אנו מספקים פרוטוקול מפורט לבידוד וזיהוי אוכלוסיות נדירות של תאי T ספציפיים לאנטיגן בריאות עכברים באמצעות העשרת תאי T מבוססי חרוזים מגנטיים וטטרמרים מסוג peptide:major histocompatibility complex (MHC).
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מספקים פרוטוקול מפורט לבידוד וזיהוי אוכלוסיות נדירות של תאי T ספציפיים לאנטיגן בריאות עכברים באמצעות העשרת תאי T מבוססי חרוזים מגנטיים וטטרמרים מסוג peptide:major histocompatibility complex (MHC).
הזיהוי והאפיון של תאי T ספציפיים לאנטיגן במהלך בריאות ומחלות נותר מפתח לשיפור הבנתנו את הפתופיזיולוגיה החיסונית. האתגרים הטכניים של מעקב אחר אוכלוסיות תאי T ספציפיים לאנטיגן ברפרטואר תאי T אנדוגניים התקדמו מאוד על ידי פיתוח ריאגנטים פפטידים:MHC טטראמרים. מולטימרים מסיסים אלה המסומנים באופן פלואורסצנטי של מולקולות MHC Class I או Class II המורכבות לאפיטופים פפטידים אנטיגניים נקשרים ישירות לתאי T בעלי ספציפיות מקבילה של קולטן תאי T (TCR) ולכן יכולים, לפיכך, לזהות אוכלוסיות תאי T ספציפיות לאנטיגן במצבן הטבעי ללא צורך בתגובה פונקציונלית המושרה על ידי ex vivo גירוי. עבור אוכלוסיות נדירות ביותר, תאי T הקשורים לטטרמר יכולים להיות מועשרים מגנטית כדי להגביר את הרגישות והאמינות של זיהוי.
ככל שהחקירה של חסינות תאי T שוכני רקמות מעמיקה, יש צורך דחוף לזהות תאי T ספציפיים לאנטיגן שעוברים אל רקמות שאינן לימפואידיות ושוכנות בהן. בפרוטוקול זה, אנו מציגים סדרה מפורטת של הוראות לבידוד ואפיון של תאי T ספציפיים לאנטיגן הנמצאים בריאות עכבר. זה כרוך בבידוד של תאי T מרקמת ריאה מעוכלת ואחריו שלב העשרה מגנטי כללי של תאי T וצביעת טטרמר לצורך ניתוח ומיון ציטומטריית זרימה. השלבים המודגשים בפרוטוקול זה משתמשים בטכניקות נפוצות ובריאגנטים זמינים, מה שהופך אותו לנגיש כמעט לכל חוקר העוסק באימונולוגיה של תאי T בעכברים, והם ניתנים להתאמה רבה למגוון ניתוחים במורד הזרם של כל אוכלוסיית תאי T ספציפיים לאנטיגן בתדר נמוך המתגוררת בריאות.
בלב מערכת החיסון הנרכשת נמצאת היכולת של תא T לזהות אנטיגן מסוים ולהגיב לו. מתי והיכן תא T מגיב לאנטיגן הקוגנטי שלו קובע את מאזן הזיהום והאוטואימוניות, הומאוסטזיס וסרטן, בריאות ומחלות1. מכאן נובע כי המחקר של תאי T בהקשר ספציפי של חסינות צריך להתמקד בתאים עם ספציפיות עבור אנטיגן רלוונטי של עניין. בין הפיתוחים הטכנולוגיים ששיפרו מאוד את היכולת לאפיין אוכלוסיות תאי T ספציפיים לאנטיגן ניתן למנות מולטימרים מסיסים (בדרך כלל טטרמרים) של מולקולות מסוג I או מדרגה II של קומפלקס היסטותאימות ראשוני (MHC) המורכבות לאפיטופים של פפטידים, הידועים יותר בשם "פפטיד MHC"2,3,4,5 . על ידי ייצוג הליגנדות הטבעיות של קולטני אנטיגן של תאי T (TCRs), פפטידים:MHC Class I ו- Class II טטרמרים מספקים אמצעי לזיהוי ישיר של תאי T ספציפיים לאנטיגן CD8+ ו- CD4+, בהתאמה, בתוך הרפרטואר האנדוגני של תאי T במערכת החיסון ללא דרישה לתגובה לגירוי אנטיגן בבדיקה. טטרמרים מייצגים גישה אלגנטית יותר לחקר תאי T ספציפיים לאנטיגן מאשר מודלים להעברת תאי T טרנסגנייםTCR 6, ונעשה בהם שימוש הולך וגובר לזיהוי אוכלוסיות תאי T זרים וספציפיים לאנטיגן עצמי הן במודלים ניסיוניים של עכברים והן במחלות אנושיות 4,5.
בעוד טטרמרים יכולים לזהות בקלות אוכלוסיות בתדר גבוה של תאי T שהתרחבו בתגובה לגירוי אנטיגן, השימוש בהם עבור תאי T נאיביים, ספציפיים לאנטיגן עצמי או זיכרון מוגבל על ידי התדרים הנמוכים מאוד של אוכלוסיות אלה7. הקבוצה שלנו ואחרים פיתחו והפיצו אסטרטגיות העשרה מגנטית מבוססות טטרמר המגבירות את רגישות הזיהוי כדי לאפשר מחקרים של אוכלוסיות תאים אלה ברקמות הלימפה של עכברים 8,9,10,11.
הופעתם של תאי T שוכנים ברקמה בתחום שמה דגש מוגבר על פיתוח דרכים חדשות לחקור תאי T במרחב הלא-לימפואידי. כמו משטחים ריריים רבים אחרים, תאי T בריאות נתקלים במגוון אנטיגנים עצמיים וזרים שמקורם באפיתל של המאכסן, חיידקים קומנסליים וזיהומיים, וישויות סביבתיות, כולל אלרגנים. ניתוח שעתוק של תאי T שנקצרו מרקמה לא לימפואידית (NLT) מדגים פנוטיפ דמוי זיכרון הנושא גורל ותפקוד ייחודיים לרקמה, המכוונים לעתים קרובות לסחר ולהומאוסטזיס רקמות12. יתר על כן, תאי זיכרון T (Trms) שוכנים ברקמה נוטים להיות מוגבלים יותר מבחינה קלונית מאשר אלה במחזור13. קביעה כיצד ומדוע אנטיגנים מניעים את מיקום תאי T ב-NLT היא קריטית להבנת האופן שבו מערכת החיסון מתגוננת מפני זיהום, שומרת על הומאוסטזיס רקמות, ולפעמים מתדרדרת לאוטואימוניות. עם זאת, נראה שיש שחיקה גדולה יותר בקרב תאי T שוכני רקמות מהריאות בהשוואה לתאי NLT14 אחרים. בהתאם לכך, היכולת לזהות ולאפיין תאי T אנדוגניים של הריאה עם ספציפיות אנטיגן נתונה מוגבלת על ידי הנדירות הטבועה בהם.
על ידי שילוב של שימוש בטכניקות העשרת תאים מבוססות חרוזים מגנטיים וצביעת טטרמר פפטיד MHC, הצלחנו לאתר תאי T ספציפיים לאנטיגן עצמי מורחבים אך נדירים בריאות עכבר15,16. כאן, אנו מציגים תיאור מפורט של פרוטוקול שביצענו אופטימיזציה כדי לבודד ולאפיין באופן אמין כל אוכלוסיית תאי T נדירה ספציפית לאנטיגן שנמצאת בריאות עכברים (איור 1). פרוטוקול זה משלב שלב צביעת נוגדנים in vivo כדי להבדיל בין תאי T שוכנים לתאי T וסקולריים17 ואחריו שתי שיטות שונות לעיבוד רקמת ריאה כדי להתאים לזמינות משאבים. לאחר מכן מתבצע שלב העשרה מגנטי כללי של תאי T, צביעת טטרמר וניתוח לפי ציטומטריית זרימה. כדאיות התא וצביעת טטרמר משופרת עוד יותר בפרוטוקול זה על ידי תוספת של אמינוגואנידין, אשר חוסם אפופטוזיס18 בתיווך תחמוצת החנקן המושרה על ידי סינתאז חנקן (iNOS) בתיווך תאי T המושרה על ידי הפעלת תאי T וDasatinib המגביל את הפחתת הרגולציה של TCR19. השלבים המודגשים בפרוטוקול זה משתמשים בטכניקות נפוצות ובריאגנטים זמינים, מה שהופך אותו לנגיש כמעט לכל חוקר העוסק באימונולוגיה של תאי T בעכבר והוא ניתן להתאמה גבוהה למגוון ניתוחים במורד הזרם. למרות שתאי T נאיביים אינם צפויים להימצא בריאות, אנו מאמינים שפרוטוקול זה יהיה מועיל במיוחד לחקר תאי T ספציפיים לאנטיגן עצמי ו- Trms בריאות.

איור 1: סקירה כללית של זרימת עבודה של פרוטוקול. ריאות נקצרות מעכברים ומנותקות לתאים בודדים. הדגימות מועשרות לאחר מכן עבור תאי T לפני צביעה עם פפטיד טטרמרים MHC ונוגדנים מסומנים פלואורסצנטית לניתוח ציטומטרי זרימה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הנהלים המתוארים בפרוטוקול זה מאושרים ומפותחים בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של בית החולים הכללי של מסצ'וסטס, תוכנית מוסמכת לניהול בעלי חיים של האגודה האמריקאית להסמכת טיפול בחיות מעבדה (AAALAC). ניסויים בוצעו על עכברים ונקבות זכרים ונקבות בני 8-12 שבועות על רקע גנטי C57BL/6 שגודלו ונשמרו במתקן בעלי החיים MGH בתנאים ספציפיים נטולי פתוגנים.
1. הכנת פתרונות מלאי
2. יצירת תרחיף חד-תאי מרקמת הריאה באמצעות דיסוצייאטור רקמות אוטומטי
3. פרוטוקול חלופי: יצירת תרחיף חד תאי מרקמת הריאה באמצעות דיסוציאציה ידנית
4. העשרת דגימת הריאה לתאי T באמצעות העשרת חרוזים מגנטיים
5. צביעת תאי T ספציפיים לאנטיגן בפפטיד:MHC טטרמרים
6. ניתוח תאי T המסומנים בטטרמר על ידי ציטומטריית זרימה
| פלואורוכרום | נוגדן |
| BUV395 | CD90.2 |
| כחול פסיפיק | CD45 (נוסף מוקדם יותר על ידי הזרקת i.v) |
| פסיפיק אורנג' | CD8 |
| סגול מבריק 785 | CD4 |
| FITC | CD3 |
| PerCP-Cy5.5 | Dump (B220, CD11b, CD11c, F4/80) |
| PE | pMHC טטרמר או סמן פנוטיפי |
| PE-Cy7 | סמן פנוטיפי (למשל CD44, PD-1, CD69 וכו ') |
| נגמ"ש | pMHC טטרמר או סמן פנוטיפי |
| AlexaFluor 700 | סמן פנוטיפי (למשל CD44, PD-1, CD69 וכו ') |
| APC-Cy7 | כתם חי/מת |
טבלה 1: מטריצת צביעה לדוגמה. פאנל טיפוסי של נוגדני ציטומטריית זרימה מצומדת פלואורופורית המשמשים לזיהוי ואפיון תאי T ספציפיים לאנטיגן.
7. ניתוח נתונים

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 2 מתאר את אסטרטגיית ה-gating המייצגת המשמשת לזיהוי תאי CD4+ T נדירים ספציפיים לאנטיגן בריאות עם טטרמרים מסוג PEPTIDE:MHC Class II. ניתן ליישם את אותו תהליך עבור תאי T CD8+ ספציפיים לאנטיגן עם טטרמרים מסוג פפטיד MHC Class I (הנתונים אינם מוצגים).
בשל המספר הגבוה של תאים שאינם לימפואידים בריאות, זיהוי אמין של תאי T ספציפיים לאנטיגן נדירים על ידי טטרמר דורש צורה כלשהי של העשרה מוקדמת עבור תאי T המעוניינים לשפר את האות לרעש.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אפיונים קודמים של תאי T ספציפיים לאנטיגן מהריאות נהנו מהמספרים החזקים של תאי T ספציפיים לאנטיגן המתרחבים לאחר אירוע ראשוני חריף כגון חיסון תוך אפי או זיהום 20,21,22. עם זאת, אוכלוסיות נדירות יותר של תאי T בריאות, כגון תאי T ספציפיים לאנטיגן עצמי או תאי T של זיכרון שוכני רקמות, קשות לזיהוי ללא צורה כלשהי של העשרת דגימות עבור תאי T המעניינים 15,16,23.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין קונפליקטים לחשוף.
אנו מודים ל- L. Kuhn על הסיוע הטכני בעיבוד רקמות וייצור טטרמר. עבודה זו מומנה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (R01 AI107020 ו-P01 AI165072 ל-J.J.M., T32 AI007512 ל-D.S.S.), קונסורציום מסצ'וסטס למוכנות לפתוגנים (J.J.M) והוועד המנהל של בית החולים הכללי של מסצ'וסטס למחקר (J.J.M).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מסננת תאים 100 מ"מ | פישר סיינטיפיק | 22-363-549 | |
| 10x PBS ללא Ca++ או Mg++ | Corning | 46-013-CM | |
| 1x PBS ללא Ca++ או Mg++ | corning | 21-031-CV | |
| AccuCheck ספירת חרוזים | Invitrogen | PCB100 | |
| אמינוגואנידין המיסולפט מלח | סיגמא-אולדריץ' | A7009 | |
| CD90.2 מיקרו-חרוזים, עכבר | Miltenyi | 130-121-278 | |
| מגנט הפרדת תאים (מפריד MidiMACS) | Miltenyi | 130-042-302 | בודדת LS |
| מגנט הפרדת תאים (מפריד QuadroMACS) | Miltenyi | 130-090-976 | מחזיק 4 עמודות LS |
| Dasatinib | סיגמא-אולדריץ' | CDS023389 | |
| DNase I | Roche | 10104159001 | |
| Eagle' s Ham' s חומצות אמינו בינוניות | Sigma-Aldrich | C5572 | |
| gentleMACS | Miltenyi | 130-093-235 | מפרק רקמות אוטומטי |
| עדיןMACS C Tubes | Miltenyi | 130-093-237 | צינורות דיסוציאטור רקמות אוטומטיים |
| תמיסת מלח מאוזנת של האנק עם Ca++ או Mg++ | Corning | 21-020-CM | |
| HEPES | Gibco | 15630080 | |
| Ketamine | Vedco | NDC 50989-996-06 | |
| Liberase TM | Roche | 5401119001 | |
| Pacific Blue נוגדן CD45 נגד עכבר (שיבוט: 30-F11) | Biolegend | 103126 | |
| עמודות הפרדת תאים פרמגנטיות (עמודות LS) | Miltenyi | 130-042-401 | מגיע עם בוכנה |
| מטוהר נגד עכבר נוגדן CD16/32 (שיבוט: 93) | Biolegend | 101302 | |
| RPMI 1640 בינוני ללא L-גלוטמין | קורנינג | 15-040-CM | |
| נתרן כלורי 0.9% (מי מלח רגילים) | Cytiva | Z1376 | |
| קסילזין | Pivetal | NDC 466066-750-02 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.