaeus Agglutinin I (UEA1) | 1:400 | FACS Buffer | |
| مضاد للفأر CCL21 / exodus 2 أجسام مضادة متعددة النسيلة للأرانب | 1: 200 | 1x عازلة | |
| مضادة للفأر Psmb11 / beta5t أجسام مضادة أحادية النسيلة للأرانب ، استنساخ CPTC-PSMB11 (فأر) -1 | 1: 1000 | 1x عازلة | |
| Alexa Fluor 555 المضادة للأرانب IgG الجسم المضاد المؤتلف للماعز ذات السلسلة الثقيلة | 1: 400 | عازلة العازلة | |
| الغرض | |||
| RPMI1640 تحتوي على 10 ملي مولار HEPES ؛ | لتحضير | ||
| الخلية RPMI1640 تحتوي على 2٪ FBS | لتحضير | ||
| FACS buffer (1x HBSS يحتوي على 1٪ BSA ؛ و 0.1٪ أزيد الصوديوم) | لتحضير الخلايا وتلوين | ||
| 1 مجم / مل كولاجيناز / ديسباز و 1U / مل محلول DNase في RPMI1640 يحتوي على 2٪ FBS | لهضم | ||
| 2٪ PFA في PBS | لتثبيت | ||
| التثبيت / النفاذية عازلة (جزء واحد من تركيز التثبيت / النفاذية مع 3 أجزاء من التثبيت / المخفف للنفاذية) | لتثبيت الخلايا | ||
| 1x عازلة النفاذية (1 جزء 10X مركز مع 9 أجزاء من الماء المقطر) | لتلوين الأجسام المضادة بين الخلايا ؛ |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن