פרוטוקול זה מתאר את דור phenotyping לשחזור של תאי T רגולטוריים מושרה אדם (iTregs) מתאי CD4 + T נאיביים במבחנה. פרוטוקולים שונים לזירוז FOXP3 לאפשר לחקר פנוטיפים iTreg הספציפיים שהושגו עם פרוטוקולי בהתאמה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר את דור phenotyping לשחזור של תאי T רגולטוריים מושרה אדם (iTregs) מתאי CD4 + T נאיביים במבחנה. פרוטוקולים שונים לזירוז FOXP3 לאפשר לחקר פנוטיפים iTreg הספציפיים שהושגו עם פרוטוקולי בהתאמה.
תאי T רגולטוריים (Tregs) הם חלק בלתי נפרד מסבילות היקפית, מדכאים תגובות חיסוניות כנגד מבנים עצמיים ובכך מונעים מחלות אוטואימוניות. גישות קליניות להעברת Tregs לאימוץ, או לדלדול Tregs בסרטן, נמצאות בעיצומן עם תוצאות ראשונות מבטיחות.
מכיוון שמספר ה-Tregs המופיעים באופן טבעי (nTregs) מוגבל מאוד, חקר תכונות מסוימות של Treg באמצעות Tregs המושרים במבחנה (iTregs) יכול להיות יתרון. נכון להיום, סמן החלבון הטוב ביותר אם כי לא ספציפי לחלוטין לתיחום Tregs הוא גורם השעתוק FOXP3. למרות החשיבות של Tregs כולל תפקידים לא מיותרים של Tregs המושרים היקפית, הפרוטוקולים ליצירת iTregs שנויים במחלוקת כיום, במיוחד עבור תאים אנושיים. פרוטוקול זה מתאר אפוא את ההתמיינות במבחנה של CD4+FOXP3+ iTregs אנושיים מתאי T נאיביים אנושיים תוך שימוש במגוון גורמים מעוררי Treg (TGF-β בתוספת IL-2 בלבד, או השילוב שלהם עם חומצה רטינואית, רפמיצין או בוטיראט) במקביל. הוא גם מתאר את הפנוטיפ של תאים אלה על ידי זרימה ציטומטרית ו-qRT-PCR.
פרוטוקולים אלה מביאים לביטוי ניתן לשחזור של FOXP3 וגנים אחרים של חתימת Treg ומאפשרים לחקור מנגנוני ויסות כלליים של FOXP3 כמו גם השפעות ספציפיות לפרוטוקול כדי לתאר את ההשפעה של גורמים מסוימים. ניתן להשתמש ב-iTregs כדי לחקור היבטים פנוטיפיים שונים כמו גם מנגנונים מולקולריים של אינדוקציה של Treg. מחקרים מולקולריים מפורטים מתאפשרים על ידי מספר תאים גדול יחסית שניתן להשיג.
מגבלה ליישום iTregs היא חוסר היציבות היחסי של ביטוי FOXP3 בתאים אלה בהשוואה ל-nTregs. iTregs שנוצרו על ידי פרוטוקולים אלה יכולים לשמש גם למבחנים פונקציונליים כגון חקר תפקודם המדכא, שבו iTregs המושרים על ידי TGF-β בתוספת חומצה רטינואית ורפמיצין מציגים פעילות דיכוי מעולה. עם זאת, יכולת הדיכוי של iTregs יכולה להיות שונה מ-nTregs והשימוש בבקרות מתאימות הוא קריטי.
CD4 + CD25 + FOXP3 + תאי T רגולטוריים (Tregs) לדכא תאי חיסון אחרים והם מתווכים קריטיים של סובלנות היקפית, אוטואימוניות במניעת 1 דלקת מופרזת. חשיבותה של Tregs מודגמת על ידי enteropathy האדם המחלה immunodysregulation polyendocrinopathy תסמונת ה- X-צמודות (אייפקס), שבו אובדן Tregs עקב מוטציות בשנות ה P3 תיבת forkhead גורם שעתוק Treg master' (FOXP3) מוביל למחלות אוטואימוניות מערכתי חמור, קטלן בגיל צעיר. עם זאת, Tregs לפעול כחרב פיפיות במערכת החיסונית: הם גם יכולים להפריע חסינות אנטי סרטנית במסגרות מסוימות 2. מניפולציה טיפולית של מספר ותפקוד Treg לפיכך כפופה חקירות קליניות רבות. בשנת סרטן, דלדול של Tregs יכול להיות רצוי והצלחה חלק גישות קליניות מעודדת מחקר נוסף 3. במחלות אוטואימוניות ודלקתיות, בנוסף השפעות טיפוליות של Tregs ב seveמודלי עכבר מחל RAL, ניסויים-האדם ראשונים האחרונים של העברת מאמצת Treg למנוע graft- מול מחל -host (GvHD) 4 - 7 ועל מנת להעריך את בטיחות בטיפול בסוכרת סוג 1 8 הראו תוצאות מבטיחות מאוד.
בטבע הופעת Tregs (nTregs) מהווה tTregs נגזרות הרתי ואת שולה מושרה pTregs, עם פונקציות חיוניות לא יתירים בשמירה על בריאות 9 - 11. עם זאת, מספרי nTreg מוגבלים, עידוד הגישה המשלימה של Tregs התרמה (iTregs) במבחנה מן מבשרי תא T נאיביים 12. עדיין יציבות iTregs, ככל הנראה בשל חוסר demethylation באזור demethylated שנקרא Treg הספציפי (TSDR) ב לוקוס גן FOXP3 13, נותרת חשש וכמה מחקרים מצביעים על כך in vivo מושרה Tregs יציבים יותר 14.
נכון להיום, FOXP3 נשאר מ 'החלבון הטוב ביותרarker עבור Tregs אבל זה לא ספציפי לחלוטין כי תאי CD4 + T CD25- קונבנציונאלי אדם זמני מבטאים רמות ביניים של FOXP3 באקטיבציה 15,16. למרות התקדמות משמעותית נעשתה הבהרת בקרת הביטוי FOXP3, הרבה נשאר להתגלות לגבי אינדוקציה, יציבות ותפקוד של FOXP3 במיוחד בתאים אנושיים. למרות ההבדלים כדי nTregs, במבחנה המושרה FOXP3 + CD4 + T תאים יכול לשמש כמערכת מודל ללמוד המנגנונים המולקולריים של אינדוקציה FOXP3 ו כנקודת המוצא לפיתוח פרוטוקולים בעתיד המאפשרים דור iTregs כי הם דומים יותר ב vivo שנוצר Tregs, אשר יכול להיות רלוונטי עבור אסטרטגיות העברת מאמצת בעתיד.
יש `אין פרוטוקול הזהב standard' לגרום iTregs אדם, ופרוטוקולים נוכחיים פותחו בהתבסס על מחק תנאי Treg וישכנע in vivo: אינטרלוקין 2 (IL-2) והאיתות גורם הגדילה הפיכת β (TGF-β) הם קריטיים לזירוז FOXP3 in vivo 17, וכל-טרנס החומצה הרטינואית (ATRA) - אשר מופק in vivo על ידי תאים דנדריטים הקשורים במעיים - משמש לעתים קרובות כדי לשפר אינדוקציה FOXP3 במבחנה 18 - 21. פתחנו פרוטוקולי Treg וישכנעו אדם נוספים באמצעות בוטיראט 22, בטן חיידקים נגזרת חומצת שומן קצרה שרשרת אשר הוצגה לאחרונה להגדיל בעכברי Treg אינדוקציה 23,24. אנחנו גם קימה לאחרונה פרוטוקול חדש עבור דור של iTregs עם פונקציה מדכאת מעולה במבחנה באמצעות שילוב של TGF-β, ATRA ו Rapamycin 22, האחרון הוא יעד יונק אשר קליני של rapamycin (mTOR) מעכב כי ידוע כדי לקדם תחזוקת FOXP3 במהלך התרחבות אדם Treg 25,26.
שיטה זו מתארת את לשחזורדור במבחנה של CD4 אדם + FOXP3 + iTregs באמצעות סדרה של תנאים שונים, phenotyping הבא שלהם על ידי cytometry זרימת תגובת שרשרת פולימראז השעתוק כמוני הפוך (qRT-PCR) לחשוף את דפוסי פרוטוקול ספציפי ביטוי של FOXP3 ומולקולות חתימת Treg אחרים כגון כמו CD25, CTLA-4, EOS, כמו גם הדיכוי של-γ IFN ו- SATB1 הביטוי 22. אוכלוסיות התאים שנוצרו יכולות לשמש מבחנים תפקודיים לגבי פעילות מדכאת או עבור מחקרים מולקולריים, בין אם בנוגע רגולטורי FOXP3 כלליים או ללמוד השפעות ספציפיות תרכובות מסוימות כגון בוטיראט או rapamycin. הבנה נוספת של מנגנונים מולקולריים נהיגת בידול Treg רלוונטית ביותר עבור גישות טיפוליות עתידיות אוטואימוניות או סרטן למקד מולקולות מעורבות במיוחד בדור Treg ותפקוד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תאי דם היקפיים mononuclear האדם (PBMCs) היו מבודדים טרי מ מעילים באפי מתורם בריא ואנונימי שנקנו החולים האוניברסיטאי קרולינסקה שבשבדיה. היתר אתי עבור הניסויים התקבל המועצה לביקורת האתית האזורית בשטוקהולם (Regionala etikprövningsnämnden אני שטוקהולם), שוודיה (מספר אישור: 2013 / 1458-1431 / 1).
1. בידוד תא T מ דם היקפי
2. Treg אינדוקציה תרבות
ניתוח פנוטיפי 3. iTregs ידי qRT-PCR
4. ניתוח פנוטיפי על ידי זרימת cytometry
הערה: פרוטוקול זה הוא אופטימיזציה עבור כתםing בפורמט צלחת היטב 96U עם 3 x 10 5 -1 x 10 6 תאים. אם יש פחות תאים לכל טוב, תתחיל עם כמה בארות וברכה כמתואר להלן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 1 מציג סכמה של הגדרת הניסוי. איור 2 מראה מכתים מלא טוהר נציג תאי nTregs CD4 + T מבודדים מגנטי נאיביים.
F igure 3A מראה את זרימת cytometry האסטרטגיה gating ואיור 3 ב מציג FOXP3 ו CD25 נציג cytometry זרימה stainings ביום 6 של התרבות בתנאים iTreg או שליטה המצוין. עם
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המתואר מאפשר האינדוקציה החזקה של CD4 + אדם FOXP3 + iTregs מתאי אדם נאיביים CD4 + T. היא כוללת פרוטוקול חדשות שתארנו לאחרונה, באמצעות שילוב של TGF-β, ATRA ו rapamycin, לזירוז של iTregs עם פונקציה מדכאת מעולה במבחנת 22. לעומת פרוטוקולים שפורסמו אחרים, יתרון נוסף הוא הגיוס של אוכלוסיות iTreg שונות במקביל על ידי פרוטוקולים שונים, המאפשר השוואה הישירה של השפעות של גורמים iTreg וישכנעו מסוימים, יחד עם תאי שליטה אשר מופעלים בנוכחות IL-2 בלבד . הפר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
נינה נייגל זוכה להכרת תודה על הסיוע הטכני במהלך צילומי הווידיאו וההכנה הניסיונית. אנו מודים לאווה-מריה וייס על העזרה בפרוטוקול הצביעה התוך-תאי FOXP3 ולאליזבת סורי-פייר ונינה אוברל על קביעת פרוטוקול הבידוד של nTreg. מטילדה אריקסון ופרי נורי זוכות להכרה על ניהול המעבדה.
מימון: A.S. נתמך על ידי מלגת מארי קירי התוך-אירופית במסגרת תוכנית מסגרת הקהילה האירופית השביעית, קרן ד"ר אקה אולסון וקרנות המחקר של KI; A.S. ו-J.T. נתמכו על ידי מענק CERIC (מרכז המצוינות לחקר דלקת ומחלות לב וכלי דם), J.T. נתמך על ידי Vetenskapsrådet Medicine and Health (Dnr 2011-3264), קרן טורסטן סודרברג, FP7 STATegra, AFA Insurance ומועצת מחוז שטוקהולם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חומצה רטינואית All-trans | סיגמא אולדריץ' | R2625-50MG | |
| שיבוט Foxp3-APC אנושי 236A/E7 | eBioscience | 17-4777-42 | |
| מיקרו-חרוזים CD25 אנטי-אנושיים | Miltenyi Biotec | 130-092-983 | |
| אנטי-אנושי CD25-PE | Miltenyi Biotec | 130-091-024 | |
| נוגדן CD28 אנטי-אנושי, LEAF Purified | Biolegend | 302914 | |
| נוגדן CD3 אנטי אנושי, LEAF Purified | Biolegend | 317315 | |
| אנטי אנושי CD45RA, FITC | Miltenyi Biotec | 130-092-247 | |
| אנטי אנושי CD45RO שיבוט PE UCHL1 | BD Biosciences | 555493 | |
| שיבוט CD4-PerCP אנטי אנושי SK3; mIgG1 | BD Biosciences | 345770 | |
| אנטי אנושי CD8-eFluor 450 (שיבוט OKT8), mIgG2a | eBioscience | 48-0086-42 | |
| CTLA-4 אנטי אנושי (CD152), שיבוט BNI3, mIgG2ak, סגול מבריק 421 | BD Biosciences | 562743 | |
| שיבוט IFN-g FITC אנטי אנושי 4S. ב3; mIgG1k | eBioscience | 11-7319-81 | |
| תמיסה המכילה ברפלדין A: ערכת סינתזת cDNA של GolgiPlug | BD Biosciences | 555029 | |
| : ערכת סינתזת cDNA SuperScript VILO (Reverse transcriptase) | Invitrogen | 11754-250 | |
| מדיום צנטריפוגה צפיפות: Ficoll-Paque | GE healthcare | 17-1440-03 | |
| DMSO 99.7% | Sigma Aldrich | D2650-5X5ML | |
| FBS, | Invitrogen | 10082-147 צבע כדאיות לתיקון Invitrogen 10082-147 | |
| , eFluor 780 | eBioscience | 65-0865-14 או 65-0865-18 | |
| ערכת חיץ מכתים Foxp3 | eBioscience | 00-5523-00 | אזהרה: מכיל פרפורמלדהיד. ניתן לקנות גם בערכה משולבת עם נוגדן; 77-5774-40 סט צביעה אנטי אנושי Foxp3 שיבוט APC: סט 236A/E7 |
| GlutaMAX (200 מ"מ L-alanyl-L-גלוטמין) | Invitrogen | 35050-061 | |
| ערכת בידוד תאי CD4 T נאיבית אנושית II | Miltenyi Biotec | 130-094-131 | |
| אלבומין בסרום אנושי 50 גרם/ליטר | בקסטר | 1501057 | |
| יונומיצין מ-Streptomyces conglobatus >98% | סיגמא אולדריץ' | I9657-1MG | |
| עמודות MACS LS | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| עכבר IgG1 K בקרת איזוטיפ APC שיבוט: P3.6.2.8.1 | eBioscience | 17-4714-42 | |
| עכבר IgG1 K בקרת איזוטיפ FITC 50 & #956; g | eBioscience | 11-4714-81 | |
| עכבר בקרת איזוטיפ IgG2a, סגול מבריק 421, שיבוט MOPC-173 | BD Biosciences | 563464 | |
| פלסטיק פיפט פסטר, ארוז בנפרד | Sarstedt | 86.1172.001 | |
| PMA פורבול 12-מיריסטט 13-אצטט | סיגמא אולדריץ' | P1585-1MG | |
| רפמיצין | EMD (Merck) | 553210-100UG | |
| רקומביננטי אנושי IL-2, CF | מו"פ D | 202-IL-050/CF | |
| רקומביננטי אנושי TGF-beta 1, CF | RnD | 240-B-010/CF | |
| ערכת בידוד RNA: ערכת RNAqueous-Micro | אמביון | AM1931 | |
| RPMI 1640 בינוני | Invitrogen | 72400-054 | |
| נתרן בוטיראט | סיגמא אולדריץ' | B5887-250MG | |
| מדיום תרבית תאי T: מדיום X-Vivo 15, עם גנטמיצין+פנולרד | Lonza | 04-418Q | |
| בדיקת ביטוי גנים TaqMan, FOXP3 (הכיסוי הטוב ביותר) | Applied Biosystems | 4331182; מזהה בדיקה: Hs01085834_m1 | זהירות: מכיל paraformaldehyde |
| TaqMan Gene Expression Assay, RPL13A (הכיסוי הטוב ביותר) | Applied Biosystems | 4351370; מזהה בדיקה: Hs04194366_g1 | אזהרה: מכיל פרפורמלדהיד |
| TaqMan ביטוי גנים מאסטר מיקס | יישומי ביוסיסטמס | 4369514 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.