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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Avec des fonctions effectrices distinctes des autres sous-ensembles de cellules T, les cellules Th17 ont été impliqués dans l'auto-immunité centre inflammatoire. Cette vitro Th17 protocole de différenciation fournit un moyen de déterminer si les lymphocytes T CD4 + naïfs peuvent se différencier en cellules Th17, et d'examiner leur rôle dans l'auto-immunité et réponse de l'hôte.
cellules Th17 sont un sous-ensemble distinct de cellules T qui ont été trouvées pour produire l'interleukine 17 (IL-17), et se différencient en fonction des autres sous-ensembles de cellules T, y compris Th1, Th2, et des cellules T régulatrices. cellules Th17 ont émergé comme un coupable central dans les réponses immunitaires inflammatoires associés à l'excès de zèle de nombreuses maladies auto-immunes. Dans cette méthode, nous purifions lymphocytes T de la rate et des ganglions lymphatiques de souris C57BL / 6, et stimuler les cellules T CD4 + purifiés sous contrôle et environnements Th17 induisant. L'environnement de Th17 inducteur comprend stimulation en présence d'anti-CD3 et anti-CD28, les anticorps de l'IL-6, et TGF-β. Après incubation pendant au moins 72 heures et jusqu'à cinq jours à 37 ° C, les cellules sont ensuite analysées pour la capacité de produire de l'IL-17 par cytométrie en flux, qPCR, et ELISA. cellules différenciées Th17 CD4 + CD25-T peuvent être utilisés pour élucider le rôle que jouent les cellules Th17 dans l'apparition et la progression de l'auto-immunité et de l'hôte defense. En outre, la différenciation Th17 de CD4 + CD25 des lymphocytes à partir de modèles KO / murins de maladies distinctes peut contribuer à notre compréhension du destin cellulaire plasticité.
Lymphocytes T CD4 + (cellules T) jouent un rôle critique dans la défense immunitaire à médiation par le système contre les micro-organismes infectieux. A l'inverse, les cellules T sont également intimement associés à l'apparition et la progression des maladies auto-immunes telles que le diabète de type 1, le lupus érythémateux disséminé et l'arthrite rhumatoïde. Lymphocytes T CD4 + sont activées par une combinaison de récepteurs des cellules T (TCR) des interactions avec un antigène apparenté / complexe majeur d'histocompatibilité (CMH II) II des molécules, et des interactions récepteur CD28 avec des ligands B7.1/B7.2 15. En plus de la fourniture de la stimulation du TCR et CD28 co-stimulation, les cellules présentatrices d'antigènes offrent également un environnement de cytokines, ce qui détermine l'état du lymphocyte T de différenciation, en dirigeant ainsi la réponse du lymphocyte T à l'antigène donné. Interactions pathogène distincte / cellule présentatrice d'antigène de créer des environnements de cytokines distinctes, qui Skew lymphocytes T vers le bas voies distinctes axées sur la elimination de l'agent pathogène initiateur. Malheureusement, T voies effectrices des lymphocytes, à l'origine destinées à éliminer les pathogènes envahisseurs, peuvent être à tort dirigés contre des auto-tissus 15. Par conséquent, une meilleure compréhension de l'état de différenciation de chaque sous-ensemble distinct de cellules T CD4 + est essentielle pour notre compréhension de la façon de moduler l'équilibre entre l'élimination des agents pathogènes et la tolérance à l'auto.
En plus de la Th1, Th2, et des voies de différenciation des cellules T régulatrices inductibles, les lymphocytes T naïfs peuvent également être entraînés par des cytokines en bas de la voie Th17. Considérant que les cellules Th1 pathogènes intracellulaires combat, les cellules Th2 éliminer les agents pathogènes extracellulaires, et les lymphocytes T régulateurs (Tregs) minimiser les réactions inflammatoires 1, 16; cellules Th17 jouent un rôle important dans l'élimination des bactéries et des champignons extracellulaires. cellules Th17 sont généralement désignés par l'expression du facteur de transcription spécifique de la lignée RORγT et la production d'IL-17A, ce qui favorise l'activation des macrophages et des neutrophiles, 1 7.
cellules Th17 ont été impliqués dans plusieurs maladies auto-immunes, et leurs modèles de rongeurs associés. Par exemple, il a été démontré que l'IL-23 (qui est nécessaire pour maintenir le phénotype Th17), mais pas d'IL-12, était le coupable central dans l'encéphalite auto-immune expérimentale (EAE), le modèle de rongeur de la maladie de sclérose en plaques. Il a été montré par la suite que la réduction de la production d'IL-17 sont corrélées à la prévention EAE 2, 6, 17. De plus, les cellules Th17 ont été associés à d'autres maladies auto-immunes comme l'arthrite et le lupus érythémateux disséminé (SLE) 10, 16. IL-23 p19 déficientes - / - les souris se sont révélés avoir de très faibles nombres de cellules Th17, et sont résistants au développement de l'EAE, non seulement, mais également d'arthrite induite par le collagène, un modèle pour la polyarthrite rhumatoïde 10, 18. En outre, les souris traitées avec des anticorps neutralisants de l'IL-17A à l'arrièreer l'apparition de l'arthrite induite par le collagène ont également été trouvés à avoir une résolution de l'atteinte articulaire 18. Il convient de noter que le rôle des cellules Th17 dans la progression de la maladie auto-immune reste à caractériser la recherche récente a également montré un rôle protecteur des cellules Th17 dans diabète de type 1 9, 11 et 14 de l'inflammation intestinale. Ces études confirment l'importance de la différenciation Th17 dans l'auto-immunité.
Dans la différenciation Th17 vitro est une méthode nécessaire à la recherche sur les cellules T, car il ya au moins deux questions troublantes qui nécessitent une enquête plus approfondie: 1) Comment fonctionne exactement IL-6 régulent l'équilibre entre Treg et la différenciation Th17, et 2) Quels sont les mécanismes exacts derrière l'IL-17 induit-troubles inflammatoires? Notre procédé utilise des cellules CD4 + CD25-T à partir des rates et des ganglions lymphatiques de la souris C57BL / 6. Il est important de noter que bien qu'il soit possible d'induire la différenciation Th17 utilisant un impurpopulation, l'acquisition d'au moins une CD4 pur à 80% + population de cellules CD25-T nie toute inquiétude de contamination et garantit des résultats de différenciation Th17 plus de succès. Afin d'obtenir une différenciation adéquate Th17, les cellules CD4 + CD25-T sont incubées en présence d'anticorps anti-CD3 et anti-CD28, qui fournissent des signaux d'activation, 1 et 2, respectivement, et de l'IL-6, et TGF-β. Bien qu'il ait été rapporté que l'IL-23 seule peut être utilisé pour réaliser la différenciation Th17, il a ensuite été démontré que l'IL-23 est nécessaire pour la stabilité de la population de cellules Th17, mais IL-6 et le TGF-β sont essentiels pour la différenciation Th17 3, 18, 19. Des études murines ont montré que le récepteur de l'IL-23 est exprimé sur les cellules T CD4 + seulement après qu'ils ont été stimulées avec de l'IL-6 et le TGF-β 13, 18. En outre, les cellules Th17 vont développer avec succès en présence d'IL-23-anticorps de blocage aussi longtemps que l'IL-6 et TGF-β sont présents 18, 19. En tant que tel, cette différenciation Th17 protocole provIDES les conditions appropriées avec succès pour induire la différenciation Th17. Développement d'une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent la différenciation Th17 et IL-17 production présenter l'opportunité pour le développement de meilleurs traitements visant à les troubles auto-immunes 13.
Toute utilisation des animaux a été effectuée conformément aux protocoles approuvés par le Comité institutionnel de protection et d'utilisation des animaux.
Une. Préparation des mélanges et des médias
2. Les cellules seront étalées dans Triplicate dans les conditions suivantes
3. Plate-lié l'anti-CD3 (10 pg / ml)
Il est recommandé que la préparation de plaques en forme de plaques anti-CD3 lié est effectué au moins 4 heures avant le moment où les cellules sont ajoutées aux plaques.
4. Souris Dissection
Note: Il est recommandé de commencer par les ganglions lymphatiques et terminer avec la rate, comme le sang, il sera difficile de voir les ganglions lymphatiques restantes dans le tampon autoMACS.
Remarque: Une fois que la suspension cellulaire unique est atteint, la solution doit apparaître comme une solution cohérente pâle sans VisibLe morceaux de tissu solide. Si les solides restent, re-aspiration et de distribution à travers un nouveau morceau plié de nylon placé dans un nouveau tube de 15 ml de la centrifugeuse.
5. Séparation cellulaire
6. Th17 différenciation
7. Activation de la cellule (seulement nécessaire pour intracellulaire coloration)
8. Coloration intracellulaire
9. Analyse par cytométrie en flux
* Le nombre total de cellules absolues ont été obtenus après la mise en commun des échantillons en triple
** Nombre absolu de cellules CD4 + CD25 + IL-17A + cellules a été déterminé en multipliant le nombre total de cellules par le pourcentage de la grille en direct, et le pourcentage de cellules totales portant les marqueurs spécifiques de la lignée, CD4, CD25 et IL-17A, comme déterminés par cytométrie en flux.
10. qPCR et ELISA
Ce protocole de différenciation Th17 commence par le prélèvement de la rate et de la axillaire, brachiale, mésentériques, utérus, et les ganglions lymphatiques inguinaux. Une représentation de l'emplacement de chacun peuvent être trouvées dans les figures 2 et 3. Les figures 1 et 5 fois fournissent une représentation visuelle des méthodes décrites dans ce protocole.
Ce protocole Th17 met l'accent sur la différenciation de la population de lymphocytes CD4 + CD25-T. Il est important de noter comment efficacement la Pro séparation cellulaire autoMACS enrichit notre CD4 + CD25-désiré population du noeud lymphatique groupée totale et de la rate (figure 4). L', noeud lymphatique regroupées non fractionnée et les splénocytes, et les fractions séparées autoMACS ont été colorées avec des anticorps antiCD4 et antiCD25 suivie d'une analyse par cytométrie en flux (figure 4). Figure 4A montre un profil représentatif de la proportion de cellules CD4 + CD25 +et CD4 + CD25 des lymphocytes présents dans les non fractionnées, les ganglions lymphatiques et la rate regroupées par cytométrie de flux. La procédure d'isolement fournit également une population CD4 + CD25 + Treg enrichi à partir de souris C57BL / 6 qui peut être utilisé dans des expériences supplémentaires (Figure 4B). Figure 4C montre un enrichissement cellulaire désirée avec une population de 84% de cellules CD4 + CD25-T, avec la grande majorité des cellules CD4 + CD25 + Treg enlevé. Nous avons toujours une petite population de cellules non lymphoïdes qui est présent dans les cellules CD4 + CD25-enrichi, mais le fait de ne pas interférer avec le processus de différenciation (figure 4C). Notre population de cellules CD4 + CD25-T enrichi permet d'assurer une différenciation Th17 plus de succès.
La figure 5 montre un schéma du processus de différenciation Th17. Notre CD4 + CD25-population enrichie est soit mis en incubation dans des conditions de différenciation Th17 (anti-CD3, anti-CD28, IL-6, et TGF-β) ou de contrôle (anti-CD3, anti-CD28). On peut voir sur la figure 6 que, alors que l'incubation des lymphocytes CD4 + CD25-T avec l'anti-CD3, anti-CD28 pendant 5 jours donné des lymphocytes CD25 +, l'incubation sous Th17 conditions d'induction a abouti à un sous-ensemble d'IL17 produire CD4 + CD25 +. S'il vous plaît se référer au tableau 1 pour des exemples de CD4 + CD25 + IL-17A + absolues des rendements de nombre de cellules après une incubation de 5 jours dans des conditions iTh17.
Th17 état de différenciation peut encore être évaluée par PCR quantitative et ELISA. Figure 7 présente les données de enrichis lymphocytes CD4 + CD25-T incubées sous contrôle ou conditions Th17 induisant. Lymphocytes CD4 + CD25-T incubés dans des conditions Th17 jusqu'à régulent IL17A, qui peut être déterminée par qPCR (figure 7A) et ELISA (figure 7B). Le facteur de transcription spécifique à Th17 RORγT est également régulée à la hausse par les cellules CD4 + CD25-T incubées dans des conditions inductrices-Th17, et peut être déterminée through qPCR (figure 7A).

Figure 1. Th17 différenciation schématique. 1. Manteau puits à fond en U de plaque de 96 puits avec un anticorps anti-CD3 (10 pg / ml) dilué dans du PBS. 2. Placez la plaque dans l'incubateur pendant 4 heures à 37 ° C. Tandis que la plaque est en incubation, disséquer les ganglions lymphatiques (LN) et la rate de souris. Broyer organes et filtrer pour obtenir une suspension cellulaire unique. Isoler les cellules CD4 + CD25-T en utilisant le kit d'isolement de cellules CD4 + CD25 + T régulateurs et Miltenyi autoMACS Pro Separator. Cellules CD4 + CD25 doivent être dilués à 1 x 10 6 cellules / ml. 3. Fois 4 heures d'incubation de la plaque de 96 puits est terminée, laver les puits avec du PBS (200 pl / puits) 3x. 4. Ajouter 100 pi de CD4 + CD25-T à la plaque-liés (PB) anti-CD3 puits revêtus. 5. Ajouter 100 ul anti-CD28 ou 100 pi iTh17 cocktail (antiCD28, TGF-β et IL-6). 6. Incuber la plaque pendant 3 à 5 jours à 37 ° C. Suite à l'incubation d'évaluer la différenciation par coloration intracellulaire, qPCR, et / ou ELISA.

Figure 2. Guide Dissection LN. A) le noeud 1 brachial lymphatique peuvent être trouvées dans le tissu conjonctif situé à proximité de chaque région axillaire (aisselle) de la souris. B) des ganglions lymphatiques 1 axillaire peuvent être trouvées dans chaque aisselle, derrière les muscles pectoraux. C) Les ganglions mésentériques sont situés dans le tissu conjonctif de l'intestin. Ils ressemblent à un collier de perles. D) 4 ganglions lymphatiques cervicaux superficiels se trouvent dans le col de la souris. E) 2 ganglions lymphatiques inguinaux (une de chaque côté) peuvent être situés dans la région de la hanche à l'endroit où trois vaisseaux sanguins se rencontrent .
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Figure 3. Spleen guide de dissection. Les rates de souris se trouvent sur le côté gauche du corps arrière de l'estomac et des intestins. Il suffit d'enlever en tirant et la séparation avec la pince.

Figure 4. fractions cellulaires provenant LN mis en commun et les cellules de la rate avant et après la séparation des cellules autoMACS Pro. A) LN et la rate ont été colorées, ex vivo, d'établir des populations de cellules de base avant la séparation. Après la séparation, CD4 + CD25 + (B) et CD4 + CD25-(C) les fractions ont été colorées pour évaluer la pureté des cellules CD4 + CD25 +, et les populations de lymphocytes T CD4 + CD25-T, respectivement. Tous les échantillons ont été colorés avec CD4 + CD25 + et des anticorps et analysées par cytométrie en flux.


Figure 6. différenciation Th17 évaluée par cytométrie en flux. Les lymphocytes CD4 + CD25-T ont été incubées en présence de la plaque liée anti-CD3, anti-CD28, IL-6, et TGF-β (iTh17) ou de plaque lié anti-CD3 et anti-CD28 seul (témoin) pour 5 jours. Les cellules ont ensuite été activés avec PMA et ionomycine pendant 4 heures à 37 ° C. Après l'activation, les cellules ont été colorées avec des anticorps anti-CD4, anti-CD8, anti-CD25, et des anticorps anti-IL-17A pour l'analyse par cytométrie de flux pour évaluer la différenciation Th17. iTh17 = Th17 induire conditions.

Figure 7. différenciation Th17 évaluée par PCR quantitative et ELISA. lymphocytes de souris C57BL / 6 ont été triés et les cellules CD4 + CD25-T ont été incubées en présence de plaques liés anti-CD3 (10 pg / ml), anti-CD28 (1,5 pg / ml ), IL-6 (20 ng / ml), et le TGF-β (5 ng / ml) ou de plaque lié anti-CD3 et anti-CD28 seul (témoin) pendant 5 jours. A) Les cellules ont ensuite été récoltées pour évaluer RORγT et IL-17A un message expression par qPCR. B) surnageants ont été récoltés pour évaluer l'IL-17A expression de la protéine par ELISA.
Aucune divulgation à déclarer.
Avec des fonctions effectrices distinctes des autres sous-ensembles de cellules T, les cellules Th17 ont été impliqués dans l'auto-immunité centre inflammatoire. Cette vitro Th17 protocole de différenciation fournit un moyen de déterminer si les lymphocytes T CD4 + naïfs peuvent se différencier en cellules Th17, et d'examiner leur rôle dans l'auto-immunité et réponse de l'hôte.
Ce travail est soutenu en partie par les NIH / NCATS clinique et translationnelle Bourses en sciences à l'Université de Floride TL1 TR000066 et UL1 TR000064, un supplément de la diversité de Parent Grant R01AI056152 de l'Institut national de la santé, un réactif subvention BD Biosciences, et l'Université de la Floride.
| Reagent/Material | |||
| Stérile Polyestrene Boîte de Pétri | Fisher Scientific | 0875713A | 60 mm x 15 mm |
| autoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| Lames de microscope Premium, Givré | Fisher Scientific | 12-544-3 | 3 » x 1"1 mm |
| 5 ml 21G1 Seringue et aiguille sans latex | BD Biosciences | 309632 | |
| Corning 15 ml Tubes à centrifuger | Sigma-Aldrich | CLS430791 | |
| Nylon 40 microns | Miami Aquaculture | Nylon 40/26 | |
| Microtest Plaque de culture tissulaire 96 puits U bottom | BD Biosciences | 35-3077 | |
| Corning Costar 24 puits plaques de culture cellulaire | Sigma-Aldrich | CL3524 | |
| Eppendorf Tubes 1,5 ml | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Purifié NA/LE Hamster Anti-souris CD3e | BD Biosciences | 553057 | |
| Purifié NA/LE Hamster Anti-Souris CD28 | BD Biosciences | 553294 | |
| Souris IL-6 Protéine recombinante | eBioscience | 14-8061-62 | |
| TGFbeta | R& D Systems | 240-B-002 | |
| Trypan blue solution 0,4 % | Sigma-Aldrich | 66H2364 | |
| Pac Blue Rat Anti-souris CD4 | BD Biosciences | 558107 | |
| APC Rat Anti-souris CD8a | BD Biosciences | 553035 | |
| PE Conjugué Anti-souris CD25 | eBioscience | E01155-516 | |
| Alexa Fluor 700 Rat Anti-souris IL-17 | BD Biosciences | 560820 | |
| Kit de démarrage pour la coloration des cytokines intracellulaires-Souris | BD Biosciences | 51-2041AK (559311) | |
| MACS CD4+CD25+ Kit d’isolement des lymphocytes T régulateurs, souris | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| ABAM | Cellgro | 30-004-CI | |
| RPMI | Corning, Cellgro | 10-040-CM | |
| B 2-Mercapt– ; thanol | MP Biomedical | 194834 | |
| Hazardous Phorbol 12-Myristate 13-Acétate (PMA) | |||
| Ionomycine Sel de calcium | Sigma-Aldrich | 13909-1ML | |
| Brefeldin A dangereux (BFA) | MP Biomedicals | 159027 | |
| ELISA IL-17A Capture mAb | BD Biosciences | 555068 | |
| ELISA IL-17A Detection mAb | BD Biosciences | 555067 | |
| ELISA IL-17A Standard | eBioscience | 14-8171-80 | |
| IL-2 Kit ELISA | BD Biosciences | 555148 | |
| TMB Substrate Reagent Set | BD Biosciences | 555214 | |
| Equipment | |||
| autoMACS Pro Cell Separator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| Centrifugeuse Sorvall Legend RT+ | ThermoScientific | ||
| série Napco 8000 WJ Incubateur CO2 | ThermoScientific | ||
| PTC-200 Thermocycleur Peltier | Biorad | ||