Methodenartikel

Dreidimensionales Thymuskultursystem zur Erzeugung von iPSC-abgeleiteten Thymus-Emigranten

8. Juli 2025

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Quelle: Vizcardo, R., et al. Ein dreidimensionales Thymuskultursystem zur Erzeugung von murininduzierten pluripotenten Stammzell-abgeleiteten Tumorantigen-spezifischen Thymus-Emigranten. J. Vis. Exp. (2019).

Dieses Video demonstriert ein Protokoll zur Erzeugung funktioneller antigenspezifischer T-Zellen aus iPSC-abgeleiteten unreifen T-Zellen unter Verwendung eines dreidimensionalen Thymuskultursystems. Die Co-Kultivierung der iPSC-abgeleiteten unreifen T-Zellen mit endogenen lymphozytendepletierten Mäusen aus fetalen Thymuslappen führte zu einer erfolgreichen Reifung der T-Zellen zur Bildung von CD8αβ+ MHC-Klasse I+ iPSC-abgeleiteten Thymus-Emigranten (iTEs).

Protokoll

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Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom lokalen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.

>1. 3D Thymus-Organkultur zur Erzeugung von iTE

  1. Entnahme von fetalen Thymuslappen der Maus und Einsatz endogener Lymphozyten durch Behandlung mit Desoxyguanosin (dGUO).
  2. Nehmen Sie am 7. Tag der dGUO-Behandlung vier neue 10-cm-Schalen und füllen Sie sie mit jeweils 20 ml vollständigem Medium (Roswell Park Memorial Institute Media 1640 [RPMI 1640] + 10% FBS + 1x L-Alanyl-L-Glutamin + 1x Natriumpyruvat + 1x mindestens essentielles Medium mit nicht-essentiellen Aminosäuren (MEM-NEAA) + 1x Penicillin-Streptomycin + [1:1000] 2-Mercapto-Ethanol).
  3. Alle Nitrozellulosemembranen mit Thymuslappen in eine 10 cm große Schale geben. Lösen Sie die einzelnen Lappen mit einer Pinzette von der Membran und tauchen Sie sie in Medien ein. Entsorgen Sie die Membranen. 1 h bei RT inkubieren.
  4. Die Thymuslappen in eine neue 10-cm-Schale mit vollständigem Medium umfüllen und 1 h bei RT inkubieren. Diesen Schritt noch 2 Mal wiederholen.
  5. Befestigen Sie die Thymuslappen mit einer Pinzette an der Schale (einen nach dem anderen) und machen Sie mit der anderen Hand einen 100–200 μm tiefen Schnitt in der Mitte und verlängern Sie den halben Durchmesser des Lappens, um die Migration der T-Zell-Vorläuferzellen in den Lappen zu erleichtern.
  6. Übertragen Sie die Thymuslappen in eine neue 10-cm-Schale, die mit vollständigem Differenzierungsmedium gefüllt ist (vollständiges Medium + 5 ng/ml Maus-Interleukin-7 (IL-7) + 5 ng/ml Maus-Flt3-Ligand (FLT3L) + 5 ng/ml Stammzellfaktor (SCF)).
  7. Wenn Sie 3D-Kulturplatten mit unterem und oberem Gitter verwenden, füllen Sie optional beide Gitter mit sterilem PBS, um das Verdunsten und Austrocknen der hängenden Tropfen zu verhindern.
  8. Übertragen Sie 30 μl des vollständigen Mediums, das einen dGuo-behandelten Thymuslappen aus Schritt 1.6 enthält, in jede Vertiefung der 3D-Kulturplatte.
  9. Sammeln Sie nicht-adhärente Zellen der T-Linie (iPSC-abgeleitete unreife T-Zellen) aus OP9/DLL1-Co-Kultur (Tage 16-21) und resuspendieren Sie bei 2–5 x 10 3-T-Zellen pro 20-μl-Medium.
  10. Geben Sie 20 μl T-Linienzellsuspension in jeden Thymuslappen in der 3D-Kulturplatte. Über Nacht bei 37 °C mit 5 % CO2 inkubieren.
  11. Stellen Sie die P200-Pipette auf 30 μl ein und aspirieren Sie das Medium nach mehrmaligem Pipettieren aus jeder Vertiefung, um alle Zellen zu entfernen, die die Thymuslappen umgeben. Verwerfen Sie das Medium und fügen Sie 30 μl des vollständigen Mediums hinzu. Wiederholen Sie diesen Vorgang 5–7 Mal, um überschüssige unreife T-Zellen zu entfernen, die nicht in die Lappen wandern. Wechseln Sie danach täglich 25–30 μl des Mediums.
  12. Bestätigen Sie die Bildung eines Halos aus iPSC-abgeleiteten Thymus-Emigranten (iTE) um die Lappen ab den Tagen 4–5 durch Lichtmikroskopie.
  13. Sammeln Sie täglich iTE durch Pipettieren von Medien ohne Unterbrechung des Keulens. Wechseln Sie das Medium jeden Tag und setzen Sie die Erfassung bis zu ca. 12 Tage lang fort.
  14. Die geernteten iTE können für molekulare Analysen (Abbildung 1, Abbildung 2, Abbildung 3 und Abbildung 4) oder für In-vivo-Transplantationsexperimente verwendet werden.

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Ergebnisse

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Abbildung 1: Immunhistochemie von Thymuslappen, die mit iPSC-abgeleiteten unreifen T-Zellen besiedelt sind. Oben: H&E-Färbung eines Thymuslappens mit und ohne Aussaat von iPSC-abgeleiteten unreifen T-Zellen. Von der zweiten oben nach unten: konfokale Bilder der geschnittenen Lappen, die mit DAPI (Zellkern), CD3 (T-Zelle) gefärbt und verschmelzet wurden. Maßstabsleisten = 100 μ...

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Offenlegungen

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Es wurden keine Interessenkonflikte angegeben.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
2-DesoxyguanosinSigma-AldrichArtikel-Nr.: 312693-72-4
2-Mercaptoethanol (1.000-fach) Thermo Fisher Scientific Artikel-Nr.: 21985-023
FBS Zwillinge 100-500
Flt-3-Ligand F&E-Systeme 427-FL
Interleukin-7 F&E-Systeme Artikel-Nr. 407-ML
MEM Lösung für nicht-essentielle AminosäurenGibco11140050
MEM-PulverGibco61100061
Natriumpyruvat Thermo Fisher Scientific Artikel-Nr.: 11360-070
Stammzellfaktor (SCF) F&E-Systeme 455-MC
Penicillin/StreptomycinThermo Fisher ScientificNr. 15140-122
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung pH 7,4 (1x)Thermo Fisher ScientificNr. 10010-023
RPMI 1640Gibco11875093
10 cm SchaleCorning, Inc353003
Perfecta3D Hängende Fallplatte Sigma-Aldrich HDP1096
ZangeDumont0108-5PO
OP9/N-DLL1Bioressourcenzentrum RikenKat# RCB2927; RRID:CVCL_B220
GlutaMAX (100x) Thermo Fisher Scientific Artikel-Nr.: 35050-061

Nachdrucke und Genehmigungen

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Schlagwörter

aus iPSC gewonnene T ZellendGUO Behandlung3D OrgankulturCD8 Alpha Beta T ZellenMHC Klasse I Expressionstromale KokulturThymuslappen InzisionHalo Bildungs Assay

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