RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
he_IL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Hung D. Nguyen*1, Phung Thanh Huong*2, Krystal Hossack1, Sanjeev Gurshaney1, Kevin Ezhakunnel1, Thien-Huong Huynh1, Anamaria Morales Alvarez1, Nhat-Tu Le3, Hung N. Luu4,5
1Cancer Division, Burnett School of Biomedical Sciences,University of Central Florida, 2Department of Biochemistry,Hanoi University of Pharmacy, 3Center for Cardiovascular Regeneration, Department of Cardiovascular Sciences,Houston Methodist Research Institute, 4Department of Epidemiology,University of Pittsburgh Graduate School of Public Health, 5Division of Cancer Control and Population Sciences,University of Pittsburgh Medical Center, Hillman Cancer Center
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
שתל-מול-מארח מחלה הוא סיבוך גדול לאחר השתלת מח עצם allogeneic. תאים דנדריטים לשחק תפקיד קריטי בפתוגנזה של השתל-מול-מארח המחלה. המאמר הנוכחי מתאר פלטפורמת השתלת מח עצם רומן כדי לחקור את התפקיד של תאים דנדריטים בפיתוח של מחלת השתל מול מארח את השתל-נגד לוקמיה אפקט.
השתלת מח עצם אלוגנאית (BMT) הוא טיפול יעיל עבור ממאירות המטולוגית בשל השפעת השתל נגד לוקמיה (GVL) האפקט לבער גידולים. עם זאת, היישום שלו מוגבל על ידי פיתוח של השתל-מול-מארחים מחלה (GVHD), סיבוך גדול של BMT. GVHD היא עוררה כאשר T-תאים ב שתלי התורם העצמית המתבטאת באמצעות התאים הנמען ולטעון התקפות אימונולוגיים לא רצויים נגד רקמות בריאות הנמען. לפיכך, טיפולים מסורתיים נועדו לדכא את כל פעילות ה-T-cell של התורם. עם זאת, גישות אלה פוגעות באופן משמעותי באפקט GVL כך שהישרדותו של הנמען אינה משופרת. הבנת ההשפעות של גישות טיפוליות על BMT, GVL, ו-GVL, כך חיוני. בגלל האנטיגן-הצגת ו cy, הפרשה יכולות לעורר את התורמים T-תאים, תאים דנדריטים הנמען (DCs) לשחק תפקיד משמעותי אינדוקציה של GVHD. משום כך, מיקוד בקרי תחום של נמענים הופך לגישה פוטנציאלית לשליטה ב-GVHD. עבודה זו מספקת תיאור של פלטפורמת BMT הרומן לחקור כיצד DCs מארחים להסדיר את התגובות גבול ו GVL לאחר ההשתלה. הציג גם מודל BMT יעיל ללמוד את הביולוגיה של GVHD ו GVHD לאחר ההשתלה.
שיטת השתלת תא גזע המטמית (bmt) היא טיפול יעיל לטיפול בממאירות המטולוגית1,2 דרך השתל-נגד לוקמיה (gvl) אפקט3. עם זאת, לימפוציטים התורם תמיד לטעון התקפות אימונולוגיים לא רצויים נגד רקמות הנמען, תהליך הנקרא השתל-מול-מארחים מחלה (GVHD)4.
מודלים murine של GVHD הם כלי יעיל כדי ללמוד את הביולוגיה של GVHD ואת תגובת GVHD5. עכברים הם מודל חסכוני בחיות מחקר. הם קטנים וביעילות עם מולקולות ומוצרים ביולוגיים בשלבים מוקדמים של פיתוח6. עכברים הם חיות מחקר אידיאלי למחקרים גנטיים מניפולציה כי הם מוגדרים היטב גנטית, אשר אידיאלי עבור לימוד מסלולים ביולוגיים ומנגנונים6. מספר העכבר הגדול ביותר מורכב היסטולתאימות (mhc) mhc-מודלים לא תואמים של gvhd הוקמה היטב, כגון C57BL/6 (h2ב) כדי balb/c (h2d) ו fvb (h2q) → C57BL/6 (h2ב)5,7. אלה הם דגמים יקרי ערך במיוחד כדי לקבוע את התפקיד של סוגי תאים בודדים, גנים, וגורמים המשפיעים על GVHD. השתלת מ C57/BL/6 (H2ב) תורמים הורים לנמענים עם מוטציות ב mhc I (B6. c-H2bm1) ו/או Mhc II (B6. c-H2bm12) חשף כי אי התאמה הן בכיתה mhc i ו-class ii היא דרישה חשובה להתפתחות של gvhd חריפה. זה מרמז כי הן CD4+ ו CD8+ T-תאים נדרשים להתפתחות המחלה7,8. Gvhd הוא גם מעורב במפל דלקתי המכונה "הפרו-דלקת ציטוקינים" סערה9. שיטת המיזוג הנפוצה ביותר במודלים murine היא הקרנה מוחלטת של הגוף (TBI) על ידי X-ray או 137Cs. הדבר מוביל לאבלציה של המטופל, ובכך מאפשר לתאי גזע של תורם להתחשבן ולמנוע דחייה של השתל. פעולה זו מתבצעת על-ידי הגבלת ההתפשטות של תאי T של הנמען בתגובה לתאי תורם. בנוסף, הפערים הגנטיים ממלאים תפקיד חשוב באינדוקציה למחלות, שתלויה גם באי-התאמה משנית של MHC10. לכן, מינון myeloablative הקרנה משתנה בזנים שונים של העכבר (g., BALB/c → C57BL/6).
הפעלת תאים T-בתאי התורם על ידי מארח אנטיגן הצגת תאים (APCs) חיוני עבור פיתוח GVHD. בין ה-APCs, התאים הדנדריטים (DCs) הם החזקים ביותר. הם בעלי יכולת לספק GVHD בשל ספיגת אנטיגן מעולה שלהם, ביטוי של T-cell שיתוף מולקולות, והפקה של ציטוקינים pro-דלקתיים המיקטט T-תאים לתוך מערכות המשנה הפתוגניים. בקרי תחום של נמענים הם קריטיים להקלה על הטרמה של תא T והשראה לאחר השתלת11,12. בהתאם לכך, DCs הפכו למטרות מעניינות בטיפול ב-GVHD12.
נדרש TBI כדי להגביר את התיאום של תא התורם. עקב האפקט TBI, Dc DCs מופעלים ולשרוד זמן קצר לאחר ההשתלה12. למרות הפיתוחים העיקריים בשימוש בביולומינציה או בזריחה, הקמת מודל אפקטיבי לחקר התפקיד של בקרי התחום של הנמענים ב-GVHD עדיין מאתגרת.
מכיוון T-cell התורם הם כוח המניע של פעילות GVL, אסטרטגיות טיפול באמצעות תרופות מדכאים חיסוני כגון סטרואידים כדי לדכא את הפעילות alloreactivity לעתים קרובות לגרום להישנות הגידול או זיהום13. לכן, בקרי תחום של נמענים עלולים לספק גישה חלופית לטיפול ב-GVHD תוך שמירה על האפקט של GVHD והימנעות מהידבקות.
בקצרה, המחקר הנוכחי מספק פלטפורמה כדי להבין כיצד סוגים שונים של איתות בקרי Dc של נמענים מסדיר פיתוח GVHD והאפקט GVHD לאחר BMT.
ההליכים הניסיוניים אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים והשימוש באוניברסיטת מרכז פלורידה.
1. האינדוקציה GVHD
הערה: מח עצם Allogeneic (BM) השתלת תא (שלב 1.2) מבוצעת בתוך 24 שעות לאחר ההקרנה. כל ההליכים המתוארים להלן מתבצעים בסביבה סטרילית. לבצע את ההליך במכסה התרבות רקמה להשתמש ריאגנטים מסוננים.
2. השתלת מודל
3. GVHD/GVHD מודלים של BMT
ה-MHC הגדול-לא תואם B6 (H2kb)-balb/C (H2kd) מודל התכתב היטב לפיתוח gvhd לאחר ההשתלה (איור 2). כל ששת הסימנים הקליניים GVHD שנקבעו בעבר על ידי קוק ואח '16 אירע הנמענים המושתלים עם WT-B6 T-תאים, אבל לא הנמענים מושתלים עם BM לבד (שלב 1.5), אשר ייצגו את הקבוצה gvhd-שלילי. קיימים שני שלבים בפיתוח ה-GVHD במודל זה. ראשית, שיא החומרה הוא כ 11 ימים לאחר ההשתלה, ואחריו ירידה בתוצאות הקליני התאוששות משקל הגוף עד 16 ימים. בשלב זה, מנגנונים מסוימים כגון דלקת הנגרמת על-ידי הקרנה ותסמונת חרט כוננים את הפתוגניות המחלה ו-GVHD. הנמענים בצורה אחידה נכנעים ל-GVHD כ-30 יום לאחר ההשתלה.
לפחות 85% של ה-BM הבדיל לתוך DCs (איור 3א). מעניין, השתלת עם fB-/- DCs שיפרה את הישרדות הנמען ואת הציון הקליני gvhd (איור 3B, C). בהינתן כי fB-/- DCs יש פחות אנטיגן הצגת קיבולת הפגינו על ידי ביטוי MHCII נמוך ומופחתת ביטוי מגירוי שיתוף בביטוי17, פרוטוקול שיתוף השתלת עשוי להיות מספיק לבדיקת איתות שונים או מטרות DCs בקרי הנמען בפיתוח GVHD לאחר bmt.
הטוהר בתאי T היה 90% לאחר העשרה (איור 4א). לוציפראז-התמרה לימפומה בתאים B מאפשר ניטור צמיחת הגידול בבעלי חיים חיים (איור 4ב). במודל זה, אם הנמענים מתו ללא כל אות ו-GVHD גבוה הציון הקליני, הגיע למסקנה כי הם מתו של GVHD. כל המקבלים BALB/c הנמענים שהתקבלו BM לבד בתוספת A20 מתו מהישנות הגידול (איור 3ב). לעומת זאת, אם החיה מתה מצפיפות האותות הגבוהה, המסקנה היא כי הם מתו מהישנות הגידול. כפי שמתואר באיור 3B, הנמענים WT balb/c מושתלים עם BM ו-T-תאים מ ACC1FL/חליל B6 (ACC1+/+ T-תאים) מת של gvhd. אם חיות מתו עם אותות של מחלה, זה הגיע למסקנה שהם מתו של GVHD והתדרדרות הגידול. בעלי החיים שהתקבלו BM ו-T-תאים מתוך ACC1fl/חליל x CD4 התורם B6 (ACC1-/- T-תאים) מתו של הן gvhd והן התדרדרות הגידול (איור 3B). בעלי חיים ניתן להניח חזרה בכלוב כדי להיות הדמיה בנקודת זמן מאוחרת יותר או מורדמים עבור הדמיה vivo ex. באמצעות התוכנה, מסת הגידול בבעל החיים יכול גם לנתח בנפרד (איור 3ב).

איור 1: ייצוג סכמטי של הליך ה-BMT. (א) ערכה עבור mhc-לא תואם B6 ← b/c bmt דגם. (ב) תוכנית עבור DC co-שתילת החברה fvb → מודל B6. (ג) הערכה עבור B6 → balb/C מודל gvhd/gvhd. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: רס ן MHC לא תואם B6 → BALB/c GVHD מודל. עכברים BALB/c היו לקרינה באופן מידי מושתלים והושתל עם 5 x 106 BM לבד או עם 0.75 x 106 T-תאים. (א) הישרדות נתונים, (ב) אובדן משקל הגוף, ו (ג) נתונים קליניים של הנמענים של BM לבד או עם T-תאים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: DC משותף מודל HCT. BM היה בודד מ WT ו fB-/- B6 עכברים והבדיל לתוך DCs על ידי culturing עם GM-שדרתי. (א) הטוהר של בקרי התחום נבדק על ידי הזרימה cyCD11c try על ידי כתמים עם ו MHCII. המקבלים לקרינה B6 מטופלים מושתלים עם BM (3 x 106/עכבר) פלוס מטוהרים T-תאים (1 x 106/עכבר) מן התורמים fvb. הנמענים קיבלו גם 2 x 10שישה WT או פנסיון מלא-/- B6 מוניטור-DCs תאים ביום ההשתלה. ההישרדות (ב) ו הציון הקליני (C) מוצגים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: מייג-MHC לא תואמת B6 → BALB/c GVHD/GVHD מודל. הנמענים WT BALB/c היו מושתלים עם TCD-BM (5 x 106/עכבר) לבד או עם ACC1+/+ t-תאים או ACC1+/+ t-תאים (1 x 106/עכבר) מבודדים מ B6 הרקע עכברים. בנוסף, הנמענים קיבלו 2 x 103 A20-לוק בזמן ההשתלה. הטוהר תא T נבדק על ידי זרימה cy, לנסות באמצעות כתמים עם חיים/מוות צהוב, CD3, CD4, ו CD8 להזרים נוגדנים (א). המטופלים היו מנוטרים על גידול הגידול שנקבע על ידי הדמיה ביולומינציה גוף שלם (ב). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים.
שתל-מול-מארח מחלה הוא סיבוך גדול לאחר השתלת מח עצם allogeneic. תאים דנדריטים לשחק תפקיד קריטי בפתוגנזה של השתל-מול-מארח המחלה. המאמר הנוכחי מתאר פלטפורמת השתלת מח עצם רומן כדי לחקור את התפקיד של תאים דנדריטים בפיתוח של מחלת השתל מול מארח את השתל-נגד לוקמיה אפקט.
מחקר זה נתמך על ידי אוניברסיטת מרכז פלורידה המכללה לרפואה סטארט-up מענק (כדי HN), אוניברסיטת פיטסבורג מרכז רפואי הילמן מרכז הסרטן להתחיל מענק (כדי HL), ארצות הברית NIH מענק #1P20CA210300-01 ו-ויאטנמית משרד מענק בריאות #4694/QD-BYT (כדי PTH). אנו מודים ד ר Xue-zhong יו באוניברסיטת הרפואית של דרום קרוליינה עבור מתן חומרים למחקר.
| 0.5 M EDTA pH 8.0 100 מ"ל | פישר סיינטיפיק | BP2482100 | מאגר MACS |
| 10X PBS | פישר סיינטיפיק | BP3994 | מאגר MACS |
| A20 לימפומה של תאי B | אוניברסיטת מרכז פלורידה | ניסוי GVL | בבית |
| ACC1 fl/fl | מעבדת ג'קסון | 30954 | ניסוי GVL |
| ACC1 fl/fl CD4cre | אוניברסיטת מרכז פלורידה | ניסוי GVL | |
| אנטי-ביוטין מיקרו-חרוזים | Miltenyi Biotec | 130-090-485 | העשרת תאי T |
| אנטי-אדם/עכבר CD45R (B220) | Thermo Fisher Scientific | 13-0452-85 | העשרת תאי T |
| נגד עכבר B220 FITC | Thermo Fisher Scientific | 10452-85 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| נגד עכבר CD11c-AF700 | Thermo Fisher Scientific | 117319 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| אנטי עכבר CD25 PE | תרמו פישר סיינטיפיק | 12-0251-82 | מכתים זרימה |
| נגד עכבר CD4 ביוטין | תרמו פישר סיינטיפיק | 13-0041-86 | העשרת תאי T |
| נגד עכבר CD4 eFluor® 450 (פסיפיק כחול® תחליף) | תרמו פישר סיינטיפיק | 48-0042-82 | מכתים זרימה |
| נגד עכבר CD45.1 PE | Thermo Fisher Scientific | 12-0900-83 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| Anti-Mouse CD8a APC | Thermo Fisher Scientific | 17-0081-83 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| נגד עכבר H-2Kb PerCP-Fluor 710 | Thermo Fisher Scientific | 46-5958-82 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| נגד עכבר MHC Class II נוגדן APC | Thermo Fisher Scientific | 17-5320-82 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| Anti-Mouse TER-119 Biotin | Thermo Fisher Scientific | 13-5921-85 | העשרת תאי |
| T Anti-Thy1.2 | Bio Excel | BE0066 | BM דור |
| B6 fB-/- עכברים | אוניברסיטת מרכז פלורידה | בבית | מקבלי |
| B6. Ly5.1 (CD45.1+) עכברים | צ'ארלס ריבר | 564 | תורמים |
| עכברי BALB/c | צ'ארלס ריבר | 028 | מושתלים |
| C57BL/6 עכברים | צ'ארלס ריבר | 027 | תורמים/מקבלי |
| CD11b | תרמו פישר סיינטיפיק | 13-0112-85 | העשרת תאי T |
| CD25-ביוטין | תרמו פישר סיינטיפיק | 13-0251-82 | העשרת תאי T |
| CD45R | Thermo Fisher Scientific | 13-0452-82 | העשרת תאי T |
| CD49b נוגדן חד שבטי (DX5)-ביוטין | Thermo Fisher Scientific | 13-5971-82 | העשרת תאי T |
| מסננת תאים 40 uM | Thermo Fisher Scientific | 22363547 | הכנת תאים |
| מסננת תאים 70 uM | Thermo Fisher Scientific | 22363548 | הכנת |
| תאיםD-Luciferin | Goldbio | LUCK-1G | הדמיית בעלי חיים |
| חיים סרום בקר עוברי (FBS) | אטלנטה ביולוגיה מו"פ מערכת D | D17051 | |
| צינורות ציטומטריית זרימת תרבית תאים | פישר סיינטיפיק | 352008 | ניתוח ציטומטריית זרימה |
| FVB/NCrl | צ'ארלס ריבר | 207 | תורמים |
| ליפופוליסכריד (LPS) | Millipore Sigma | L4391-1MG | DC |
| עמודת LS | בוגרMitenyi Biotec | 130-042-401 | הכנת תאים |
| MidiMACS | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | העשרת תאי T |
| חממת ניו ברונסוויק גלקסי 170R | אפנדורף | גלקסי 170 R | תרבית תאים |
| פניצילין + סטרפטומיצין פניצילין / סטרפטומיצין (10,000 יחידות פניצילין / 10,000 מ"ג / מ"ל סטרפטוקוקוק) | GIBCO | 15140 | מדיה |
| RPMI 1640 | תרמו פישר Scienctific | 11875-093 | מדיה |
| TER119 | תרמו פישר מדעי | 13-5921-82 | העשרת תאי T |
| Xenogen IVIS-200 | Perkin Elmer | Xenogen IVIS-200 | הדמיית בעלי חיים |
| חיים X-RAD 320 Biological Irradiator | Precision X-RAY | X-RAD 320 | הקרנת גוף כוללת |