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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Mit Effektor-Funktionen deutlich von anderen T-Zell-Untergruppen, Th17-Zellen wurden zentral bei entzündlichen Autoimmunerkrankungen in Verbindung gebracht. Diese in vitro-Differenzierung Th17-Protokoll bietet die Möglichkeit, festzustellen, ob naiven CD4 +-T-Lymphozyten in Th17-Zellen zu differenzieren und ihre Rolle in der Autoimmun-und Wirtsantwort weiter zu prüfen.
Th17-Zellen sind eine eindeutige Untergruppe von T-Zellen, die gefunden wurden, Interleukin 17 (IL-17), und unterscheiden sich in Abhängigkeit von den anderen T-Zell-Subpopulationen einschließlich Th1, Th2 und regulatorischen T-Zellen. Th17-Zellen als zentrale Täter in übereifrigen entzündlichen Immunreaktionen bei vielen Autoimmunerkrankungen assoziiert entstanden. Bei dieser Methode reinigen wir T-Lymphozyten aus der Milz und den Lymphknoten von C57BL / 6 Mäusen, und fördern gereinigten CD4 + T-Zellen unter Kontrolle und Th17-induzierende Umgebung. Die Th17-induzierende Umgebung umfasst Stimulation in Gegenwart von Anti-CD3 und Anti-CD28-Antikörper, IL-6 und TGF-β. Nach einer Inkubationszeit von mindestens 72 Stunden und für bis zu fünf Tage bei 37 ° C werden die Zellen anschließend für die Fähigkeit, IL-17 durch die Strömung zu erzeugen Zytometrie, qPCR und ELISAs analysiert. Th17 differenzierten CD4 + CD25-T-Zellen können genutzt werden, um weitere Aufklärung der Rolle, die Th17-Zellen bei der Entstehung und Progression von Autoimmun-und Host-de spielenfense. Darüber hinaus können Th17 Differenzierung von CD4 + CD25-Lymphozyten aus unterschiedlichen murinen Knockout / Krankheitsmodelle zu unserem Verständnis des Zellschicksals Plastizität beitragen.
CD4 +-T-Lymphozyten (T-Zellen) spielen eine entscheidende Rolle bei der Immunsystem-vermittelte Abwehr gegen infektiöse Mikroorganismen. Umgekehrt T-Zellen sind auch eng mit dem Auftreten und Fortschreiten von Autoimmunkrankheiten wie Typ-1-Diabetes, systemischer Lupus erythematodes und rheumatoide Arthritis. CD4 +-T-Lymphozyten aktiviert werden durch eine Kombination von T-Zell-Rezeptor (TCR)-Wechselwirkungen mit verwandten Antigen / II-Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC II)-Moleküle, und CD28-Rezeptor-Liganden-Wechselwirkungen mit B7.1/B7.2 15. Neben der Bereitstellung der TCR-Stimulation und CD28-Co-Stimulierung, Antigen-präsentierende Zellen zudem eine Zytokin-Umgebung, die den Zustand der Differenzierung von T-Lymphozyten bestimmt, und dadurch die Reaktion der T-Lymphozyten auf ein gegebenes Antigen zu lenken. Distinct Erreger / Antigen-präsentierenden Zelle Interaktionen schaffen unterschiedliche Zytokin-Umgebungen, die T-Lymphozyten nach unten neigen verschiedene Wege auf dem eli konzentriertmung des auslösenden Erregers. Leider Effektor-T-Lymphozyten-Bahnen, ursprünglich entworfen, um eindringende Krankheitserreger zu beseitigen, können irrtümlich gegen Selbst Gewebe 15 gerichtet werden. Daher ist ein besseres Verständnis der Differenzierungszustand jede unterschiedliche CD4 +-T-Zell-Untergruppe ist entscheidend für das Verständnis, wie das Gleichgewicht zwischen Eliminierung von Pathogenen und Toleranz gegenüber Selbst modulieren.
Neben der Th1, Th2 und induzierbare regulatorische T-Zellen-Differenzierungswege können naive T-Lymphozyten auch durch Cytokine auf der Th17 Bahn angetrieben werden. Während Th1-Zellen bekämpfen intrazelluläre Erreger, Th2-Zellen zu eliminieren extrazellulären Krankheitserregern und regulatorische T-Zellen (Tregs) zu minimieren Entzündungsreaktionen 1, 16; Th17-Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Beseitigung von extrazellulären Bakterien und Pilze. Th17-Zellen sind in der Regel durch Expression der linienspezifischen Transkriptionsfaktor RORγT und Produktion von IL bezeichnet-17A, die die Aktivierung von Makrophagen und Neutrophilen 1, 7 fördert.
Th17-Zellen in Autoimmunerkrankungen in Verbindung gebracht, und ihre zugehörigen Nagetiermodellen. Beispielsweise wurde gezeigt, dass IL-23 (das erforderlich ist, um den Phänotyp zu erhalten Th17), aber nicht IL-12, war die zentrale Täter bei experimenteller Autoimmun-Enzephalitis (EAE), das Nagetier Krankheitsmodell für MS. Es wurde anschließend gezeigt, dass Kürzungen der IL-17 Produktion zu EAE Prävention 2, 6, 17 korreliert. Außerdem haben Th17 Zellen mit anderen Autoimmunerkrankungen wie Arthritis und systemischem Lupus erythematodes (SLE) 10, 16 verbunden. IL-23 p19-defiziente - / - Mäusen wurde gezeigt, dass eine sehr geringe Zahl von Th17 Zellen haben, und sind resistent gegenüber der Entwicklung der EAE nicht nur, sondern auch die Kollagen-induzierte Arthritis, ein Modell für rheumatoide Arthritis, 10, 18. Außerdem Mäuse mit neutralisierenden IL-17A Antikörper behandelt achterner das Auftreten von Kollagen-induzierter Arthritis wurden auch gefunden, um die Auflösung von Gelenkschäden 18 aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Rolle von Th17 Zellen beim Fortschreiten der Autoimmunerkrankung bleibt, dadurch gekennzeichnet, da neuere Forschung hat auch eine schützende Rolle von Th17 Zellen in Diabetes Typ 1 9, 11 und 14 gezeigt Darmentzündung ist. Diese Studien bestätigen die Bedeutung der Th17 Differenzierung der Autoimmunität.
In-vitro-Th17 Differenzierung ist eine notwendige Methode in T-Zell-Forschung, denn es gibt mindestens zwei verwirrende Fragen, die weiterer Untersuchungen bedürfen: 1) Wie genau funktioniert IL-6 reguliert die Balance zwischen Treg und Th17 Differenzierung und 2) was sind die genauen Mechanismen hinter IL-17-induzierte Entzündungserkrankungen? Unser Verfahren verwendet CD4 + CD25-T-Zellen aus der Milz und den Lymphknoten der C57BL / 6 Maus. Es ist wichtig zu beachten, dass, obwohl es möglich ist, Th17 Differenzierung induzieren Verwendung eines unreinenBevölkerung, den Erwerb von zumindest 80% reines CD4 + CD25-T-Zellpopulation negiert Sorge der Verschmutzung und sorgt für mehr Erfolg Th17 Differenzierung Ergebnisse. Um die ordnungsgemäße Th17 Differenzierung zu erreichen, sind CD4 + CD25-T-Zellen in Gegenwart von Anti-CD3 und Anti-CD28, die Aktivierungssignale zu liefern, 1 bzw. 2 inkubiert und IL-6 und TGF-β. Obwohl berichtet wurde, dass IL-23 allein verwendet werden, um Th17 Differenzierung zu erreichen, wurde später gezeigt, dass IL-23 ist für die Stabilität des Th17 Zellpopulation notwendig, aber IL-6 und TGF-β sind für Th17 Differenzierung 3, 18, 19. Maus-Studien haben gezeigt, dass die IL-23-Rezeptors auf CD4 + T-Zellen exprimiert wird nur, nachdem sie mit IL-6 und TGF-β 13, 18 angeregt. Auch wird Th17 Zellen erfolgreich in Gegenwart von IL-23-blockierende Antikörper zu entwickeln, solange IL-6 und TGF-β vorhanden 18, 19 sind. Als solcher, diese Th17 Differenzierung Protokoll provIdes die geeigneten Bedingungen zu Th17 Differenzierung erfolgreich zu induzieren. Entwicklung eines besseren Verständnis der Mechanismen, die Th17 Differenzierung und IL-17 Produktion präsentieren die Chance für die Entwicklung besserer Therapien bei Autoimmunerkrankungen 13 ausgerichtet.
Alle Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Protokollen der Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss genehmigt durchgeführt.
1. Herstellung von Mischungen und Medien
2. Zellen in dreifacher Ausfertigung unter den folgenden Bedingungen plattiert werden
3. Platte gebundenen Anti-CD3 (10 &mgr; g / ml)
Es wird empfohlen, daß die Herstellung der Platte gebundenen Anti-CD3-Platten wird mindestens 4 Stunden vor dem Zeitpunkt, Zellen zu den Platten hinzugefügt werden, erfolgen.
4. Maus-Dissection
Hinweis: Es wird empfohlen, mit den Lymphknoten beginnen und enden mit der Milz, das Blut wird es schwierig, die übrigen Lymphknoten in der autoMACS Puffer zu sehen.
Hinweis: Nach Einzelzellsuspension erreicht ist, sollte die Lösung als eine blasse, durchgängige Lösung mit nicht visib erscheinenle Stücke von festem Gewebe. Wenn Feststoffe bleiben, wieder absaugen und durch eine neue zu verzichten gefaltetes Stück Nylon in ein neues 15 ml Zentrifugenröhrchen gegeben.
5. Zellseparation
6. Th17 Differenzierung
7. Zell-Aktivierung (Nur Notwendig für die intrazelluläre Färbung)
8. Intrazelluläre Färbung
9. Durchflusszytometrische Analyse
* Gesamt absolute Zellzahlen wurden nach Bündelung der Probe dreifach erhalten
** Absolute Zahl der CD4 + CD25 + IL-17A +-Zellen wurde durch Multiplizieren der Gesamtzahl der lebenden Zellen durch das Gate-Anteil und der Anteil der gesamten Zellen, die das linienspezifischen Markern, CD4, CD25 und IL-17A, wie bestimmt mittels Durchflusszytometrie bestimmt.
10. qPCR und ELISA
Diese Th17 Differenzierung Protokoll beginnt mit der Entnahme der Milz und dem Achsel, brachialis, mesenterialen, Gebärmutterhalskrebs und inguinalen Lymphknoten. Eine Darstellung der Orte der jeweils in den Fig. 2 und 3 entnommen werden. Fig. 1 und 5 sowohl eine visuelle Darstellung der in diesem Protokoll beschriebenen Verfahren.
Diese Th17-Protokoll konzentriert sich auf die Differenzierung von CD4 + CD25-T-Lymphozyten-Population. Es ist wichtig zu beachten, wie effizient die autoMACS Pro Zelltrennung bereichert unsere gewünschten CD4 + CD25-Population aus der gepoolten Gesamt Lymphknoten und Milz (Abbildung 4). Die fraktionierten, vereinigt Lymphknoten und Milzzellen und die autoMACS getrennte Fraktionen wurden mit Anti-CD4-Antikörper und antiCD25 gefolgt durch durchflusszytometrische Analyse (Fig. 4) gefärbt. Fig. 4A zeigt ein repräsentatives Profil der Prozentsatz von CD4 + CD25 +und CD4 + in den unfraktioniertem, gepoolten Lymphknoten und Milz mittels Durchflusszytometrie vorhanden CD25-Lymphozyten. Das Isolierungsverfahren ermöglicht auch eine angereicherte CD4 + CD25 + Treg Population von C57BL / 6 Mäusen, die in zusätzlichen Experimenten (4B) verwendet werden können. 4C zeigt unsere gewünschten Zellanreicherung mit einer Bevölkerung, 84% CD4 + CD25-T-Zellen ist, mit der überwiegenden Mehrzahl der CD4 + CD25 + Treg entfernt. Wir haben durchweg eine kleine nicht-lymphatischen Zellpopulation, die in der angereicherten CD4 + CD25-vorhanden ist, aber hat es nicht mit dem Differenzierungsprozess (4C) stören. Unsere angereicherten CD4 + CD25-T-Zellpopulation hilft, ein erfolgreicher Th17 Differenzierung zu gewährleisten.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung unserer Th17 Differenzierung Verfahren. Unsere angereicherten CD25 + CD4-Population wird entweder unter Th17 Differenzierungsbedingungen inkubiert (anti-CD3-, anti-CD28, IL-6 und TGF-β) oder Kontrolle (Anti-CD3, Anti-CD28-). Es kann in 6 gesehen werden, daß, während die Inkubation von CD4 + CD25-T-Lymphozyten mit Anti-CD3-, anti-CD28 für 5 Tage ergab CD25 +-T-Lymphozyten, die Inkubation unter Th17 induzierenden Bedingungen ergab eine Untergruppe von IL17 produzierenden CD4 + CD25 +-Lymphozyten. Bitte beachten Sie Tabelle 1 für Beispiele von CD4 + CD25 + IL-17A + absolute Zellzahl ergibt nach 5 Tagen Inkubation unter iTh17 Bedingungen.
Th17 Differenzierungsstatus kann weiter durch quantitative PCR und ELISA beurteilt werden. Abbildung 7 zeigt Daten aus angereicherten CD4 + CD25-T-Lymphozyten unter Kontrolle oder Th17-induzierenden Bedingungen inkubiert. CD4 + CD25-T-Lymphozyten unter Bedingungen inkubiert Th17 bis zu regulieren IL17A, die durch qPCR (7A) und ELISA (7B) festgestellt werden kann. Die Th17-spezifische Transkriptionsfaktor RORγT wird auch von CD4 + CD25-T-Zellen unter Th17-induzierenden Bedingungen inkubiert hochreguliert und kann festgestellt werden through qPCR (7A).

Fig. 1 ist. Th17 Differenzierung schematisch. 1. Coat Vertiefungen der U-förmigen 96-Well-Platte mit anti-CD3 (10 ug / ml) in PBS verdünnt. 2. Platte Platz in Inkubator für 4 Stunden bei 37 ° C Während Platte wird inkubiert, sezieren Lymphknoten (LN) und Milz von Maus. Grind Organe und filtern, um eine Einzelzellsuspension zu erhalten. Isolieren CD4 + CD25-T-Zellen mit Hilfe der CD4 + CD25 + regulatorische T-Zell-Isolation Kit und Pro Miltenyi autoMACS Separator. CD4 + CD25-Zellen ist auf 1 x 10 6 Zellen / ml verdünnt werden. 3. Nach 4 Stunden Inkubation der 96-Well-Platte abgeschlossen ist, waschen Vertiefungen mit PBS (200 ul / Loch) 3x. 4. 100 l CD4 + CD25-T-Zellen an die Platte gebundene (PB) anti-CD3 beschichteten Vertiefungen. 5. 100 l anti-CD28 oder 100 ul iTh17 coc6 ktail (antiCD28, TGF-β und IL-6).. Platte einer Inkubationszeit von 3 oder 5 Tagen bei 37 ° C. Nach der Inkubation beurteilen Differenzierung durch intrazelluläre Färbung, qPCR und / oder ELISA.

2. LN Dissection Guide. A) 1 brachialis Lymphknoten können im Bindegewebe in der Nähe jedes Achselhöhle (Achselhöhle) der Maus. B befindet) gefunden werden 1 axillären Lymphknoten können in jeder Achsel gefunden werden, hinter den Brustmuskeln. C) Mesenteriale Lymphknoten befinden sich in das Bindegewebe des Darms. Sie ähneln einem Perlenkette. D) 4 oberflächliche Lymphknoten werden in den Hals der Maus gefunden. E) 2 Leistenlymphknoten (1 auf jeder Seite) kann im Bereich der Hüfte an der Stelle, wo drei Blutgefäße treffen befinden .
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3. Spleen Dissektion Führer. Maus-Milz wird auf der linken Seite des Körpers hinter dem Magen und Darm gefunden. Entfernen Sie einfach durch Ziehen und Trennen mit der Zange.

4. Zellfraktionen aus gepoolten LN und Milz-Zellen vor und nach der Trennung autoMACS Pro. A) LN und Milzzellen wurden gefärbt, ex vivo, zum Ausgangszellpopulationen vor der Trennung herzustellen. Nach der Trennung, CD4 + CD25 + (B) und CD4 + CD25-(C)-Fraktionen wurden angefärbt, um die Reinheit von CD4 + CD25 + und CD4 + CD25-T-Lymphozyten-Populationen zu beurteilen sind. Alle Proben wurden mit CD4 + und CD25 +-Antikörper gefärbt und durch Durchflusszytometrie analysiert.


6. Th17 Differenzierung mittels Durchflusszytometrie bewertet. CD4 + CD25-T-Lymphozyten in Gegenwart von plattengebundene Anti-CD3 inkubiert, anti-CD28, IL-6 und TGF-β (iTh17) oder plattengebundener anti-CD3 und anti-CD28 allein (Kontrolle) 5 Tage. Zellen wurden dann mit PMA und Ionomycin für 4 h bei 37 ° C aktiviert Nach der Aktivierung wurden die Zellen mit anti-CD4, anti-CD8, Anti-CD25 und Anti-IL-17A-Antikörper für die durchflusszytometrische Analyse gefärbt Th17 Differenzierung zu beurteilen. iTh17 = Th17 Induktion cie Bedingungen.

Abbildung 7. Th17 Differenzierung durch qPCR und ELISA. Lymphozyten aus C57BL / 6 Mäusen geprüft wurden sortiert und CD4 + CD25-T-Zellen wurden in Gegenwart von plattengebundene anti-CD3 (10 &mgr; g / ml), anti-CD28 (1,5 &mgr; g / ml inkubiert, ), IL-6 (20 ng / ml) und TGF-β (5 ng / ml) oder plattengebundener anti-CD3 und anti-CD28 allein (Kontrolle) für 5 Tage. A) Die Zellen wurden dann geerntet, um zu beurteilen RORγT und IL-17A Nachricht Expression über qPCR. B) Die Überstände wurden geerntet, um IL-17A-Protein-Expression mittels ELISA beurteilen.
Keine Angaben zu erklären.
Mit Effektor-Funktionen deutlich von anderen T-Zell-Untergruppen, Th17-Zellen wurden zentral bei entzündlichen Autoimmunerkrankungen in Verbindung gebracht. Diese in vitro-Differenzierung Th17-Protokoll bietet die Möglichkeit, festzustellen, ob naiven CD4 +-T-Lymphozyten in Th17-Zellen zu differenzieren und ihre Rolle in der Autoimmun-und Wirtsantwort weiter zu prüfen.
Diese Arbeit wird zum Teil durch die NIH / NCATS Klinische und Translationale Wissenschaftspreise an die Universität von Florida und TL1 TR000066 UL1 TR000064, eine Vielfalt Ergänzung von Mutter R01AI056152 Zuschuss aus dem National Institute of Health, einem BD Biosciences Reagenz Zuschuss, und der Universität unterstützt von Florida.
| Reagenz/Material | |||
| Sterile Petrischale aus Polyestrene | Fisher Scientific | 0875713A | 60 mm x 15 mm |
| autoMACS Laufpuffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| Premium Objektträger, mattiert | Fisher Scientific | 12-544-3 | 3" x 1"1 mm |
| 5 ml 21G1 latexfreie Spritze und Nadel | BD Biosciences | 309632 | |
| Corning 15 ml Zentrifugenröhrchen | Sigma-Aldrich | CLS430791 | |
| Nylon 40 Mikrometer | Miami Aquakultur | Nylon 40/26 | |
| Microtest Gewebekulturplatte 96 Well U Boden | BD Biosciences | 35-3077 | |
| Corning Costar 24 Well Zellkulturplatten | Sigma-Aldrich | CL3524 | |
| Eppendorf Tubes 1,5 ml | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Gereinigtes NA/LE Hamster Anti-Maus CD3e | BD Biosciences | 553057 | |
| Gereinigtes NA/LE Hamster Anti-Maus CD28 | BD Biosciences | 553294 | |
| Maus IL-6 Rekombinantes Protein | eBioscience | 14-8061-62 | |
| TGFbeta | R& D Systems | 240-B-002 | |
| Trypanblau-Lösung 0,4 % | Sigma-Aldrich | 66H2364 | |
| Pac Blaue Ratte Anti-Maus CD4 | BD Biosciences | 558107 | |
| APC Ratte Anti-Maus CD8a | BD Biosciences | 553035 | |
| PE Konjugierte Anti-Maus CD25 | eBioscience | E01155-516 | |
| Alexa Fluor 700 Ratte Anti-Maus IL-17 | BD Biosciences | 560820 | |
| Starter-Kit für intrazelluläre Zytokin-Färbung - Maus | BD Biosciences | 51-2041AK (559311) | |
| MACS CD4+CD25+ regulatorisches T-Zell-Isolationskit, Maus | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| ABAM | Cellgro | 30-004-CI | |
| RPMI | Corning, Cellgro | 10-040-CM | |
| B 2-Mercapt– thanol | MP Biomedical | 194834 | Gefährliches |
| Phorbol 12-Myristat 13-Acetat (PMA) | |||
| Ionomycin Calciumsalz | Sigma-Aldrich | 13909-1ML | Gefährliches |
| Brefeldin A (BFA) | MP Biomedicals | 159027 | |
| ELISA IL-17A Capture mAb | BD Biosciences | 555068 | |
| ELISA IL-17A Nachweis mAb | BD Biosciences | 555067 | |
| ELISA IL-17A Standard | eBioscience | 14-8171-80 | |
| IL-2 ELISA Kit | BD Biosciences | 555148 | |
| TMB Substrat Reagenzienset | BD Biosciences | 555214 | |
| Equipment | |||
| autoMACS Pro Zellseparator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| Sorvall Legend RT+ Zentrifuge | ThermoScientific | ||
| Napco Serie 8000 WJ CO2-Inkubator | ThermoScientific | ||
| PTC-200 Peltier Thermocycler | Biorad | ||