2015年4月21日
本文介绍了一种通过将同基因型CD4+CD45RBhigh T细胞过继转移至T细胞和B细胞缺陷型受体小鼠体内,以诱导小鼠结肠炎症的实验方案。该模型的临床表现和组织病理学特征与人类炎症性肠病相似,可用于研究结肠炎症的起始及疾病进展过程。
本实验的总体目标是通过将初始T细胞过继转移至免疫缺陷小鼠体内,诱导肠道炎症。该过程首先从小鼠脾脏中分离细胞,裂解红细胞,然后富集CD4阳性T细胞群体。第二步是使用荧光标记的DI偶联CD4和CD45RB抗体对这些细胞进行标记。
接下来,利用流式细胞术将标记的细胞分选为 CD45、RB 低表达和 CD45 RB 高表达的细胞群。最后一步是通过腹腔注射将 CD45 RB 高表达的细胞转移至免疫缺陷小鼠体内。最终,这些转移的细胞被激活,并在缺乏调节性 T 细胞的情况下引起局部组织损伤,从而导致实验性结肠炎。
该方法有助于解答炎症性肠病研究中的关键问题,例如特定细胞群体和胃肠道微生物群在疾病发病机制中的作用。处死供体小鼠后,用70%乙醇喷洒腹部以消毒该区域。然后在腹部做一横向切口,并用镊子将皮肤掀开,暴露腹膜。
将腹膜与内脏分离,切开左侧腹部腹膜。随后,从小鼠体内切除脾脏,并置于含有10毫升冰上预冷的完全培养基的培养皿中。用两片无菌玻璃片研磨脾脏,制备单细胞悬液。
将细胞通过70微米细胞筛过滤至50毫升锥形管中,然后用5毫升完全培养基冲洗细胞筛,每根锥形管最多可处理五只脾脏。接下来,在4摄氏度条件下以450 × g离心7分钟。将上清液吸出至废液容器中,然后在10毫升冰上预冷的标记缓冲液中轻柔重悬细胞。
取20微升细胞悬液与180微升0.4%台盼蓝溶液混合,在室温下孵育5分钟。然后取10微升细胞悬液加入血细胞计数板,在显微镜下计数未染成蓝色的细胞,以开始富集沉淀,并将细胞轻轻重悬于冰上预冷的标记缓冲液中,浓度为每毫升20×10⁶个细胞。每1×10⁶个细胞加入5微升生物素标记的CD4 T细胞富集抗体,然后将细胞与抗体在冰上孵育15分钟。
向细胞悬液中加入10倍体积的标记缓冲液,然后在450 × g下离心7分钟。小心吸除上清液,避免扰动细胞沉淀。接下来,通过涡旋重悬链霉亲和素偶联的磁性颗粒,并按照每1 × 10⁶个细胞加入5 µL颗粒的比例将颗粒加入细胞中。
轻轻弹动试管,将颗粒与细胞混匀,然后在6至12摄氏度下孵育30分钟。用标记缓冲液将细胞重悬至浓度为20至80乘以10的6次方个细胞每毫升。随后,将1毫升标记后的细胞转移至12毫米×75毫米的圆底试管中,并将此阳性组分试管置于磁铁上6至8分钟。
将试管置于磁铁上,用玻璃巴斯德吸管小心吸去上清液,注意不要扰动标记的细胞,并将上清液转移至新的无菌50毫升锥形管中。此组分含有CD4阳性T细胞。将阳性组分试管从磁铁上取下,通过剧烈吹打,用标记缓冲液重悬细胞。
将离心管放回磁架上,再静置六到八分钟。再次小心地将上清液转移至富集组分管中。根据需要重复富集步骤,以提高CD4阳性T细胞的得率,为细胞标记做好准备。首先将富集后的组分在450 × g离心7分钟,弃去上清液。
然后将细胞重悬于标记缓冲液中,调整浓度至每毫升含10的6次方个细胞。取细胞悬液,分别在多个微量离心管中分装,每管含10的5次方个细胞,用于未染色、同位素染色及单染对照细胞。随后,向含有原始细胞悬液的管中加入终浓度为5 µg/mL的CD4-FITC抗体和1 µg/mL的CD45RB-PE抗体。
将同位素对照染料和单染染料以相同浓度加入相应的细胞分样中。轻轻混匀细胞与抗体,然后将试管置于冰上孵育30分钟。用盖子遮盖试管,避免光照。
接着,按照文本方案中的说明,用标记缓冲液将细胞洗涤两次,并将细胞重悬于标记缓冲液中,浓度为每毫升含 10 × 10⁶ 个细胞。然后将细胞悬液通过 70 µm 细胞筛滤入流式管中。将试管置于冰上,并遮盖避光,以防止染料发生光漂白。
使用未染色的单阶段对照细胞校准细胞分选仪的补偿。通过前向散射和侧向散射门控排除非活细胞。然后利用同位素染色对照设置 CD4 阳性和 CD4 RB 阳性细胞的门控。
接下来,对CD4阳性细胞群进行分选,将细胞分为CD45RB高表达和CD45RB低表达两个群体。将细胞收集到含有2毫升完全培养基的离心管中,然后从每一分选组分中取约10×10³个细胞上样至流式分选仪,以评估样品纯度。随后,按照文本方案中所述的适当细胞密度,用PBS洗涤并重悬CD45RB高表达和CD45RB低表达细胞,以备注射。接下来,牢固固定受体小鼠,将100 µL细胞悬液分别注射至小鼠腹部右侧和左侧的腹腔内。
按照文本方案中所述,每周监测受体小鼠的临床指标。注射后疾病进展通常在第五周变得明显。在预定时间点处死小鼠,或在其体重减轻达到初始体重的20%时处死,并取出结肠。
然后测量并记录结肠的长度和重量。将CD4阳性CD45RB高表达的T细胞转移至Rag1敲除和NFIL3-RAG1双敲除的受体小鼠中,注射后五周。双敲除小鼠体重较初始下降了10%,Rag1敲除小鼠和双敲除小鼠的结肠均出现变化。
与对照小鼠相比,受体小鼠的结肠出现增厚和缩短。将CD4阳性CD45RB高表达的T细胞转移至rag1基因敲除小鼠以及rag1基因敲除P110δ突变体受体小鼠后,转移后三周的组织学分析显示,rag1基因敲除δ突变体受体小鼠出现上皮细胞增生、炎性细胞浸润及隐窝脓肿,而rag1基因敲除小鼠则未出现上述病理变化。一旦掌握该技术,若操作得当,可在四到六小时内完成。
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本方案描述了通过将同基因型 CD4+ CD45RBhigh T 细胞过继转移至 T 和 B 细胞缺陷型受体小鼠,诱导小鼠结肠炎症的方法。所引发的临床表现及组织病理学特征与人类炎症性肠病高度相似,可用于研究结肠炎症的起始机制及疾病进展过程。
该小鼠结肠炎模型可用于深入研究由T细胞驱动的肠道炎症机制,支持免疫学相关发现项目的靶点验证。通过重现人类炎症性肠病(IBD)的关键组织病理学和临床特征,该模型为先导化合物筛选前降低治疗假设风险提供了具有疾病相关性的实验体系。该模型有助于评估天然免疫、适应性免疫及调节性免疫细胞的贡献,从而提高临床前靶点选择的预测可信度。
该模型通过在免疫学和胃肠病学靶点领域提供经过生物学验证的假设检验系统,整合到发现工作流程中。