מאמר זה מתאר שיטה ליצירה והתפשטות של שיבוטי תאי T אנושיים המגיבים באופן ספציפי לאלואנטיגן מוגדר. ניתן להתאים פרוטוקול זה לשיבוט תאי T אנושיים ספציפיים למגוון ליגנדים של פפטיד-MHC.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מאמר זה מתאר שיטה ליצירה והתפשטות של שיבוטי תאי T אנושיים המגיבים באופן ספציפי לאלואנטיגן מוגדר. ניתן להתאים פרוטוקול זה לשיבוט תאי T אנושיים ספציפיים למגוון ליגנדים של פפטיד-MHC.
חקר הביולוגיה של לימפוציטים מסוג T אנושי כרוך לעתים קרובות בבחינת תגובות להפעלת ליגנדים. תאי T מזהים ומגיבים לאנטיגנים פפטידיים מעובדים המוצגים על ידי מולקולות MHC (HLA אורתולוגי אנושי) דרך קולטן תאי T (TCR) בצורה רגישה וספציפית ביותר. בעוד שתפקידם העיקרי של תאי T הוא לתווך תגובות חיסוניות מגנות לאנטיגנים זרים המוצגים על ידי MHC עצמי, תאי T מגיבים בעוצמה להבדלים אנטיגניים ברקמות אלוגניות. ניתן לתאר את תגובות תאי T לאלואנטיגנים כפעילות ישירה או עקיפה. בפעילות אלוראטיבית, תא ה-T מגיב באמצעות זיהוי ספציפי ביותר הן של הפפטיד המוצג והן של מולקולת ה-MHC. התגובה האוליגוקלונלית החזקה של תאי T לגירוי אלוגני משקפת את המספר הגדול של אלואנטיגנים בעלי פוטנציאל לגירוי הקיימים ברקמות אלוגניות. בעוד שרוחב התגובות של תאי T אלוראקטיביים הוא גורם חשוב בייזום ותיווך הפתולוגיה הקשורה לתגובות אלוראקטיביות רלוונטיות מבחינה ביולוגית כגון מחלת השתל נגד המארח ודחיית אלוגרפט, זה יכול למנוע ניתוח של תגובות תאי T לליגנדים אלוגניים. לשם כך, פרוטוקול זה מתאר שיטה ליצירת תאי T אלוראקטיביים מלויקוציטים נאיביים של דם היקפי אנושי (PBL) המגיבים לאלואנטיגנים ידועים של פפטיד-MHC (pMHC). הפרוטוקול מיישם תיוג מולטימר pMHC, העשרת חרוזים מגנטיים וזרימה ציטומטרית על שיטות תרבית תא בודד במבחנה ליצירת שיבוטים של תאי T ספציפיים לאלואנטיגן. זה מאפשר מחקרים על הביוכימיה והתפקוד של תאי T המגיבים לגירוי אלוגני.
לימפוציטים מסוג T הם רכיבים קריטיים של המערכת החיסונית אדפטיבית. תאי T אחראים ללא רק ישירות תיווך תגובות חיסוניים הגנתיות לפתוגנים באמצעות מגוון רחב של מנגנוני מפעיל, אלא גם באופן פעיל שמירה על סובלנות עצמית חיסונית ומכוון את התגובות של תאים אחרים במערכת החיסונית. פונקציות אלה מופנות דרך מספר האותות משולבים, כולל קולטן תא T קשירה (TCR), ציטוקינים וכמוקינים, ומטבוליטים 1. האותות הללו, TCR הוא בעלת חשיבות מיוחדת, כפי שהוא מספק את הספציפיות האופייניות שמגדירה את התפקיד של תאי T בחסינות אדפטיבית. TCR אינטראקציה עם אנטיגנים פפטיד ליניארי שהוצגו על ידי MHC (HLA ortholog אדם) מולקולות (מתחמי pMHC) באופן ספציפי ורגיש מאוד לתת את האותות שליזום פונקצית מפעיל של תאי T. הפרמטרים ביוכימיים של אינטראקציות TCR עם הליגנדים pMHC לספק לא רק את הספציפיות לTהפעלת תא, אלא גם יש לו השפעה איכותית על תפקוד תאי T שלאחר מכן 2. כך, תפקוד התא T לומד לעתים קרובות דורש שבוחן את התגובות של תאי T המשובט עם סגוליות אנטיגני מוגדרות.
התא האנושי T התא, המכיל כ 10 12 תאי T αβ, מכיל 10 7 מוערך - 10 8 αβTCRs שונה 3-4. רפרטואר מגוון זה מספק הזדמנות להכרה במגוון הרחב של פפטידים מפתוגנים פוטנציאליים שיחייב תגובה של תאי T לחסינות. ההערכה היא כי התדירות של תאי T מגיבה לאנטיגן הזר נתון שהוצג על ידי עצמי MHC היא בסדר הגודל של 10 -4 - 10 -7 בהעדר תגובה חיסונית לפני אנטיגן כי 5. הרפרטואר של תאי T הנאיבי מעוצב על ידי בחירת הרתי כדי להבטיח את היכולת לזהות עצמי MHC הצגת אנטיגנים פפטיד ומגבלה להגיבivity נגד אנטיגנים עצמי פפטיד, למקסם את התועלת הפוטנציאלית לתיווכם חסינות 2. עם זאת, בניגוד לזו שנועד תגובתיות, תדירות גבוהה יחסית, 10 -3 - 10 -4, תאי T מאנשים מערכת חיסון נאיביים להגיב לגירוי עם תאים אלוגנאית, הכרת שתי מולקולות MHC הזרות, כמו גם פפטידים אנדוגני שהם מציגים 6. ההכרה של הליגנדים pMHC אלוגנאית דומה מבנית להכרה של אנטיגנים זרים שהוצגו על ידי עצמי MHC; TCR עושה אינטראקציות ביוכימיים קריטיות עם שתי מולקולת MHC אלוגנאית, כמו גם את הפפטיד מוצג 7. הטבע חזק של התגובה של תאי T לתוצאות גירוי אלוגנאית מהמגוון של pMHC קומפלקסים קיימים על פני השטח של תאים אלוגנאית 8. הערכה היא כי כל MHC מציג כ 2 x 10 4 אנטיגנים פפטיד אנדוגני שונים 9. ב זהreadth של תגובה לגירוי אלוגנאית הוא היבט משמעותי של פתולוגיה הקלינית הרלוונטית, כגון דחיית שתל או שתל לעומת המחלה מארח (GVHD), כתוצאה מalloreactivity תא T.
מחקר של תגובות תא אנושיות T alloreactive הסתמך באופן מסורתי על בחינת תגובות polyclonal של תאי T נאיביים בעקבות גירוי עם תאים אלוגנאית. גירוי חוזר ונשנה עם אותו קו התא אלוגנאית בשילוב עם הגבלת דילול מנתח הוא מסוגל לייצר תאי T משובטים עם הכרה מוגדרת של אלוגנאית HLA 10. עם זאת, גישה זו היא בעייתית לבחינת תגובות לליגנד pMHC אלוגנאית הבודד, כרפרטואר הרחב והמגוון של pMHC אנדוגני קומפלקסים נוכחי לאלוגנאית נתון HLA מגרה רפרטואר רחב של תאי T. גירוי האוכלוסייה בתפוצה רחבה וגישת דילול מגבילה ידרשו הקרנה של מספר הגדול של שיבוטים לבודד תאי T עם Reacti הרצויvity נגד יגנד pMHC יחיד. בנוסף, התדירות של תאי T מגיבים ליגנד pMHC אלוגנאית בודד היא נמוכה יחסית בקרב אוכלוסיות נאיביות תא T, המציגה מחסום לדור יעיל של שיבוטים תא T אנושיים מגיבים לאנטיגן נתון.
זיהוי ובידוד של תאי T אנטיגן ספציפי מאוכלוסיות polyclonal שהופעלו על ידי הפיתוח של multimers pMHC fluorophore שכותרתו 11. גישה זו משתמשת אנטיגנים פפטיד ספציפיים נטענים לתוך מולקולות מסיסה רקומביננטי biotinylated MHC, שמסומנים על ידי ההיקשרות לfluorophore שכותרתו streptavidin. Multimerization של pMHC מגביר את הלהיטות, מפצה על זיקת מיסוד נמוך (מיקרומטר) של TCR להליגנדים pMHC מסיסים. ניתן לזהות תאים שכותרתו ומבודדים על ידי cytometry זרימה. עם זאת, גישה זו עדיין מוגבלת על ידי התדירות הנמוכה של תאי אנטיגן הספציפי T בין אוכלוסיות תאי T נאיביות, אשר בדרך כללסדרי הגודל פחות מהמגבלה של זיהוי וכימות מדויקים ברוב הזרימה cytometers. כדי לתת מענה למגבלה זו, שיטת תיוג pMHC tetramer והעשרת חרוז מגנטית שלאחר מכן לתאים שכותרתו tetramer פותחה 12. שיטה זו הוכיחה זיהוי אמין, ספירה, ובידוד של תאי T אנטיגן ספציפי בתדירות נמוכה.
פרוטוקול זה מתאר פרוטוקול יעיל לייצור השיבוטים תא T האנושיים שדווקא מגיבים לליגנד pMHC אלוגנאית הבודד. הפרוטוקול חל pMHC (HLA) תיוג והעשרת multimer לבידוד של תאי T האנושיים alloantigen הספציפי עם cytometry זרימת תא מיון ושיטה חזקה לתרבות במבחנה של תאי T אנושיים כדי לאפשר ייצור של שיבוטים תא T מהתאים ממוינים אחת ( סקירה באיור 1).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: פרוטוקול זה דורש שימוש בדגימות דם היקפיים ממתנדבים אנושיים. כל המחקר עם בני אדם צריך להיבדק ואושר על ידי דירקטוריון סקירה מוסדית אדם מחקרים כדי להבטיח עמידה בהצהרת הלסינקי (2013) וביטוח בריאות טלטלות הדין והחשבון Act משנת 1996.
1. בידוד של תאי T מדם מלא
2. העשרה מגנטית של תאי T Alloantigen הספציפיים
3. הכנת תאי T לתא בודד מיון תא cytometry הזרימה
4. בידוד של תאי T שכותרתו tetramer ידי תא בודד cytometry זרימת מיון
5. תרבות והרחבת שיבוטים תא T Alloantigen ספציפי
6. לטווח ארוך מחדש גירוי והתרבות של שיבוטים תא T
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מתאר את הדור של תרביות תאי T אנושיות משובט עם מוגדר alloantigen ספציפי באמצעות העשרה מגנטית חרוז וזרימת תא בודד cytometry מיון אסטרטגיה. איור 1 מספק קווי המתאר של התהליך.

איור 1: סקירת פרוטוקול הפרוטוקול מתואר כאן מספק שיטה אמינה לייצור של שיבוטים של תאי ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פעילות תאי T היא תופעה שנחקרה זמן רב ורלוונטית מבחינה קלינית. התגובות החזקות של תאי T לגירוי אלוגני אפשרו ניתוחים נרחבים של תגובות תאי T אנושיים במבחנה באמצעות תגובות לימפוציטים מעורבות פשוטות יחסית של תאי T בדם היקפי כנגד תאים אלוגניים מושבתים. עם זאת, תגובות תאי T אלוראקטיביות ראשוניות אלה הן אוליגוקלונליות, המורכבות ממספר רב של תאי T בודדים המגיבים לאלואנטיגנים ספציפיים. גיוון זה בתגובת תאי T פוגע ביכולת לבחון את הביוכימיה של זיהוי ליגנד pMHC המניע תגובות תאי T אלוראקטיביות. הפתרון הסטנדרטי לאתגר זה היה ליצור...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין אינטרסים פיננסיים מתחרים.
המחבר רוצה להודות למתקן הליבה של ה-NIH Tetramer על ייצור הטטרמר. המחבר רוצה גם להודות ל-E.D. O'CONNOR ו-K.E. Marquez במעבדה לזרימה ציטומטרית של מתקן ליבת תאי גזע עובריים אנושיים ב-UCSD על הסיוע במיון תאים. עבודה זו מומנה על ידי מענק המכונים הלאומיים לבריאות K08AI085039 (GPM).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינור איסוף דם ורידי נתרן הפרין 16 x 100 מ"מ | Becton, Dickenson and Company | 366480 | |
| Lymphoprep | Stemcell Technologies | 7801 | |
| Rosette Sep Human T Cell Enrichment Kit | Stemcell Technologies | 15061 | |
| Dulbecco's PBS, 1x ללא Ca או Mg | Corning | 21-031-CV | |
| אלבומין | סרום בקרSigma-Aldrich | A7906 | |
| EDTA | Sigma-Aldrich | E6635 | |
| Fluorophore-Label-pMHC tetramer | מתקן NIH Tetramer | NA | |
| EasySep Biotin Selection Kit | Stemcell Technologies | 18553 | |
| EasySep Selection magnet | Stemcell Technologies | 18000 | |
| TruStain FcX Human Fc חסימת פתרון | Biolegend | 422301 | |
| Anti-CD5 PE-Cy7 (שיבוט UCHT2) | Biolegend | 300621 | |
| Anti-CD14 FITC (שיבוט HCD14) | Biolegend | 325603 | |
| Anti-CD19 FITC (שיבוט HIB19) | Biolegend | 302205-DMEM | |
| של Iscove, ללא b-ME או L-גלוטמין | קורנינג | 15-016-CV | |
| HEPES | Corning | 25-060-CI | |
| ב-מרקפטואתנול | Life Technologies | 21985-023 | |
| Glutamax | Life Technologies | 35050061 | |
| Gentamicin sulfate (50 מ"ג/מ"ל) | Omega Scientific | GT-50 | |
| סרום AB אנושי, תורם זכר | Omega Scientific | HS-30 | |
| רקומביננטי אנושי IL-2 | Peprotech | AF 200-02 | |
| Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28 | Life טכנולוגיות | 11131D | |
| מיון תאי | |||
| מדיה | |||
| PBS, pH 7.4 | 1 ליטר | ||
| BSA | 10 גרם | ||
| EDTA (0.5 מ') | 2 מ"ל | ||
| תרבית תאי T אנושיים מדיום | |||
| DMEM של Iscove | 351.6 מ"ל | ||
| סרום AB אנושי מומת בחום | 40 מ"ל | ||
| HEPES (1 מ') | 4 מ"ל | ||
| גלוטמקס (100x) | 4 מ"ל | ||
| ג'נטמיצין (50 מ"ג/מ"ל) | 0.4 מ"ל | ||
| b-מרקפטואתנול (14.3 מ') | 1.4 מ"ל | ||
| IL-2 אנושי רקומביננטי (1 מ"ג/מ"ל) | 1 מ"ל |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.