Dieser Artikel beschreibt in vivo und in vitro Methoden zur Charakterisierung der thymusabsetzenden Vorläuferzellen durch die Analyse der Kinetik der Erzeugung, des Phänotyps und der Anzahl ihrer T-Zell-Nachkommen.
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Dieser Artikel beschreibt in vivo und in vitro Methoden zur Charakterisierung der thymusabsetzenden Vorläuferzellen durch die Analyse der Kinetik der Erzeugung, des Phänotyps und der Anzahl ihrer T-Zell-Nachkommen.
Charakterisieren Thymus Absetzen Vorläufern ist wichtig, die pre-Thymus Stufen T-Zell-Entwicklung zu verstehen, wesentlich, Strategien für T-Zell-Ersatz in lymphopenischen Patienten zu erstellen. Wir untersuchten Thymus Beilegung Vorläuferzellen aus murinen embryonalen Tag 13 und 18 Thymi durch zwei komplementäre in vitro und in vivo-Techniken, die beide auf der Grundlage des "hängenden Tropfen" Methode. Diese Methode erlaubt besiedeln bestrahlten fetalen Thymus Keulen mit E13 und / oder E18 Thymus-Vorläuferzellen durch CD45 allotypische Marker und damit im Anschluss an ihre Nachkommen aus. Colonization mit gemischter Bevölkerung ermöglicht die Analyse Zell autonomen Unterschiede in biologischen Eigenschaften der Vorläuferzellen während Besiedlung mit entweder Bevölkerung beseitigt mögliche Wettbewerbsselektionsdruck. Die Kolonisierten Thymus Lappen kann auch in immundefizienten männlichen Empfängermäuse ermöglicht die Analyse der reifen T-Zellen-Nachkommen in vivo, wie Populationsdynamik von t aufgepfropft werdener peripheren Immunsystem und Besiedlung von verschiedenen Geweben und Organen. Fötalem Thymus-Organkulturen zeigte, dass E13 Vorläufern entwickelt sich rasch in alle reifen CD3 + Zellen und führten zu der kanonischen γδ T-Zell-Untergruppe, wie dendritische epithelialen T-Zellen bekannt. Im Vergleich dazu haben E18 Vorläuferzellen eine verzögerte Differenzierung und konnten dendritische epithelialen T-Zellen zu erzeugen. Die Überwachung der peripheren Blut von Thymus-gepfropft CD3 - / - Mäuse zeigten weiter, dass E18 Thymus Beilegung Vorläuferzellen zu erzeugen, mit der Zeit, eine größere Anzahl von reifen T-Zellen als ihre Gegenstücke E13, eine Funktion, die nicht in der kurzen Frist fetalen Thymus geschätzt werden konnte Organkulturen.
T-Lymphozyten, wobei das αβ oder γδ T-Zell-Rezeptor (TCR), differenzieren in einem speziellen Organ, der Thymus. Die ausgereifte Thymus ist in zwei unterschiedliche Bereiche unterteilt: die Rinde, in der Thymus-Vorläuferzellen entwickeln und wo Thymozyten, die produktiv TCR β und α-Kette-Gene neu anordnen aus programmierten Tod (ein Verfahren, wie die positive Selektion bekannt) gerettet; und der Medulla, wo ausgewählt Thymozyten mit zu starke Reaktivität Selbstliganden werden gelöscht (negative Selektion) 1,2. Der Thymus stammt aus dem endodermalen Schicht der dritten Schlundtasche, die später von mesenchymalen Zellen 3 umgeben ist. Es wird von hämatopoetischen Vorläuferzellen ab Embryonaltag E12, und danach wird eine kontinuierliche Einstellung für den normalen T-Zell-Entwicklung 4 erforderliche besiedelt. Thymus Einwanderer entwickeln durch aufeinanderfolgende Entwicklungsstadien, von einem streng regulierten Programm, initiiert und inszeniert maidurch die Aktivierung des Notch-Signalwegs auf Thymocyten bei Wechselwirkung mit seinem Liganden, wie 4 delta ntained, ausgedrückt Thymusepithelzellen (TECs) 5.
Thymozyten-Entwicklung beginnt bei der so genannten CD4 - CD8 - doppelt negativ (DN) Stufen. , DN2 (CD25 + CD44 +), DN3 (CD25 + CD44 -) und DN4 (CD25 - CD44 -) - DN Thymozyten kann weiter gemäß der Expression von CD25 und CD44 in DN1 (CD44 + CD25) unterteilt werden. CD24 (HSA) und CD117 (c-Kit) weiter unterteilt die DN1 Fach in 5 Untergruppen, wo DN1A und b entsprechen frühen Vorläuferzellen des Thymus (ETP). Thymozyten neu anordnen TCR δ, β und α-Ketten an der DN Bühne und pre-TcR Auswahl (DN3-DN4 Stufen) zu unterziehen. Sie Transit auf die CD4 + CD8 + doppelt positiven (DP) Fach, in dem der TCR α-Kette lagert sich vor der positiven und negativen selection. In dieser Phase am meisten Thymozyten eliminiert werden und nur ein kleiner Anteil (3-5%) zu erreichen, die den CD4 + oder CD8 + T-Zellen zu reifen Fach.
Die lymphatischen Differenzierungsweg schreitet durch die Stadien der HSCs, die multipotenten Vorläuferzellen (MPP) und lymphatischen grundiert multipotenten Vorläuferzellen (LMPP), die die Erythrozyten und Megakaryozyten Potential 6 verloren zu generieren. LMPP phänotypisch durch das Fehlen von differenzierten Blutzellmarker definiert (Linie negativ, Lin -), die Expression von c-Kit (CD117), Sca-1 und Flt3 / Flk2 (CD135) und das Fehlen von nachweisbaren Konzentrationen an Interleukin ( IL) -7-Rezeptor-α-Kette (IL-7rα oder CD127). LMPPs weiter zu differenzieren, die in Stamm lymphatischen Vorläuferzellen (CLP) 7, dass von diesem Zeitpunkt haben die Fähigkeit, myeloischen Zellen erzeugen verloren. CLP behalten Lymphozyten (B- und T-Zelle), NK-Zelle DC und angeborenen lymphoiden Zelle (ILC) Potential, und unterscheiden sich von LMPP durch die Expression von CD127 und das Fehlen von hohen Sca-1.
Obwohl die Art der Thymus Beilegung Vorläuferzellen (TSP) wurde ausgiebig diskutiert 8, vor kurzem wurde klar, dass TSP Änderung Phänotyp, Differenzierungspotenzial und Funktion, während der gesamten Entwicklung 9. Wir führten in vitro und in vivo-Tests, um die TSP, durch FACS-Zellsortierung entweder von E13 (erste Welle) oder E18 (zweite Welle) isoliert kennzeichnen. Fetalen Thymus Organkulturen (FTOC) mit bestrahlten Thymus Lappen kolonisiert durch die gleiche Anzahl von E13 und E18 Vorläuferzellen, die verschiedene allotypische Marker, im Anschluss an ihre Nachkommen in einer ähnlichen Entwicklungsumgebung erlaubt und offenbarte Zelle innewohnenden Eigenschaften, unterschiedlich zwischen beiden Arten von Vorläuferzellen. Thymus Lappen entweder E13 oder E18 TSP kolonisiert erlaubt Entwicklung ohne Selektion aufgrund der Konkurrenz zwischen den beiden Vorläufern. In vivo Transplantation der kolonisierten Thymus Lappen weiter gezeigt, dass auch ter reifen Nachkommen von E13 und E18 TSP haben unterschiedliche biologische Eigenschaften in vivo. FDA von der ersten Welle schnell generieren T-Zellen, sondern führen zu geringen Anzahl von αβ und γδ T-Zellen. Unter den letzteren entdeckten wir Vγ5Vδ1 dendritischen epithelialen T-Zellen (DETC), die eine Invariante TcR, wandern in die Epidermis, wo sie eine Funktion, bei der Wundheilung ausüben und werden nur während der Embryonalentwicklung 10 hergestellt haben. Im Gegensatz dazu TSP aus der zweiten Welle zu nehmen längere Zeit, um eine hohe Zahl von TcR + T-Zellen zu erzeugen und sind unfähig, DETC generieren.
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Ethics Hinweise: Alle Experimente wurden nach dem Pasteur-Institut Ethik-Charta, von der Französisch Landwirtschaftsministerium genehmigt durchgeführt und an die EU-Richtlinien. Ein Manipulator mit Training am Kleintier-Chirurgie, von der Französisch Ministerium für Landwirtschaft zertifiziert, führt alle chirurgischen Eingriffen.
HINWEIS: Siehe Anhang in Tabelle 1, die das 5-Stufen-Plan Verfahren.
1. Auswahl der Embryonen
2. Dissection des Embryos unter einem Horizontal Laminar Flow Hood
Anmerkung: Zwei Tage vor der Transplantation Experiments.
3. Isolierung des Thymus
4. Zellsuspensionen
5. Färbung mit fluoreszierenden Antikörpern und Zellsortierung
HINWEIS: Alle Antikörper werden zuvor titriert, um eine optimale Definition der Bevölkerung (die titrat erhaltenIon kann mit dem Antikörper Charge variieren).
6. Colonization von E14 Thymic Lobes mit Vorläufern: Hanging-Drop-Technik
7. Fetal Thymic Organ Culture
8. Grafts unter die Nierenkapsel unter sterilen Bedingungen
HINWEIS: Die Nierenparenchyms durch Ausbilden einer Kapsel Bindegewebe umgeben. Der Teilkapsel Region ist besonders reich an Blut- und Lymphgefäße, wodurch ein geeignetes Umfeld für die Entwicklung von Transplantaten (zB Thymus Lappen, Langerhans-Inseln oder Neugeborenen Herzen). Transplantate werden normalerweise auf der linken Niere gemacht, weil sie leichter zugänglich als die rechte Niere ist. CD3 - / - männliche Mäuse wurden als Empfänger wodurch Transplantat-Wirt-Reaktion aufgrund Nebenhistokompatibilitätsantigene auf dem Y-Chromosom verbunden, weil die Geschlechtsbestimmung vor E15 ist nicht leicht getan verwendet.
9. Analyse des TSP Nachkommen mittels Durchflusszytometrie
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Um ein Verfahren zum Thymus Keulen endogener Thymozyten ermöglicht die beste Entwicklung der Kolonisierung Vorläufern führen zu wählen, verglichen wir das Niveau von T-Zell-Rekonstitution in Thymus Keulen nach Bestrahlung kolonisiert oder eine 5-Tage-desoxy-guanosin (d-Gua) Behandlung. Die Ergebnisse zeigen, dass, obwohl es keinen Unterschied am Tag 9 der Kultur enthaltenen bestrahlt Lappen mehr T-Zellen als jene mit d-Gua behandelt, am Tag 12. Somit ist die Bestrahlung geeigneter als d-Gua-Behandlung an T-Zell-Entwickl...
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Zwei Assays können verwendet werden, um T-Zell-Differenzierung ex vivo zu analysieren. Die zuletzt gemeldet ist die Co-Kultur von hämatopoetischen Vorläuferzellen mit BM-Stromazellen, OP9, Expression der Liganden der Noth1, delta wie 1 oder 4 12. Das 2-D-Assay ist leicht durchzuführen, sehr leistungsfähig und empfindlich, so dass bei Analyse Einzelzellebene. Es wird jedoch weder unterstützt T-Zell-Entwicklung über die Stufe der DP noch die Erzeugung von γδ DETC 13, die beide eine direkte I...
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Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen.
Unterstützt durch das Institut Pasteur, INSERM, Agence Nationale de Recherche ANR (Grant Lymphopoese '), der REVIVE Zukunftsinvestitionsprogramm und "La Ligue contre le Cancer".
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 90 x 15 mm und 35 x 15 mm Petrischalen aus Kunststoffgewebe. | TPP | T93100/T9340 | Probenahme |
| 26 G ⅜ " 0,45 x 10 mm Spritzen mit Nadeln | BD Plastipak | 300015 | Cell Suspension |
| Nylon-Netzverschraubungstuch sterilisiert 50/50 mm Stücke. | SEFAR NITEX | 03-100/32 | Filtration von Zellen |
| Ethanol 70%. | VWR | 83801.36 | Sterilitätswirkungen |
| Iodid, Povidon 10% (Betadin) | MEDA Pharma | 314997.8 | Sterilitätswirkungen |
| Ketamin 100 mg/ml (Stammlösung) | MERIAL | Anästhesiemittel | |
| Xylazin 100 mg/ml in PBS (Stammlösung) | Sigma | X1251-1G | Anästhetikum und Muskelrelaxans |
| Buprenorphin 0,3 mg/ml Stammlösung | AXIENCE | Morphinisches Analgetikum | |
| Ophtalmisches Gel (0,2 % Cyclosporin) | Schering-Plough Animal Health | Augenschutz | |
| DPBS (+ CaCl2, MgCl2) | GIBCO Life Technology | 14040-174 | zur Isolierung von Embryonen |
| HBSS Hanks' Balanced Salt Solution (+ CaCl2, MgCl2) | GIBCO Life Technology | 24020-091 | zum Auswaschen des Blutes und Präparieren der Embryonen |
| OPTI-MEM I GlutaMAX I | GIBCO Life Technology | 51985-026 | Medium für Kulturen |
| Fötales Kälberserum | EUROBIO | CVFSVF00-0U | Zusatzstoff für Kulturen |
| Penicilin und Streptomycin | GIBCO Life Technology | 15640-055 | Antibiotika für Kulturen |
| 2-Mercaptoethanol | GIBCO Life Technology | 31350010 | Zusatzstoff für Kulturen |
| LEICA MZ6 Dissektionsmikroskop | LEICA | MZ6 10445111 | Occular W-Pl10x/23 |
| Kaltlampenquelle | SCHOTT VWR | KL1500 compact | Zwei Schwanenhalsfasern angepasst |
| Silikonelastomer | World Precision Instruments | SYLG184 | Dissektion Pad |
| Löffel, rund und perforiert | Fine Science Tools | 10370-18 | Dissektionswerkzeuge |
| Fine Science Iris-Schere | Fine Science Tools | 14090-09 | Sezierwerkzeuge |
| Vannas Federschere | Fine Science Tools | 15018-10 | Präparierwerkzeuge |
| Pinzette: Dumont #5/45 Inox 11 cm | F.S.T. | 11253-25 | Präparierwerkzeuge |
| 2 Paar feine gerade Uhrmacherzange Dumont #5, 11 cm feine Spitzen. | Fine Science Tools | 11295-20 | Präparierwerkzeuge |
| Polyamidfaden mit Nadel 6-0 C-3 3/8c | ETHICON | F2403 | für Nähte |
| Nadelhalter | MORIA/F.S.T. | 12060-02 | für Nähte |
| Heizkissen | VWR | 100229-100 | Zur Aufrechterhaltung der Maustemperatur während der Anästhesie |
| Membran Isopore RTTPO2500 | DUTSCHER | 44210 | Für FTOC |
| Terasaki 60 Wells | Platten FISHER | 1x270 10318801 | Für hängende Tropfentechnik |
| Mulltupfer steril 7,5 x 7,5 cm | Hydrex | 11522 | Zum Auftragen von Desinfektionslösung |
| Fluoreszenz- oder Biotin-markierte Antikörper | BD Biosciences, Biolegend oder e-Biocsiences | Klonnummer: siehe untenstehende Tabelle | : Färbende Zellen |
| MACS-Säulen/Streptavidin-Mikrokügelchen | Miltenyi Biotec | 130-042-401/130-048-101 | Zelldepletionsmäuse |
| Charles Rivers Laboratories (CD45.1) und Janvier Labs (CD45.2) | C57BL/6 CD45.1 ODER CD45.2 | Quelle von Zellen und Thymuslappen | |
| Mäuse | CDTA Orlé ans, Frankreich | CD 3 epsilon Ko CD45.2 | Pfropfexperiment |
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