在此,我们介绍一种实验方案 体内 GM-CSF诱导的骨髓来源树突状细胞(DC)对初始CD4 T细胞(T细胞)活化、增殖及Th1分化的检测。此外,本方案还描述了骨髓及T细胞的分离、树突状细胞的生成,以及树突状细胞与T细胞的过继性转移。
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在此,我们介绍一种实验方案 体内 GM-CSF诱导的骨髓来源树突状细胞(DC)对初始CD4 T细胞(T细胞)活化、增殖及Th1分化的检测。此外,本方案还描述了骨髓及T细胞的分离、树突状细胞的生成,以及树突状细胞与T细胞的过继性转移。
初始CD4 T细胞活化、增殖及其向辅助性T细胞1(Th1)分化的定量分析是评估T细胞在免疫应答中作用的有效方法。本方案描述了 体外 骨髓(BM)前体细胞分化为粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)诱导的树突状细胞(DCs)。该方案还描述了将负载卵清蛋白肽(OVAp)的GM-CSF来源DCs及来自OTII转基因小鼠的初始CD4 T细胞进行过继转移,以分析 体内 活化、增殖及转输的CD4 T细胞向Th1的分化。该方案克服了单纯 体内 因无法特异性地操控或筛选目标细胞群体而受到限制的方法。此外,本方案还允许在 体内 环境,从而避免可能发生的功能性因素改变 体外 并包含完整器官中特有的细胞类型及其他因素的影响。该方案是研究树突状细胞(DCs)和T细胞变化的有力工具,可调节适应性免疫应答,有望为理解多种免疫相关疾病的起源或发展提供重要结果。
CD4 T细胞和树突状细胞(DCs)等抗原呈递细胞(APCs)是介导针对微生物病原体免疫反应所必需的成分1,2。在外周淋巴器官中,CD4 T细胞通过识别APC呈递的特异性抗原而被激活3,4,5。活化的CD4 T细胞增殖并分化为具有特定功能的效应性Th细胞,这些细胞对于正确适应性免疫应答的建立至关重要6,7。对这些过程的调控对于产生有效的适应性免疫防御至关重要,既能清除病原体,又避免造成有害的组织损伤8。Th细胞根据其表面分子、转录因子和效应细胞因子的表达或产生情况进行分类,并在应对病原体时发挥必要且精确的功能1。Th1细胞亚群表达转录因子T-bet和细胞因子干扰素γ(IFNγ),参与宿主对胞内病原体的防御1。对初始CD4 T细胞的活化、增殖及Th1分化进行定量分析,是评估T细胞在免疫应答中作用的有效手段。
本方案可实现 体内 分析……的能力 体外-诱导骨髓来源的树突状细胞(BM-derived DCs)以调控初始CD4 T细胞的活化、增殖及Th1分化。该方案也可用于评估初始CD4 T细胞被活化、诱导增殖以及Th1分化的潜能。图1)。这种多功能方案克服了在纯化细胞群体中无法特异性操控或筛选目标研究细胞的局限性。 体内 通过使用基因修饰小鼠的骨髓,可研究不同分子和处理方法对树突状细胞的影响。5 或通过处理或基因操控分离的骨髓细胞9同样,可以通过从不同来源获取T细胞或经过多种处理后获得T细胞,用于过继性转移,从而研究T细胞应答。3,8,10.
该方案的主要优势有两点:采用流式细胞术分析T细胞的活化、增殖及Th1分化;并将其与 体内 研究,从而避免可能发生的变化 体外 并包含完整器官中才存在的细胞类型及其他因素11.
活体染料的使用是一种广泛采用的技术,可用于追踪细胞增殖,同时避免放射性物质的使用。这些试剂对细胞增殖的检测基于细胞分裂后的染料稀释原理。此外,这些染料可在多个波长下被检测,并可与多种荧光抗体或标记物联合,通过流式细胞术进行便捷分析。我们通过展示如何利用流式细胞术分析T细胞活化、增殖以及Th1分化,突出了本实验方案的应用价值。
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实验方案经卡洛斯三世国家心血管研究中心基金会(CNIC)和马德里自治区政府批准,符合西班牙及欧洲的指导方针。小鼠在特定无病原体(SPF)条件下饲养,并通过吸入二氧化碳(CO2)实施安乐死。
1. 从小鼠胫骨和股骨中分离骨髓细胞
注意:C57BL/6 同源近交小鼠品系携带差异性白细胞标记 Ptprca,通常称为 CD45.1 或 Ly5.1;而野生型 C57BL 品系携带 Ptprcb 等位基因,即 CD45.2 或 Ly5.2。可通过流式细胞术利用特异性抗体区分 CD45.1 与 CD45.2 亚型。CD45.1、CD45.2 以及 CD45.1/CD45.2 小鼠均可作为细胞供体或过继性转移的受体,从而利用流式细胞术追踪不同细胞群体。建议优先选用年龄和性别匹配、且年龄小于 12 周的雄性或雌性小鼠。
2. 树突状细胞的分化、成熟与抗原负载
3. 从OTII小鼠中分离初始型CD4 T细胞
注意:该方法可从每只未感染的8至12周龄C57BL/6小鼠获得约100 × 106个脾细胞。可使用雄性和雌性小鼠。CD4 T细胞可从脾脏或淋巴结中分离;在这两种器官中,CD4 T细胞分别约占细胞总数的25%和50%。以下步骤均需在无菌条件下进行。
4. 体内 活化、增殖与Th1分化检测
注意:活细胞示踪染料羧基荧光素二乙酸盐琥珀酰亚胺酯(CFSE)以及其他基于琥珀酰亚胺酯、在不同波长被激发并发射荧光的染料,因其荧光强度高、持续时间长、变异性低且毒性小,被广泛用于通过流式细胞术评估淋巴细胞增殖14。
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图1 展示了本方案中所述的步骤。 图2 展示了小鼠骨髓细胞的分离与培养。在这些培养物中加入GM-CSF和LPS可使 体外 树突状细胞的生成与成熟 图3 展示了所获得的树突状细胞(DCs)分化与成熟的流式细胞术分析。将负载OVAp的GM-CSF诱导的骨髓来源DCs与经活细胞示踪染料标记的CD4/OTII T细胞过继转移至小鼠体内。 图4 显示用于分离CD4/OTII T细胞的淋巴结位置。 图5 显示一个配有 70 µm 尼龙滤膜和注射器活塞用于匀浆淋巴结和脾脏。 图6 显示将CD4/OTII T细胞经尾静脉注射至眶后丛,以及将负载OVAp的GM-CSF诱导的骨髓来源树突状细胞(DC)皮下注射至足垫。CD...
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本方案可用于表征骨髓来源树突状细胞(BM-derived DCs)调控初始CD4 T细胞活化、增殖和分化的潜能。此外,该方案也可用于评估CD4 T细胞对骨髓来源树突状细胞调控作用的敏感性。利用本方案,可体内(in vivo)检测上述事件的变化。
根据所研究的假设,可以使用多种T细胞与树突状细胞(DC)的组合。例如,可分析特定基因的敲入或敲除对CD4 T细胞活化、增殖或Th1分化的效应,或评估特定刺激诱导CD4 T细胞反应的效率。这些操作可在DC、CD4 T细胞或两种细胞上分别进行。因此,可将来自野生型或基因修饰小鼠的CD4 T细胞与来自野生型小鼠的DC相结合,反之亦然。
本方案可通过流式细胞术和抗CD45.1与CD45.2抗体来区分不同细胞群体的来源。实际上,CD45.1/CD45.1和CD45.2/CD45.2小鼠可作为所用任何细胞类型的供体,或作为过继转移实验中的受体,二者可任意组合使用。例如,CD4 T细胞可来源于CD45.1/CD45.1/OTII小鼠,而CD45.2/CD45.2小鼠则可作为树突状细...
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作者无任何利益冲突需要披露
感谢 Simon Bartlett 博士在英文编辑方面提供的帮助。本研究获得了卡洛斯三世健康研究所(Instituto de Salud Carlos III,ISCIII)基金(PI14/00526;PI17/01395;CP11/00145;CPII16/00022)、Miguel Servet 计划和拉蒙·阿雷塞斯基金会(Fundación Ramón Areces)的资助,并由欧洲区域发展基金(Fondo Europeo de Desarrollo Regional,FEDER)共同资助。国家心血管研究中心(CNIC)由经济、工业和竞争力部(Ministerio de Economía, Industria y Competitividad,MEIC)、Pro CNIC 基金会支持,并被认定为 Severo Ochoa 卓越研究中心(SEV-2015-0505)。RTF 由拉蒙·阿雷塞斯基金会和 CNIC 资助,VZG 由 ISCIII 资助,BHF 由 12 de Octubre 医院健康研究研究所(Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre,imas12)资助,JMG-G 由 ISCIII Miguel Servet 计划和 imas12 资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 乙醇 | VWR Chemicals | 20,824,365 | 5 L |
| 剪刀 | Fine Science Tools (F.S.T.) | 14001-12 | |
| 镊子 | Fine Science Tools (F.S.T.) | 11000-13 | |
| 精细镊子 | Fine Science Tools (F.S.T.) | 11253-20 | |
| 手术刀 | Fine Science Tools (F.S.T.) | 10020-00 | 100片装刀片 |
| 胎牛血清 | SIGMA | F7524 | |
| 青霉素/链霉素 | LONZA | DE17-602E | |
| 罗斯韦尔帕克纪念研究所培养基(RPMI) | GIBCO | 21875-034 | |
| 无菌培养皿 | Falcon | 353003 | |
| 25号针头 | BD Microlance 3 | 300600 | |
| 1 ml 注射器 | Novico | N15663 | |
| 15 ml 锥形管 | Falcon | 352096 | |
| 50 ml 锥形管 | Falcon | 352098 | |
| 70 μm 尼龙网滤器 | BD Falcon | 352350 | |
| 红细胞裂解缓冲液 | SIGMA | R7757 | 100 ml |
| EDTA | SIGMA | ED2SS-250 | |
| 牛血清白蛋白 | SIGMA | A7906 | 100 g |
| 台盼蓝 | SIGMA | 302643-25G | |
| 培养板 | Falcon | 353003 | |
| 4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES) | Cambrex | BE17-737E | |
| β-巯基乙醇 | Merck | 8-05740-0250 | |
| 丙酮酸钠 | LONZA | BE13-115E | |
| L-谷氨酰胺 | LONZA | BE17-605E | |
| 重组小鼠粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF) | Prepotech | 315-03 | |
| 脂多糖(LPS) | SIGMA-ALDRICH | L2018 | |
| 96孔板 | Costar | 3799 | |
| v450 标记抗小鼠 CD11b 抗体 | BD Biosciences | 560455 | |
| PE 标记抗小鼠 CD64 抗体 | BioLegend | 139303 | |
| PE 标记抗小鼠 CD115 抗体 | BioLegend | 135505 | |
| FITC 标记抗小鼠 CD11c 抗体 | BioLegend | 117305 | |
| FITC 标记抗小鼠 MHCII 抗体 | BioLegend | 125507 | |
| APC 标记抗小鼠 CD86 抗体 | BioLegend | 105011 | |
| APC 标记抗小鼠 CD80 抗体 | BioLegend | 104713 | |
| 流式细胞仪管 | Zelian | 300800-1 | PS 12×75 5 mL |
| OTII 卵清蛋白肽 | InvivoGen | 323-339 | |
| 生物素化抗小鼠 CD8α 抗体 | Tonbo Biosciences | 30-0081-U500 | |
| 生物素化抗小鼠 IgM 抗体 | BioLegend | 406503 | |
| 生物素化抗小鼠 B220 抗体 | Tonbo Biosciences | 30-0452-U500 | |
| 生物素化抗小鼠 CD19 抗体 | Tonbo Biosciences | 30-0193-U500 | |
| 生物素化抗小鼠 MHCII (I-Ab) 抗体 | BioLegend | 115302 | |
| 生物素化抗小鼠 CD11b 抗体 | Tonbo Biosciences | 30-0112-U500 | |
| 生物素化抗小鼠 CD11c 抗体 | BioLegend | 117303 | |
| 生物素化抗小鼠 CD44 抗体 | BioLegend | 103003 | |
| 生物素化抗小鼠 CD25 抗体 | Tonbo Biosciences | 30-0251-U100 | |
| 生物素化抗小鼠 DX5 抗体 | BioLegend | 108903 | |
| 链霉亲和素包被的磁珠 | MACS Miltenyi Biotec | 130-048-101 | |
| 磁性细胞分选仪 | MACS Miltenyi Biotec | 130-090-976 | QuadroMACS 分选仪 |
| 分离柱 | MACS Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| PE 标记抗小鼠 CD4 抗体 | BioLegend | 100408 | |
| APC 标记抗小鼠 CD3 抗体 | BioLegend | 100235 | |
| FITC 标记抗小鼠 CD8 抗体 | Tonbo Biosciences | 35-0081-U025 | |
| Cell Violet 示踪剂 | Thermofisher | C34557 | |
| APC 标记抗小鼠 CD25 抗体 | Tonbo Biosciences | 20-0251-U100 | |
| Alexa647 标记抗小鼠 CD69 抗体 | BioLegend | 104518 | |
| PerCP-Cy5.5 标记抗小鼠 CD45.1 抗体 | Tonbo Biosciences | 65-0453 | |
| APC 标记抗小鼠 CD45.1 抗体 | Tonbo Biosciences | 20-0453 | |
| PE-Cy7 标记抗小鼠 CD45.1 抗体 | Tonbo Biosciences | 60-0453 | |
| FITC 标记抗小鼠 CD45.2 抗体 | Tonbo Biosciences | 35-0454 | |
| 离子霉素 | SIGMA-ALDRICH | I0634 | |
| 佛波醇-12-十四烷酸酯-13-乙酸酯(PMA) | SIGMA | P8139 | |
| Brefeldin A(BD GolgiPlug) | BD | 555029 | |
| 多聚甲醛 | Millipore | 8-18715-02100 | |
| 细胞内透化缓冲液 | eBioscience | 00-8333 | |
| APC 标记抗小鼠 IFNγ 抗体 | Tonbo Biosciences | 20-7311-U100 | |
| Fc阻断剂(抗小鼠 CD16/CD32) | Tonbo Biosciences | 70-0161-U100 | |
| B6.SJL CD45.1 小鼠 | The Jackson Laboratory | 002014 | |
| BD LSRFortessa™ 细胞分析仪 | BD Biosciences | 649225 | |
| DAPI 溶液 | Thermofisher | 62248 |
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