אנו מתארים פרוטוקולים להכנת תרחיף חד-תאי של תאי אפיתל תימיים של עכבר וצביעה של מולקולות תוך-תאיות לניתוח זרימה ציטומטרי
.הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
אנו מתארים פרוטוקולים להכנת תרחיף חד-תאי של תאי אפיתל תימיים של עכבר וצביעה של מולקולות תוך-תאיות לניתוח זרימה ציטומטרי
.תאי אפיתל תימיים (TECs) ממלאים תפקיד חיוני בקידום ההתפתחות והבחירה הרפרטוארית של תאי T. TECs קליפת המוח (cTECs) בקליפת המוח התימית גורמים להתפתחות מוקדמת של תאי T וברירה חיובית של תימוציטים בקליפת המוח. לעומת זאת, TECs מדולריים (mTECs) במדולה התימית מושכים תימוציטים שנבחרו באופן חיובי מקליפת המוח ויוצרים סובלנות עצמית בתאי T. מגוון מולקולות, כולל DLL4 ו-beta5t המתבטאות ב-cTECs, כמו גם Aire ו-CCL21 המתבטאות ב-mTECs, תורמות לתפקוד התימוס התומך בהתפתחות וברירה של תאי T. ניתוח זרימה ציטומטרי של מולקולות רלוונטיות מבחינה תפקודית ב-cTECs ו-mTECs שימושי לשיפור ההבנה שלנו את הביולוגיה של TECs, למרות שהשיטות הנוכחיות להכנת תרחיפים חד-תאיים של TECs יכולות לאחזר רק חלק קטן של TECs (כ-1% עבור cTECs וכ-10% עבור mTECs) מבלוטת התימוס של עכברים בוגרים צעירים. מכיוון שרבות מהמולקולות הרלוונטיות מבחינה תפקודית ב-TECs ממוקמות בתוך התאים, אנו מתארים את הפרוטוקולים שלנו להכנת תרחיף תא בודד של TECs של עכברים וצביעה של מולקולות תוך-תאיות לניתוח זרימה ציטומטרי.
התימוס הוא איבר מזנכימלי אפיתל המקדם את ההתפתחות והבחירה הרפרטוארית של לימפוציטים מסוג T. במיקרו-סביבות קליפת המוח והמדולריות בתוך התימוס, תאי אפיתל תימוס (TECs) ממלאים תפקיד מכריע בהכוונת התפתחות וברירה של תאי T. מקובל היטב כי TECs קליפת המוח (cTECs) בקליפת המוח התימית תורמים בעיקר לאינדוקציה של התפתחות מוקדמת של תאי T ובחירה חיובית של תימוציטים המבטאים קולטני אנטיגן של תאי T (TCR) שנוצרו לאחרונה. לעומת זאת, TECs מדולריים (mTECs) במדולה התימית חיוניים למשיכה של תימוציטים שנבחרו באופן חיובי מקליפת המוח ולביסוס סובלנות עצמית מרכזית על ידי סילוק תאי T מגיבים עצמיים ועל ידי יצירת תאי T רגולטוריים1,2. פונקציות אלה של TECs בתמיכה בהתפתחות וברירה של תאי T מתווכות באמצעות מגוון מולקולות המתבטאות ב-cTECs ו-mTECs.
אלה כוללים ליגנד דמוי דלתא 4 (DLL4), חשוב למפרט שושלת תאי T של אבות לימפואידים)3,4, beta5t (ידוע גם בשם Psmb11, חשוב לבחירה חיובית של תאי CD8 T)5,6, ו-Prss16 (הידוע גם כפרוטאז סרין ספציפי לבלוטת התימוס, או TSSP, חשוב לבחירה חיובית של תאי CD4 T)7,8 מבוטא ב-cTECs, ומווסת אוטואימוני (Aire, חשוב לביטוי מופקר של גנים עצמיים)9,10, אצבע אבץ ממשפחת פז 2 (Fezf2, חשוב לביטוי מופקר של גנים עצמיים בלתי תלויים ב-Aire ויצירת תאי ציצית תימית)11,12,13,14וליגנד כימוקין מוטיב C-C 21 (CCL21, חשוב לנדידה מדולרית והצטברות של תימוציטים שנבחרו באופן חיובי)14,15,16 מבוטא ב-mTECs., זרימה ציטומטרית מספקת אמצעי לזיהוי כמותי של מולקולות משמעותיות מבחינה תפקודית ב-TECs, מה שמקל על הערכת ההתפתחות והתפקוד של cTECs ו-mTECs. מכיוון שרבות מהמולקולות ב-TECs מתבטאות בעיקר בתוך התאים, כגון בציטופלזמה (למשל, רכיב הפרוטאזום beta5t) ובגרעין (למשל, מווסת השעתוק Aire), יש יתרון לנתח כמותית מולקולות תוך-תאיות ב-cTECs ו-mTECs באמצעות ציטומטריית זרימה.
TECs נדירים בתימוס. לעכברה נקבה בגיל 5 שבועות יש כ-1 ×-106 cTECs וכ-2.5 ×-106 mTECs, בעוד שקליפת המוח התימית מכילה כ-3 ×10 8 תימוציטים CD4+CD8+ והמדולה התימית מכילה כ-5 ×-107 CD4+CD8- ו-CD4-CD8+ thymocytes17. לכן, הרוב המכריע (>99%) של התאים בבלוטת התימוס הם תאים המטופויאטיים, כולל תימוציטים, ולא TECs, בעכברים בוגרים צעירים. יתר על כן, TECs קשורים קשר הדוק לתאים שכנים (למשל, תימוציטים) ולרכיבים חוץ-תאיים אדריכליים (למשל, קולגן) בתוך התימוס, כך ששחרור TECs לתרחיף תאים דורש עיכול פרוטאז של התימוס. שיטות קונבנציונליות לעיכול אנזימטי מניבות רק חלק קטן מ-TECs; כ-1% (1 × 104) ו-10% (2 × 105) עבור cTECs ו-mTECs, בהתאמה, מ-Thymus17,18,19. היעילות הנמוכה של שחרור TEC מהתימוס נובעת ככל הנראה מהרגישות של TECs לאנזימים פרוטאוליטיים ולחץ מכני והקשר ההדוק של TECs עם תאים שכנים, במיוחד בין cTECs ו-CD4+CD8+ thymocytes20. בהקשר זה, התוצאות של ניתוח תא בודד של TECs של עכברים, כולל ניתוח זרימה ציטומטרי וניתוח ריצוף RNA של תא בודד, המבוססים על שיטות הכנת תאים בתיווך עיכול אנזימטי הנוכחיות מייצגות רק חלק קטן מה-TECs ולכן רחוקות מלהיות מקיפות . עם זאת, למרות מגבלות כאלה באחזור האנזימטי של TECs, ניתוח זרימה ציטומטרי של TECs של עכברים בתרחיף תא בודד עדיין שימושי לניתוח כמותי של מולקולות רלוונטיות מבחינה תפקודית ב-cTECs ו-mTECs. בתרחיף תאים, TECs הוגדרו כתאים חיוביים למולקולת פני השטח האפיתל EpCAM (CD326) ושליליים למולקולת פני השטח ההמטופויאטית CD45. בתוך EpCAM+CD45-TECs, רמות ביטוי פני התא של מולקולות Ly51 (הידועות גם בשם BP-1 ו-CD249) ויכולת הקישור של Ulex Europaeus agglutinin I (UEA1) (בעיקר קשירה לגליקופרוטאינים וגליקוליפידים המכילים פוקוז מקושר α) שימשו לסימון פנוטיפי של cTECs (Ly51גבוהUEA1נמוך) ו-mTECs (Ly51נמוךUEA1גבוה). כאן אנו מתארים את פרוטוקולי הניסוי שלנו להכנה קונבנציונלית של תרחיף תא בודד של TECs של עכברים וצביעה של מולקולות תוך-תאיות לניתוח זרימה ציטומטרי, תוך התמקדות בניתוח כמותי של מולקולות תוך-תאיות beta5t, CCL21 ו-Aire ב-TECs של עכברים טריים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים בעכברים בוצעו באישור הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של המכון הלאומי לסרטן (ASP21-431, ASP21-432 ו-EIB-076-3).
1. הכנת תרחיף תאי תימוס
הערה: אונטוגניה של עכבר משפיעה על יעילות השחרור האנזימטי של TECs מבלוטת התימוס. שלוש שיטות בהתאם לגיל העכבר מתוארות כדלקמן.
2. צביעת נוגדנים של תאי תימוס
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הניתוח דורש ציטומטר זרימה המאפשר זיהוי של לפחות שישה ערוצי פלואורסצנציה (עבור CD45, EpCAM, Ly51, UEA1, Ghost Dye, וכן beta5t, CCL21, ו/או Aire), כמו גם פרמטרים של פיזור קדמי וצידי (forward and side scatter). פרופילים ציטומטריים מייצגים של תאי תימוס שעברו עיכול באמצעות Collagenase/Dispase מעכברים בני 0 ימים ועכברים בני שבועיים מוצגים באיור 1 ובאיור 2, בהתאמה. בשתי הדמויות, תרשים הנקודות (dot plot) בפאנל A מראה את עוצמת הפיזור הקדמי (FSC) ועוצמת ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
קולגנאז, עם או בלי Dispase, נמצא בשימוש נרחב לעיכול בלוטת התימוס של עכברים להכנת TECs 4,5,9,18,21. ליבראז, המכיל תערובת של פרוטאזות כולל קולגנאז, משמש גם לעיכול בלוטת התימוס להכנת TECs17,22. השימוש בקולגנאז וליבראז נותן למעשה תפוקות ואיכות שוות ערך של cTECs ו-mTECs מבלוטת התימוס של העכבר, אם כי הבדלים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים.
אנו מודים לד"ר איזומי אוהיגאשי על קריאת כתב היד. עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית המחקר התוך-כיתתית ZIA BC 011806 המכונים הלאומיים לבריאות, המכון הלאומי לסרטן והמרכז לחקר הסרטן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| קולגנאז/דיספאז | Roche | 11097113001 | |
| Liberase TM | Roche | 5401127001 | |
| Foxp3 / סט מאגר צביעה של גורם שעתוק | eBioscience | 00-5523-00 | |
| צבע רפאים סגול 510 | Tonbo | 13-0870-T500 | |
| BV421 נוגדן חד שבטי CD45 נגד עכבר, שיבוט 30-F11 | BD Horizon | 563890 | |
| Alexa Fluor 647 נוגדן חד שבטי נגד עכבר Ly51, שיבוט 6C3 | BioLegend | 108312 | |
| PE/Cy7 נוגדן חד שבטי EpCAM / CD326, שיבוט G8.8 | BioLegend | 118216 | |
| DyLight 594 Ulex Europaeus Agglutinin I (UEA1) | וקטור מעבדות | DL-1067-1 | |
| Alexa Fluor 488 נוגדן חד שבטי נגד עכבר, שיבוט 5H12 | eBioscience | 53-5934-82 | |
| נוגדן חד שבטי נגד עכבר Psmb11/beta5t, שיבוט CPTC-PSMB11 (עכבר)-1 | NIH NCI | CPTC-PSMB11 (עכבר)-1 | |
| https://proteomics.cancer.gov/antibody-portal נוגדן נגד עכבר CCL21/exodus 2 נוגדן רב-שבטי ארנב | Bio-Rad | AAM27 | |
| Alexa Fluor 555 נגד ארנב IgG כבד שרשרת עז עז רקומביננטי נוגדן | Invitrogen | A27039 | |
| נגד עכבר CD32 / CD16 – מטוהר (Fc בלוק נוגדן) | Leinco Technologies | C247 | |
| ניילון רשת 60 מיקרון | אספקת רכיבים | W31436 | |
| ציוד | |||
| Thermomixer | Eppendorf | חום בלוק | |
| תא תא אוטומטי 2000 תא כדאיות מונה | Nexcelom | Viable Cell Counting | |
| LSRFortessa Cell Analyzer | BD Biosciences | Flow Cytometer | חמישה לייזרים (355, 408, 488, 595 ו-637 ננומטר) |
| FACSDiva גרסת תוכנה 9.0.1 | BD Biosciences | Flow Cytometric Analysis | |
| FlowJo 10.9.0 | BD Biosciences | Flow | |
| נוגדנים | קצב דילול (ריכוז עבודה) | מאגר | |
| נגד עכבר CD32/CD16 – מטוהר (נוגדן בלוק FC) | 1:40 | FACS מאגר | |
| BV421 נגד עכבר CD45 נוגדן חד שבטי | 1:25 | FACS מאגר | |
| PE/Cy7 נגד עכבר EpCAM / CD326 נוגדן חד שבטי | 1:100 | FACS מאגר | |
| Alexa Fluor 647 נגד עכבר Ly51 נוגדן חד שבטי | 1:100 | FACS Buffer | |
| DyLight 594 Ulex Europaeus Agglutinin I (UEA1) | 1:400 | FACS מאגר | |
| אנטי עכבר CCL21 / exodus 2 ארנב נוגדן רב-שבטי | 1:200 | 1x מאגר | |
| נגד עכבר Psmb11 / beta5t נוגדן חד שבטי ארנב, שיבוט CPTC-PSMB11 (עכבר) -1 | 1:1000 | 1x מאגר | |
| Alexa Fluor 555 אנטי ארנב IgG שרשרת כבדה עז עז נוגדן רקומביננטי | 1:400 | 1x מאגר מאגר | |
| RPMI1640 ייעודית | |||
| המכילה 10 מ"מ HEPES | להכנת תאים | ||
| RPMI1640 המכילים 2% FBS | להכנת תאים | ||
| מאגר FACS (1x HBSS המכיל 1% BSA ו-0.1% נתרן אזיד) | להכנת תאים | ||
| 1 מ"ג/מ"ל קולגנאז/דיספאז ו-1U/ml תמיסת DNase ב-RPMI1640 המכילה 2% FBS | לעיכול | ||
| 2% PFA ב-PBS | לקיבוע | ||
| מאגר קיבוע/פרמביליזציה (חלק אחד של תרכיז קיבוע/פרמביליזציה עם 3 חלקים של מדלל קיבוע/פרמביליזציה) | לקיבוע תאים | ||
| 1x חוצץ פרמביליזציה (חלק אחד 10X מרוכז עם 9 חלקים מים מזוקקים) | לצביעת נוגדנים בין-תאיים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.