本方案描述了一种针对肠道微生物群抗原特异性T细胞的过继转移结肠炎模型。从CBir1 TCR转基因小鼠中分离CD4+ T细胞,这些细胞特异性识别一种免疫优势的肠道微生物群抗原CBir1鞭毛蛋白,并将其转移至受体Rag1-/-小鼠,从而引发肠道炎症。
方法文章
本方案描述了一种针对肠道微生物群抗原特异性T细胞的过继转移结肠炎模型。从CBir1 TCR转基因小鼠中分离CD4+ T细胞,这些细胞特异性识别一种免疫优势的肠道微生物群抗原CBir1鞭毛蛋白,并将其转移至受体Rag1-/-小鼠,从而引发肠道炎症。
随着发病率的上升,炎症性肠病(IBD)作为一种影响胃肠道的慢性疾病,给个人和社会带来了重大的健康和经济负担。因此,深入探究IBD发病机制及发展过程中的相关机制至关重要。本文介绍了一种针对肠道微生物群抗原特异性的T细胞转移性结肠炎模型。CBir1鞭毛蛋白已被确认为实验性结肠炎及克罗恩病患者中具有免疫优势的肠道细菌抗原。将特异性识别CBir1鞭毛蛋白的CBir1 TCR转基因初始CD4+ T细胞过继转移至免疫缺陷的Rag1-/-小鼠后,可诱导产生慢性结肠炎。通过组织病理学评估疾病严重程度,并分析结肠固有层中CD4+ T细胞的表型。该模型 closely resembles the development of IBD, which provides an ideal murine model for investigating the mechanisms driving the pathogenesis of IBD and testing the potential drugs for treating IBD.ϊCD4+ 特异性针对CBir1鞭毛蛋白的T细胞,在过继转移至免疫缺陷小鼠后可诱导慢性结肠炎 Rag1-/- 小鼠。疾病严重程度通过组织病理学进行评估。结肠固有层中的CD4+ 结肠固有层中T细胞表型也被确定。该模型与炎症性肠病(IBD)的发展过程高度相似,为研究IBD发病机制的驱动因素以及筛选潜在的IBD治疗药物提供了一个理想的鼠类模型。
炎症性肠病(IBD)主要包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC),其特征是胃肠道的慢性、反复发作与缓解的炎症,全球有数百万人受到影响1。IBD 的发生和发展涉及多种因素,包括遗传易感性、肠道微生物群、免疫反应、饮食和生活方式2。然而,IBD 的确切发病机制尚未完全阐明。
一个特别关注的领域是肠道微生物群与宿主免疫反应之间的相互作用在调控肠道炎症中的作用3。肠道微生物群提供了一系列免疫刺激分子和抗原,可激活免疫反应4。效应T细胞与调节性T细胞(Tregs)之间的平衡对于维持肠道稳态至关重要,而针对肠道微生物群抗原的过度肠道黏膜CD4+ T细胞反应则会导致肠道炎症5,6,7。作为优势免疫原性肠道微生物群抗原,CBir1鞭毛蛋白已被证实与人类克罗恩病(CD)的发病机制相关8,9。此外,将CBir1 TCR转基因(Tg)T细胞转移至免疫缺陷小鼠可诱导肠道炎症6,其病理特征与人类炎症性肠病(IBD)高度相似,表明该T细胞转移模型有助于研究人类IBD的发病机制。
本研究详细描述了在免疫缺陷的Rag1-/-小鼠中通过过继转移CBir1 TCR转基因初始CD4+ T细胞诱导结肠炎的实验方案。 Rag1-/- 通过过继转移CBir1 TCR转基因naïve CD4+ T细胞至小鼠ϊCD4+ T细胞并评估疾病严重程度。此外,还展示了预期结果,并讨论了实验过程中的关键步骤及故障排除方法,这将有助于研究人员探究肠道炎症的发病机制,并测试治疗炎症性肠病的潜在药物。
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所有动物实验均按照德克萨斯大学医学分部动物使用与护理委员会的规定进行。CBir1 TCR Tg 小鼠由伯明翰阿拉巴马大学的 Charles Elson 博士提供。CBir1 TCR Tg 小鼠可为雌性或雄性,年龄应为 8–12 周。Rag1-/- 小鼠(C57BL/6 背景)购自杰克逊实验室10。Rag1-/- 小鼠需性别和年龄匹配,可使用雄性或雌性,年龄应为 8–12 周。整个实验流程详见图 1。
1. 受体小鼠的准备
2. 试剂与溶液的准备
注意:所用试剂具有毒性或生物危害性,操作时需采取预防措施和安全防护。
3. 脾脏中CBir1 TCR转基因CD4+ T细胞的分离
4. CBir1 TCR Tg 初始CD4+ T细胞的纯化ϊCD4+ T细胞
5. 细胞转移至受体小鼠
6. 监测结肠炎进展期间的临床症状
7. 结肠组织采集与组织病理学评分
8. 肠道固有层细胞的分离与染色
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约 5 x 106 CBir1 TCR Tg 初始 CD4+ 从成年 CBir1 TCR Tg 小鼠脾脏中分离 T 细胞。CBir1 TCR Tg 初始 CD4+ T细胞诱导受体慢性结肠炎 Rag1-/- 小鼠。细胞转移后,通过监测体重减轻、粪便性状和蜷缩姿势等临床症状来评估肠道炎症的进展。与预期一致,小鼠在细胞转移后约三周开始出现体重下降,至细胞转移后六周时体重降至原始体重的约80%–85%(图3)。此外,小鼠在细胞转移后约3-4周出现腹泻,并在发生重度结肠炎时表现出蜷缩姿势。处死小鼠后观察结肠的大体形态,并通过组织病理学评分评估结肠炎严重程度。接受CBir1 TCR Tg初始CD4+ T细胞在过继转移6周后表现出结肠长度缩短图4A。受体小鼠在细胞移植后4周表现出更多的肠黏膜固有层细胞浸润(图4C),杯状细胞减少和肠道上皮细胞增生,...
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尽管每一步骤对于该结肠炎模型的可重复性都至关重要,但其中存在若干关键步骤。受体 Rag-/- 小鼠应接受足量的可存活 naϊveϊCD4+ T细胞以诱导肠道炎症。我们使用脾脏来分离初始CD4+ T细胞而非肠系膜淋巴结。由于初始CD4+ MLN 中的 T 细胞数量远低于脾脏。CD62L 在初始 T 细胞中高表达,而 CD44 和 CD25 是 T 细胞的活化标志物13,14本研究中,我们首先使用抗CD4磁珠分离CD4+ 来自脾脏的T细胞。然后我们使用抗-CD4、抗-CD62L和抗-CD25抗体组合来分离 naive CD4+ T细胞13,14研究人员可使用其他标记物对初始CD4+ T 细胞。CD45RB您好...
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所有作者均无任何财务、专业或个人利益冲突。
本工作部分得到了美国国立卫生研究院基金项目 DK125011、AI150210 和 DK124132、德克萨斯大学系统 STARs 奖项(Y.C.)以及位于加尔维斯顿的德克萨斯大学医学分部 James W. McLaughlin 研究员基金(W.Y.)的支持。图1使用 BioRender.com 制作。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 0.22 µm 真空驱动一次性瓶顶滤器 | MilliporeSigma | SCGPS05RE | |
| 100倍青霉素-链霉素溶液 | Corning | 30-002-CI | |
| 100-µm 细胞筛 | BD Biosciences | 352360 | |
| 3 mL 移液吸管 | Fisherbrand | 13-711-9CM | |
| 抗小鼠 CD16/32 抗体 | Biolegend | 101302 | |
| 抗小鼠 CD25-Percp/Cy5.5 抗体 | Biolegend | 102030 | |
| 抗小鼠 CD3-Percp/Cy5.5 抗体 | Biolegend | 100327 | |
| 抗小鼠 CD4 APC 抗体 | Biolegend | 100516 | |
| 抗小鼠 CD4 磁性微粒 | BD Biosciences | 551539 | |
| 抗小鼠 CD4-BV421 抗体 | Biolegend | 100544 | |
| 抗小鼠 CD62L-PE 抗体 | Biolegend | 104408 | |
| 抗小鼠 Foxp3-PE 抗体 | ThermoFisher | 12-5773-82 | |
| 抗小鼠 IFNγ-FITC 抗体 | Biolegend | 505806 | |
| 抗小鼠 IL-17A-PE/Cy7 抗体 | Biolegend | 506922 | |
| 自动细胞计数仪 | Bio-rad | TC20 | |
| 布雷菲德菌素 A | BD Biosciences | 555029 | |
| 牛血清白蛋白(BSA) | Fisher Bioreagents | BP1600-1 | |
| C 管 | Miltenyi | 130-093-237 | |
| 细胞分离磁铁架 | BD Biosciences | 552311 | |
| 胶原酶 IV | Sigma-Aldrich | C5138 | |
| DAPI | Sigma-Aldrich | D9542 | |
| 组织解离仪 | Miltenyi | 130-096-427 | |
| 脱氧核糖核酸酶 I(DNase I) | Sigma-Aldrich | ||
| EDTA | Corning | 46-034-CI | |
| EDTA(0.5 M,pH 8.0) | Corning | 46-034-CI | |
| 胎牛血清(FBS) | R&D Systems | S11550 | |
| 流式细胞仪 | BD Biosciences | LSD Fortessa | |
| 加热灯 | CoverShield | BR40 | |
| 苏木精-伊红(H&E)染色试剂盒 | Abcam | ab245880 | |
| 胰岛素注射器 | BD Biosciences | 329412 | |
| 离子霉素 | ThermoFisher | I24222 | |
| 活/死可固定近红外死细胞染色试剂盒 | ThermoFisher | L10119 | |
| MaxQ 6000 恒温/制冷可堆叠摇床 | ThermoFisher | SHKE6000 | |
| NH4Cl | Thermo Scientific | A687-500 | |
| Percoll | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
| 佛波醇-12-十四烷酰-13-乙酸酯(PMA) | Sigma-Aldrich | P8139 | |
| RPMI 1640 培养基 | Cytiva HyClone | SH3002702 | |
| 分选仪 | BD Biosciences | Arial Fusion | |
| 组织自动处理机 | ThermoFisher | STP120 | |
| 组织包埋/处理盒 | Fisher Healthcare | 22048142 | |
| Tris 碱 | Thermo Scientific | BP154-1 | |
| True-Nuclear 转录因子缓冲液套装(含破膜缓冲液) | Biolegend | 424401 |
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