הפרוטוקול מתאר שיטה לתרבית תאי T של עופות במבחנה על ידי בידוד תאי T זיכרון מברווזים נגועים, מה שמאפשר יצירת תאי T ספציפיים של ברווז מטוהרים מאוד. בנוסף, הוקמה שיטת צביעת ציטוקינים תוך-תאית (ICS) למדידה מדויקת של הפרשת IFN-γ בתאי T של ברווז.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
הפרוטוקול מתאר שיטה לתרבית תאי T של עופות במבחנה על ידי בידוד תאי T זיכרון מברווזים נגועים, מה שמאפשר יצירת תאי T ספציפיים של ברווז מטוהרים מאוד. בנוסף, הוקמה שיטת צביעת ציטוקינים תוך-תאית (ICS) למדידה מדויקת של הפרשת IFN-γ בתאי T של ברווז.
תרבית חוץ גופית של תאי T היא שיטה קריטית לחקר תגובות חיסוניות, זיהומים נגיפיים ואסטרטגיות טיפוליות פוטנציאליות. עם זאת, עד כה לא דווח על פרוטוקולים מבוססים לתרבית תאי T של עופות במבחנה . במחקר זה, אנו מציגים לראשונה פרוטוקול, תוך שימוש בנגיף שפעת העופות הפתוגני ביותר (HPAIV) H5N1 כמודל. כאן, ברווזים בני 4 שבועות נדבקו בנגיף, ולימפוציטים מסוג T בודדו 28 ימים לאחר ההדבקה לתרבית לימפוציטים מסוג T ספציפיים ל-H5N1, מה שאפשר לחקור את התגובה החיסונית הספציפית לנגיף H5N1. השלבים העיקריים בפרוטוקול כוללים בידוד תאים חד-גרעיניים בדם היקפי זיכרון (PBMCs) מברווזים נגועים, הפעלת תאים מציגי אנטיגן (APCs) עם ריבוי אופטימלי של זיהום (MOI = 5) למשך 6 שעות, והכנת מצע תרבית תאי T בתוספת IL-2 רקומביננטי ותוספים ספציפיים אחרים. התפשטות תאי T, הפרשת ציטוקינים ופעילות ציטוטוקסית היו במעקב צמוד לאורך כל התהליך. בנוסף, הקמנו פרוטוקול צביעת ציטוקינים תוך תאיים כדי לכמת הפרשת IFN-γ בתאי T ברווז. זה כלל יצירת קו תאים היברידומה המבטא נוגדנים IgG3κ ספציפיים לברווז IFN-γ, ואחריו טיהור נוגדנים מוצלח. הנוגדן המטוהר דולל ביחס של 1:10 ויושם בזרימה ציטומטרית כדי למדוד במדויק את הפרשת IFN-γ. שיטה זו מציעה כלי אמין להערכת תגובות תאי T של ברווזים ומניחה את היסודות למחקרים עתידיים באימונולוגיה של נגיף העופות.
תהליך ההפעלה, ההתרבות, ההתמיינות וההמרה של תאי T לתאי זיכרון הוא מרכזי בתגובות חיסוניות ספציפיות לאנטיגן1. בתחילה, תאי T מופעלים כאשר קולטני תאי ה-T שלהם (TCR) מזהים פפטידים אנטיגניים המוצגים על פני התאים המציגים אנטיגן (APCs) על ידי מולקולות קומפלקס תאימות היסטולוגית (MHC) 2,3. תהליך הפעלה זה דורש לא רק קשירה של TCR למולקולות MHC אלא גם תיאום של אותות מעוררים משותפים, שהם חיוניים להפעלה מלאה של תפקודי תאי T4. לאחר ההפעלה, תאי T נכנסים במהירות לשלב ההתפשטות, ויוצרים שיבוטים רבים החולקים את אותה ספציפיות אנטיגן כמו תא ה-T המקורי. במהלך שלב התפשטות זה, תאי T מתמיינים עוד יותר על סמך תפקודם, בעיקר לתאי CD8+ T ותאי CD4+ T5. תאים ממוינים אלה מתווכים הרג ציטוטוקסי ומסייעים לתגובות חיסוניות, בהתאמה. לאחר ההדבקה הראשונית, חלק מתאי ה-T המופעלים הופכים לתאי T זיכרון ארוכי חיים6. תאי זיכרון T אלה יכולים להישאר במערכת החיסון לתקופות ממושכות, ולהגיב במהירות לאותו פתוגן בחשיפה חוזרת. כתוצאה מכך, הם מייצרים תגובה חיסונית חזקה ויעילה יותר, ומספקים הגנה חיסונית ארוכת טווח למארח7. כל התהליך הזה הוא קריטי לתכנון חיסוני תאי T, מכיוון שהוא מסייע בשיפור יעילות החיסון ועמידותו.
בהקשר זה, טיפוח תאי T ספציפיים לאנטיגן במבחנה הופך להיות חיוני. פרוטוקול זה פותח על בסיס שיטות מבוססות לתרבית חוץ גופית של תאי T אנושיים, עם התאמות נדרשותלמערכת החיסון של העופות. על ידי גידול תאים אלה מחוץ לגוף, חוקרים יכולים לחקור את תגובת תאי T במצבים חיסוניים שונים, כגון הפעלה, התפשטות, התמיינות ויצירת זיכרון10. גישה זו במבחנה לא תסולא בפז להבנת התפקידים שתאי T ממלאים בתגובות החיסוניות. יתר על כן, בתנאי תרבית חוץ גופית, ניתן לנטר את הפרשת הציטוקינים (כגון IFN-γ) על ידי תאי T11,12. ניטור זה חיוני להערכת האיכות, העוצמה וההתמדה של תגובות חיסוניות, כמו גם לחקר האינטראקציות בין תאי T לתאי חיסון אחרים. בנוסף, הרחבה במבחנה של תאי T ספציפיים לאנטיגן מאפשרת העשרה בקנה מידה גדול, מגבירה את רגישות הזיהוי ומשפרת את הערכת רמות התגובה של תאי T13. לפיכך, תרבית חוץ גופית של תאי T ספציפיים לאנטיגן משמשת ככלי רב עוצמה להבנה טובה יותר של תפקידם של תאי T עופות בתגובות חיסוניות, מה שמגביר את רגישות הזיהוי ומשפר את הערכת רמות התגובה של תאי T. בעוד ששיטות מבחנה דומות התבססו היטב במערכות יונקים, היישום של טכניקות כאלה במיני עופות נותר מוגבל. זה רלוונטי במיוחד באימונולוגיה של עופות, שבה כלים לניתוח תגובות תאי T אינם מפותחים. ברווזים, במיוחד, משמשים כמאגרים טבעיים למספר נגיפי שפעת עופות, אך מעט ידוע על חסינות תאי ה-T הספציפית לאנטיגן שלהם. לכן, פיתוח פרוטוקול תרבית תאי T סטנדרטי במבחנה המותאם למערכות עופות חיוני לקידום מחקר בסיסי ואימונולוגיה יישומית בעופות.
ציטוקין מרכזי המעורב בתהליכים אלה הוא IFN-γ, אינטרפרון מסוג II המיוצר בעיקר על ידי תאי CD8+ T, תאי CD4+ T מסוג 1 ותאי NK14. IFN-γ ממלא תפקיד מכריע בעיכוב שכפול הנגיף ובוויסות תגובות חיסוניות15. רמת הביטוי של IFN-γ משקפת את המצב החיסוני ומשמשת כסמן להפעלת תאי T, ומאפשרת לחוקרים להעריך את רמות התגובה של תאי T באמצעות ביטויו16,17. שיטה נפוצה אחת לזיהוי ביטוי ציטוקינים בתאי חיסון היא צביעת ציטוקינים תוך תאית (ICS)18,19. עם זאת, בשל מגבלות בחומרים ובטכניקות ניסיוניות, המחקר על ברווזים פיגר אחרי זה של יונקים5. נכון לעכשיו, חוקרים רבים מסתמכים על qPCR כדי למדוד את רמות הביטוי של IFN-γ, אם כי לשיטה זו יש מגבלות מסוימות11. במעבדה שלנו פיתחנו בהצלחה נוגדן ל-IFN-γ ברווז התואם לזרימה ציטומטרית. בהתבסס על הצלחה זו, במחקר זה, ביססנו שיטת ICS לאיתור ביטוי חלבון IFN-γ בתאי T ברווז, המספקת כלי אמין למחקר נוסף על תגובות תאי T של ברווז.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים עם כל נגיפי שפעת העופות A (H5N1) הזמינים בוצעו במעבדה ובמתקן לבעלי חיים ברמת בטיחות ביולוגית 3 על פי הפרוטוקולים של האוניברסיטה החקלאית של דרום סין (CNAS BL0011). כל פרויקטי המחקר בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (קוד זיהוי 2021f154, 29 ביולי 2021) של אוניברסיטת החקלאות של דרום סין. כל הטיפולים בבעלי חיים בוצעו בהתאם לתקנות ולהנחיות שנקבעו על ידי ועדה זו ולתקנים בינלאומיים לרווחת בעלי חיים. בעלי החיים ששימשו במחקר זה היו ברווזי בית בני 4 שבועות (Anas platyrhynchos domestica), כולל זכרים ונקבות כאחד, עם משקל גוף שנע בין 500 ל-600 גרם.
1. בידוד PBMCs ברווז והכנת מתלה חד תאי
2. תרבית תאי T ספציפית ל-H5N1 AIV במבחנה
3. קרבוקסי פלואורסצאין דיאצטט סוקסינימידיל אסטר (CFSE) לניטור התפשטות תאי T
4. אנליזה ציטומטרית זרימה לשגשוג תאי CD8+ T ו-CD4+ T
5. תגובת תאי T על ידי מבחני ביטוי גנים חתימה באמצעות qPCR
6. צביעת ציטוקינים תוך תאית (ICS)
הערה: פרוטוקול זה פותח כדי להעריך את תגובת האפקטור של תאי CD8+ T ספציפיים ל-H5N1 על ידי זיהוי הפרשת IFN-γ תוך תאית בברווזים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה פותח על סמך מחקר קודם על זיהוי תגובות אפקטור תאי T ספציפיות לאנטיגן בברווזים20. השלב הראשון של הניסוי כולל תרבית חוץ גופית של תאי T ספציפיים לנגיף, המשמשים כבסיס למחקרי תגובת אפקטור הבאים. בתחילה, APCs הודגרו ותרבו יחד עם תאי אפקטור. תצפיות מורפולוגיות גילו שאחרי ההתפשטות, התאים הראו גדילת אשכולות (איור 2A). תיוג CFSE אישר עוד יותר התפשטות מוצלחת על ידי הצגת שיאים מרובים של חלוקת תאים (איור 2B). לבסוף, השתמשנו בסמני ת...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מספק שיטה יעילה לתרבית חוץ גופית של תאי T ספציפיים לאנטיגן ברווז וגם קובע פרוטוקול צביעת ציטוקינים תוך תאיים לברווזים, שניתן להשתמש בו כדי להעריך את תגובות האפקטור של תאי T. נכון לעכשיו, אין דיווחים שפורסמו על פרוטוקולי תרבית חוץ גופית עבור תאי T ברווזים. התייחסנו בעיקר לפרוטוקולים לתאי T ספציפיים לאנטיגן אנושי, אך אנו מחויבים לייעל את תנאי הדגירה עבור APCs. אנו שוקלים אופטימיזציה נוספת של פרוטוקול הבידול שלנו.
ישנם שני שלבים קריט...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (32473060 ו-32461120064) (ל-MD ו-ML); פרויקט מחקר בסיסי ויישומי בגואנגג'ואו (2025A04J5445) (ל-MD); החוקרים הצעירים של תוכנית הפרופסורים המלומדים של נהר היאנגצה (2024, מנמן דאי); וחוקר נהר פיל הצעיר של "תוכנית התמיכה המיוחדת של גואנגדונג" (2024, Manman Dai). למממנים לא היה כל תפקיד בתכנון המחקר, איסוף הנתונים וניתוחם, ההחלטה לפרסם או הכנת כתב היד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1.5 מ"ל צינורות מיקרו-צנטריפוגה | Biosharp | Cat # BS-15-M | |
| 15 מ"ל צינורות צנטריפוגה | Labselect | Cat # CT-002-15A | |
| 2 מרקפטואתנול (55 מ"מ) | סיגמא-אולדריץ' | חתול # M6250-100 מ"ל | |
| צלחת תרבית רקמות 48 באר (ללא טיפול, תחתית שטוחה) | Biofil | Cat # TCP000048 | |
| 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה | Labselect | חתול # CT-002-50A | |
| 96 באר צלחות qPCR ללא חצאית | Labselect | Cat # PP-96-NS-0100 | |
| BD ערכת ציטופיקס / ציטופרם | BD | Bioscience Cat # BD 554714 | |
| Brefeldin A (BFA) | BD Bioscience | Cat #347688 | |
| חממת תרבית תאים CO2 | |||
| Eppendorf | 5810R | ||
| ערכת תיוג CFSE | Abcam | Cat#ab113853 | |
| ChamQ SYBR qPCR Master Mix | Vazyme | Cat#Q341-02 | |
| ערכת בידוד לימפוציטים בדם היקפי ברווז | Tbdscience | Cat#LTS1090D | |
| Evo M-MLV RT Premix | ביוטכנולוגיה מדויקת | Cat#AG11706 | |
| FastPure תאים/רקמות בידוד RNA כולל ערכה V2 | Vazyme | Cat#RC112-01 | |
| סרום בקר עוברי | Gibco | Cat#10437-028 | |
| ציטומטר זרימה | בקמן קולטר | BA43347 | |
| צינור זרימה | Beyotime | Cat#FFC005 | |
| FlowJo v10.8.1 | כוכב עץ | https://www.flowjo.com | |
| עז נגד עכבר 488, 1:50 דילול | Abbkine | Cat#A23210 | |
| עיזים נגד עכבר IgG2b, FITC, דילול 1:50 | Southern Biotech | Cat#1091-31 | |
| עיזים נגד עכבר IgG3, PE, דילול 1:250 | Southern Biotech | Cat#1100-09S | |
| GraphPad פריזמה 8.0.2 | תוכנת GraphPad | https://www.graphpad-prism.cn | |
| H5N1 AIV זן DK383 | מעבדת הנדסה משותפת לאומית ואזורית לרפואה של מניעה ובקרה של זואונוזיס | A/Duck/Guangdong/383/2008 | |
| L-גלוטמין (200 מ"מ) | Gibco | Cat#25030081 | |
| מיקרוסקופ | מוטיק | AE2000 | |
| עכבר נגד ברווז CD4, דילול 1:50 | Bio-Rad | Cat#MCA2478 | |
| עכבר נגד ברווז CD8α, דילול 1:50 | GeneTex | Cat#GTX41834 | |
| עכבר נגד ברווז IFN-γ mAb, דילול 1:10 | הוכן במעבדה שלנו | ||
| NanoDrop ספקטרופוטומטר אחד | תרמו פישר | AZY1603209 | |
| NEAA (לא חיוני | Gibco | Cat#11140-050 | |
| PBS | Gibco | Cat#10010023 | |
| PCR Thermal Cycler | Biometra Biometra | Tone 96G | |
| תמיסת פניצילין-סטרפטומיצין | Gibco | Cat#15070063 | |
| מערכת PCR בזמן אמת | Applied Biosystems | ABI7500 | |
| IL-2 אנושי רקומביננטי (10 μ g) | USCNK | Cat # RPA111Ga01 | |
| מאגר ליזה של תאי דם אדומים | Tbdscience | Cat # NH4CL2009 | |
| RPMI 1640 | Gibco | Cat # 11875-119 | |
| נתרן פירובט (100 מ"מ) | Gibco | Cat # 11360-070 | |
| Trypan Blue | Sigma-Aldrich | Cat # 93595 | |
| ברווזי מלרד בני שבועיים (Sheldrake) | חוות ברווזים ב גואנגג'ואו | NA |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.