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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Con funciones efectoras diferenciadas de otros subconjuntos de células T, las células Th17 se han implicado en el centro de la autoinmunidad inflamatoria. Este protocolo de diferenciación in vitro de Th17 en proporciona un medio para determinar si ingenuas linfocitos T CD4 + pueden diferenciarse en células Th17, y para examinar aún más su papel en la autoinmunidad y la respuesta del huésped.
Células Th17 son un subconjunto distinto de las células T que se han encontrado para producir interleucina 17 (IL-17), y difieren en función de los otros subconjuntos de células T, incluyendo Th1, Th2, y células T reguladoras. Células Th17 han surgido como un culpable central en las respuestas inmunes inflamatorias exceso de celo asociados con muchos trastornos autoinmunes. En este método purificamos los linfocitos T del bazo y los ganglios linfáticos de ratones C57BL / 6, y estimular a las células T CD4 + purificadas bajo ambientes Th17 inductores de control y. El entorno de Th17-inducir incluye la estimulación en presencia de anticuerpos anti-CD3 y anti-CD28, IL-6, y el TGF-β. Después de la incubación durante al menos 72 horas y hasta por cinco días a 37 ° C, las células se analizan posteriormente para la capacidad de producir IL-17 a través de la citometría de flujo, qPCR, y ELISA. Th17 diferenciado las células CD4 + CD25-T pueden ser utilizados para aclarar aún más el papel que juegan las células Th17 en el inicio y la progresión de la autoinmunidad y el anfitrión defensa. Por otra parte, Th17 diferenciación de CD4 + CD25 de los linfocitos de los modelos knockout / enfermedad murinos distintas puede contribuir a nuestra comprensión de la plasticidad del destino celular.
Los linfocitos T CD4 + (células T) juegan un papel crítico en la defensa inmunitaria mediada por sistema contra microorganismos infecciosos. Por el contrario, las células T también están íntimamente asociados con la aparición y progresión de las enfermedades autoinmunes como la diabetes tipo 1, el lupus eritematoso sistémico, y artritis reumatoide. Linfocitos T CD4 + se activan a través de una combinación de receptor de células T (TCR) interacciones con el antígeno cognado / complejo mayor de histocompatibilidad II (CMHII) moléculas, y las interacciones de los receptores CD28 con B7.1/B7.2 ligandos 15. Además de la provisión de la estimulación de TCR y CD28 co-estimulación, las células presentadoras de antígeno también proporcionan un entorno de citoquinas, que determina el estado de diferenciación de los linfocitos T, dirigiendo de ese modo la respuesta del linfocito T al antígeno dado. Interacciones patógeno Distinct / célula presentadora de antígeno crean ambientes de citoquinas distintas, que sesgar los linfocitos T por distintas vías se centraron en la eliminación del patógeno desencadene. Desafortunadamente, T vías efectoras de los linfocitos, originalmente destinadas a eliminar los patógenos invasores, pueden ser erróneamente dirigidos contra los tejidos propios 15. Por lo tanto, una mejor comprensión del estado de diferenciación cada uno distinto del subconjunto de células T CD4 + es crucial para nuestra comprensión de cómo modular el equilibrio entre la eliminación de patógenos y la tolerancia a la libre.
Además de la Th1, Th2, y T reguladoras vías de diferenciación de células inducibles, linfocitos T vírgenes también pueden ser impulsados por citoquinas por la vía Th17. Mientras que las células Th1 patógenos intracelulares de combate, las células Th2 eliminar los patógenos extracelulares, y las células T reguladoras (Tregs) minimizan las respuestas inflamatorias 1, 16; células Th17 juegan un papel importante en la eliminación de bacterias extracelulares y hongos. Células Th17 se denotan generalmente por la expresión del factor de transcripción específico de linaje RORγT y producción de IL-17A, que promueve la activación de los macrófagos y neutrófilos 1, 7.
Células Th17 han sido implicados en varios trastornos autoinmunes, y sus modelos de roedores asociados. Por ejemplo, se ha demostrado que la IL-23 (que se requiere para mantener el fenotipo Th17), pero no de IL-12, era el culpable central en la encefalitis autoinmune experimental (EAE), el modelo de enfermedad de roedor para MS. Posteriormente, se ha demostrado que la reducción en la producción de IL-17 se correlacionan con la prevención de EAE 2, 6, 17. Por otra parte, las células Th17 se han asociado con otros trastornos autoinmunes como la artritis y el lupus eritematoso sistémico (LES) 10, 16. IL-23 p19 deficientes - / - ratones mostraron tener números muy bajos de células Th17, y son resistentes al desarrollo de la EAE no sólo, sino también la artritis inducida por colágeno-, un modelo para la artritis reumatoide 10, 18. Además, los ratones tratados con anticuerpos neutralizantes de IL-17A popaer Además, se constató la aparición de la artritis inducida por colágeno para tener la resolución del daño articular 18. Cabe señalar que el papel de las células Th17 en la progresión de la enfermedad autoinmune aún no se ha caracterizado como la investigación reciente también ha demostrado un papel protector de las células Th17 en la diabetes 9, 11 y la inflamación intestinal 14 Tipo 1. Estos estudios confirman la importancia de la diferenciación de Th17 en la autoinmunidad.
In vitro diferenciación Th17 es un método necesario en la investigación de células T debido a que hay al menos dos preguntas desconcertantes que requieren una mayor investigación: 1) ¿Cómo funciona exactamente la IL-6 regulan el equilibrio entre Treg y Th17 diferenciación, y 2) ¿Cuáles son los mecanismos exactos detrás de la IL-17 inducida-trastornos inflamatorios? Nuestro método emplea células CD4 + CD25-T a partir de los bazos y ganglios linfáticos de los C57BL / 6 de ratón. Es importante señalar que a pesar de que es posible inducir la diferenciación de Th17 utilizando un impuropoblación, la adquisición de al menos un 80% pura CD4 + población de células CD25-T niega cualquier preocupación de la contaminación y asegura más exitosos resultados de la diferenciación Th17. Con el fin de lograr la diferenciación de Th17 adecuada, las células CD4 + CD25-T se incuban en la presencia de anti-CD3 y anti-CD28, que proporcionan las señales de activación, 1 y 2, respectivamente, y la IL-6, y TGF-β. Aunque se ha informado de que la IL-23 solo se puede utilizar para lograr la diferenciación de Th17, más tarde se demostró que la IL-23 es necesaria para la estabilidad de la población de células Th17, pero TGF-β IL-6 y son esenciales para la diferenciación de Th17 3, 18, 19. Estudios murinos han demostrado que el receptor de IL-23 se expresa en células T CD4 + sólo después de que han sido estimuladas con IL-6 y TGF-β 13, 18. Además, las células Th17 desarrollarán con éxito en la presencia de anticuerpos IL-23 de bloqueo, siempre y cuando están presentes 18, 19 TGF-β IL-6 y. Como tal, esta diferenciación Th17 protocolo provIDES las condiciones apropiadas para inducir exitosamente Th17 diferenciación. Desarrollo de una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes de Th17 la diferenciación y la IL-17 de producción presentar la oportunidad para el desarrollo de mejores terapias dirigidas a los trastornos autoinmunes 13.
Todo uso de los animales se realizó de conformidad con los protocolos aprobados por el Comité de Cuidado de Animales institucional y el uso.
1. Preparación de Mezclas y Medios de Comunicación
2. Celdas se chapada en triplicado, bajo las siguientes condiciones
3. Unido a la placa anti-CD3 (10 g / ml)
Se recomienda que la preparación de placas unidos a la placa anti-CD3 se hace al menos 4 horas antes de la hora células se añaden a las placas.
4. Ratón Disección
Nota: Se recomienda comenzar con los ganglios linfáticos y terminar con el bazo, mientras que la sangre será más difícil ver los ganglios linfáticos restantes en el búfer autoMACS.
Nota: Una vez que se consigue suspensión de células individuales, la solución debe aparecer como una solución pálida, consistente con ninguna Visible pedazos de tejido sólido. Si se mantienen sólidos, vuelva a aspirar y dispensar a través de una nueva pieza plegada de nylon colocada en un nuevo tubo de centrífuga de 15 ml.
5. Separación Celular
6. La diferenciación Th17
7. La activación celular (sólo es necesario para la tinción intracelular)
8. La tinción intracelular
9. Análisis de citometría de flujo
* Total de los recuentos de células absolutas se obtuvieron después de la puesta en común de los triplicados de muestras
** Número absoluto de células CD4 + CD25 + IL-17A + se determina multiplicando el número total de células en el porcentaje de puerta en vivo y el porcentaje del total de células que llevan los marcadores específicos de linaje, CD4, CD25, y la IL-17A, como determinado por citometría de flujo.
10. qPCR y ELISA
Este protocolo de diferenciación de Th17 comienza con la extracción del bazo y la axilar, braquial, mesentérica, de cuello uterino, y los ganglios linfáticos inguinales. Una representación de las ubicaciones de cada uno se puede encontrar en las Figuras 2 y 3. Las figuras 1 y 5 tanto proporcionan una representación visual de los métodos descritos en este protocolo.
Este protocolo se centra en la diferenciación Th17 de la población de linfocitos CD4 + CD25-T. Es importante tener en cuenta la eficiencia con la separación celular autoMACS Pro enriquece nuestra CD4 + CD25 deseada en la población en el total de los ganglios linfáticos y el bazo agrupada (Figura 4). El, nodo de linfa no fraccionada agrupado y esplenocitos, y las fracciones separadas autoMACS-se tiñeron con anticuerpos anti-CD25 y antiCD4 seguido por análisis de citometría de flujo (Figura 4). Figura 4A muestra un perfil representativo del porcentaje de CD4 + CD25 +y CD4 + CD25-linfocitos presentes en las no fraccionadas, los ganglios linfáticos y el bazo agrupadas por citometría de flujo. El procedimiento de aislamiento también proporciona una población de células CD4 + CD25 + Treg enriquecido a partir de ratones C57BL / 6 que puede ser utilizado en experimentos adicionales (Figura 4B). Figura 4C muestra nuestra enriquecimiento celular deseada con una población que es 84% de células CD4 + CD25-T, con la gran mayoría de las células CD4 + CD25 + células T reguladoras eliminado. Consistentemente Tenemos una pequeña población de células no linfoides que está presente en las células CD4 + CD25-enriquecido, pero no interferimos en el proceso de diferenciación (Figura 4C). Nuestra población de células CD4 + CD25-T enriquecido ayuda a asegurar una diferenciación Th17 más éxito.
La Figura 5 muestra un esquema de nuestro procedimiento de diferenciación de Th17. Nuestra enriquecido CD4 + CD25-población está ya sea incuba en condiciones de diferenciación Th17 (anti-CD3, anti-CD28, IL-6, y TGF-β) o control (anti-CD3, anti-CD28). Se puede observar en la Figura 6 que mientras que la incubación de los linfocitos CD4 + CD25-T con anti-CD3, anti-CD28 durante 5 días cedidos T CD25 + linfocitos, incubación bajo Th17 condiciones de inducción produjo un subconjunto de IL17 la producción de CD4 + CD25 + linfocitos. Por favor consulte la Tabla 1 para ver ejemplos de CD4 + CD25 + IL-17A + rendimientos absolutos el número de células después de la incubación 5 días en condiciones iTh17.
Estado de diferenciación Th17 más se puede evaluar a través de PCR cuantitativa y ELISA. Figura 7 presenta datos de enriquecido linfocitos CD4 + CD25-T incubados bajo control o condiciones Th17 inductores. Linfocitos CD4 + CD25-T incubadas bajo condiciones Th17 hasta de regular IL17A, que puede determinarse a través de qPCR (Figura 7A) y ELISA (Figura 7B). El factor de transcripción-Th17 específica RORγT también está regulada positivamente por las células CD4 + CD25-T incubadas bajo condiciones que inducen Th17, y se puede determinar Through qPCR (Figura 7).

Figura 1. Th17 esquemática Diferenciación. 1. Pozos capa de fondo en U placa de 96 pocillos con anti-CD3 (10 mg / ml) diluido en PBS. 2. Coloque la placa en la incubadora durante 4 horas a 37 ° C. Mientras que la placa está incubando, diseccionar los ganglios linfáticos (LN) y el bazo de ratón. Moler órganos y filtrar para obtener una suspensión de células individuales. Aislar las células CD4 + CD25-T utilizando el kit de aislamiento de células CD4 + CD25 + T reguladoras y Miltenyi autoMACS Pro Separador. CD25 de las células CD4 + se deben diluir a 1 x 10 6 células / ml. 3. Una vez 4 horas de incubación de la placa de 96 pocillos es completa, se lavan los pocillos con PBS (200 l / pocillo) 3x. 4. Añadir 100 l de CD4 + células CD25-T a la placa-atados (PB) anti-CD3. pocillos recubiertos 5. Añadir 100 l anti-CD28 o 100 l iTh17 cocktail (antiCD28, TGF-β e IL-6). 6. Incubar la placa durante 3 o 5 días a 37 ° C. Después de la incubación evaluar la diferenciación mediante tinción intracelular, qPCR, y / o ELISA.

Figura 2. Guía Disección LN. A) de los ganglios linfáticos 1 braquial se puede encontrar en el tejido conectivo situado cerca de cada axila (sobaco) del ratón. B) de los ganglios linfáticos axilares 1 se puede encontrar en cada axila, detrás de los músculos pectorales. C) Los ganglios linfáticos mesentéricos se encuentran en el tejido conectivo de los intestinos. Se asemejan a una cadena de perlas. D) 4 ganglios linfáticos cervicales superficiales se encuentran en el cuello del ratón. E) 2 ganglios linfáticos inguinales (1 en cada lado) pueden estar ubicados en la región de la cadera en la ubicación en 3 vasos sanguíneos se reúnen .
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Figura 3. Bazo guía disección. Bazos de ratón se encuentran en el lado izquierdo del cuerpo detrás del estómago y los intestinos. Simplemente quite tirando y separando con las pinzas.

Figura 4. Fracciones de células de LN agruparon y células de bazo antes y después de las células autoMACS Pro separación. Una) LN y el bazo se tiñeron, ex vivo, para establecer poblaciones de células de línea de base antes de la separación. Después de la separación, CD4 + CD25 + (B) + y CD25 de las fracciones de CD4 (C) se tiñeron para evaluar la pureza de las células CD4 + CD25 + y las poblaciones de linfocitos CD4 + CD25-T, respectivamente. Todas las muestras se tiñeron con CD4 + y CD25 + anticuerpos y se analizaron por citometría de flujo.


Figura 6. La diferenciación de Th17 evaluó por citometría de flujo. CD4 + CD25-T linfocitos se incubaron en presencia de placa determinada anti-CD3, anti-CD28, IL-6, y TGF-β (iTh17) o unido a la placa anti-CD3 y anti-CD28 solo (control) para 5 días. Las células fueron activadas con PMA e ionomicina durante 4 horas a 37 ° C. Después de la activación, las células fueron teñidas con anti-CD4, anti-CD8, anti-CD25, y los anticuerpos anti-IL-17A para el análisis de citometría de flujo para evaluar la diferenciación de Th17. iTh17 = Th17 c inducirondiciones.

Figura 7. La diferenciación de Th17 evaluado por qPCR y ELISA. Los linfocitos de ratones C57BL / 6 ratones fueron ordenados y las células CD4 + CD25-T se incubaron en presencia de unidos a la placa anti-CD3 (10 g / ml), anti-CD28 (1.5 mg / ml ), IL-6 (20 ng / ml), y TGF-β (5 ng / ml) o unido a la placa anti-CD3 y anti-CD28 solo (control) durante 5 días.) Células A continuación se recogieron para evaluar RORγT y expresión de mensajes a través de la IL-17A. qPCR B) Los sobrenadantes se recogieron para determinar la IL-17A expresión de proteínas por ELISA.
No hay revelaciones para declarar.
Con funciones efectoras diferenciadas de otros subconjuntos de células T, las células Th17 se han implicado en el centro de la autoinmunidad inflamatoria. Este protocolo de diferenciación in vitro de Th17 en proporciona un medio para determinar si ingenuas linfocitos T CD4 + pueden diferenciarse en células Th17, y para examinar aún más su papel en la autoinmunidad y la respuesta del huésped.
Este trabajo es apoyado en parte por los premios NIH / NCATS clínica y traslacional Ciencia a la Universidad de Florida y TL1 TR000066 TR000064 UL1, un suplemento de la diversidad de los padres de Grant R01AI056152 del Instituto Nacional de Salud, una donación de reactivos BD Biosciences, y la Universidad de la Florida.
| Estéril Poliestreno Placa de Petri | Fisher Scientific | 0875713A | 60 mm x 15 mm |
| AutoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| Portaobjetos de Microscopio Premium, Esmerilado | Fisher Scientific | 12-544-3 | 3" x 1"1 mm |
| 5 ml 21G1 Jeringa y aguja sin látex | BD Biosciences | 309632 | |
| Corning 15 ml Tubos de Centrífuga | Sigma-Aldrich | CLS430791 | |
| Nylon 40 micras | Miami Aquaculture | Nylon 40/26 | |
| Microtest placa de cultivo de tejidos 96 pocillos U bottom | BD Biosciences | 35-3077 | |
| Corning Costar 24 pocillos placas de cultivo celular | Sigma-Aldrich | CL3524 | |
| Tubos Eppendorf 1,5 ml | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Hámster Purgado NA/LE Anti-Ratón CD3e | BD Biosciences | 553057 | |
| Hámster Na/LE Purificado Anti-Ratón CD28 | BD Biosciences | 553294 | |
| Ratón IL-6 Proteína Recombinante | eBioscience | 14-8061-62 | |
| TGFbeta | R& D Systems | 240-B-002 | |
| Solución de azul de tripán 0.4 % | Sigma-Aldrich | 66H2364 | |
| Pac Rata Azul Anti-Ratón CD4 | BD Biosciences | 558107 | |
| APC Rata Anti-Ratón CD8a | BD Biosciences | 553035 | |
| PE Conjugado Anti-ratón CD25 | eBioscience | E01155-516 | |
| Alexa Fluor 700 Rata Anti-ratón IL-17 | BD Biosciences | 560820 | |
| Kit de inicio de tinción de citocinas intracelulares-ratón | BD Biosciences | 51-2041AK (559311) | |
| MACS CD4+CD25+ kit de aislamiento de células T reguladoras, ratón | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| ABAM | Cellgro | 30-004-CI | |
| RPMI | Corning, Cellgro | 10-040-CM | |
| B 2-Mercapt– Etanol | MP Biomédica | 194834 | Peligroso |
| Forbol 12-Miristato 13-Acetato (PMA) | |||
| Ionomicina Sal de Calcio | Sigma-Aldrich | 13909-1ML | |
| Brefeldina A Peligrosa (BFA) | MP Biomedicals | 159027 | |
| ELISA IL-17A Captura mAb | BD Biosciences | 555068 | |
| ELISA IL-17A Detección mAb | BD Biosciences | 555067 | |
| ELISA IL-17A Estándar | eBioscience | 14-8171-80 | |
| IL-2 ELISA Kit | BD Biosciences | 555148 | |
| TMB Juego de reactivos | de sustrato BD Biosciences | 555214 | |
| Equipment | |||
| >autoMACS Pro Cell Separator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| Centrífuga Sorvall Legend RT+ | ThermoScientific | ||
| Incubadora de CO2 serie Napco 8000 WJ | Termociclador ThermoScientific | ||
| PTC-200 Peltier | Biorad | ||