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Research Article
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Erratum Notice
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Con le funzioni effettrici distinto da altri sottoinsiemi di cellule T, le cellule Th17 sono stati implicati nel centro di autoimmunità infiammatoria. Questo protocollo vitro la differenziazione in Th17 fornisce un mezzo per determinare se naïve linfociti T CD4 + in grado di differenziarsi in cellule Th17, e di esaminare ulteriormente il loro ruolo nella autoimmunità e risposta dell'ospite.
Cellule Th17 sono un sottoinsieme distinto di cellule T che sono stati trovati per produrre interleuchina 17 (IL-17), e si differenziano in funzione degli altri sottogruppi di cellule T compreso Th1, Th2, e linfociti T regolatori. Cellule Th17 sono emersi come un colpevole centrale nelle risposte immunitarie infiammatorie troppo zelanti associati a molte malattie autoimmuni. In questo metodo purifichiamo linfociti T dalla milza e nei linfonodi di topi C57BL / 6, e stimolare le cellule T CD4 + purificati sotto controllo e ambienti Th17 inducono. L'ambiente-Th17 indurre comprende stimolazione in presenza di anti-CD3 e anti-CD28 anticorpi, IL-6 e TGF-β. Dopo incubazione per almeno 72 ore e fino a cinque giorni a 37 ° C, le cellule vengono successivamente analizzati per la capacità di produrre IL-17 mediante citometria a flusso, qPCR, ed ELISA. Th17 differenziate cellule CD4 + CD25-T possono essere utilizzati per chiarire ulteriormente il ruolo che le cellule Th17 giocano nella insorgenza e la progressione di autoimmunità e ospite defense. Inoltre, Th17 differenziazione dei CD4 + CD25-linfociti da diversi modelli knockout / malattia murini può contribuire alla nostra comprensione del destino delle cellule plasticità.
Linfociti T CD4 + (cellule T) giocano un ruolo fondamentale nella difesa del sistema immunitario mediata contro i microrganismi infettivi. Viceversa, le cellule T sono intimamente associati con l'insorgenza e la progressione di malattie autoimmuni come il diabete di tipo 1, il lupus eritematoso sistemico e artrite reumatoide. CD4 + linfociti T si attivano attraverso una combinazione di recettore delle cellule T (TCR) interazioni con antigene cognate / complesso maggiore di istocompatibilità II (MHCII) molecole e le interazioni recettore CD28 con B7.1/B7.2 ligandi 15. In aggiunta alla disposizione di stimolazione TCR e CD28 co-stimolazione, le cellule presentanti l'antigene forniscono inoltre un ambiente di citochine, che determina lo stato di differenziazione del linfocita T, indirizzando così la risposta del linfocita T all'antigene dato. Interazioni patogeno Distinto cellulari / presentanti l'antigene creare ambienti di citochine distinte, che Skew T linfociti giù distinti percorsi incentrati sulla eliminazione del patogeno avvio. Purtroppo, T percorsi linfociti effettori, originariamente progettato per sradicare invasori patogeni, possono essere erroneamente diretti contro auto-tessuti 15. Pertanto, una migliore comprensione dello stato di differenziazione ciascun distinto di subset di cellule CD4 + T è fondamentale per la nostra comprensione di come modulare l'equilibrio tra eliminazione degli agenti patogeni e la tolleranza di sé.
Oltre al Th1, Th2, e inducibili T regolatori percorsi di differenziazione cellulare, naive linfociti T possono essere causati anche dalle citochine lungo la via Th17. Mentre le cellule Th1 combattimento patogeni intracellulari, cellule Th2 eliminano i patogeni extracellulari, e le cellule T regolatorie (Tregs) minimizzano risposte infiammatorie 1, 16; cellule Th17 svolgono un ruolo importante nella eliminazione dei batteri extracellulari e funghi. Cellule Th17 sono generalmente indicati con l'espressione del fattore di trascrizione specifico lineage RORγT e la produzione di IL-17A, che promuove l'attivazione di macrofagi e neutrofili 1, 7.
Cellule Th17 sono stati implicati in diverse malattie autoimmuni, e loro modelli di roditori associati. Ad esempio, è stato dimostrato che l'IL-23 (che è necessario per sostenere il fenotipo Th17), ma non IL-12, sia il principale responsabile in encefalite autoimmune sperimentale (EAE), il modello di malattia roditore per MS. In seguito è stato dimostrato che la riduzione della produzione di IL-17 sono correlati alla prevenzione EAE 2, 6, 17. Inoltre, le cellule Th17 sono stati associati con altre malattie autoimmuni tra cui l'artrite e lupus eritematoso sistemico (SLE) 10, 16. IL-23 p19 deficienti - / - topi hanno mostrato di avere numeri molto bassi di cellule Th17, e sono resistenti allo sviluppo non solo EAE, ma anche artrite indotta da collagene, un modello per l'artrite reumatoide 10, 18. Inoltre, i topi trattati con anticorpi neutralizzanti IL-17A poppaer l'insorgenza di artrite collagene-indotta sono stati anche trovati ad avere la risoluzione del danno articolare 18. Va notato che il ruolo delle cellule Th17 nella progressione della malattia autoimmune rimane ad essere caratterizzato come recenti ricerche hanno anche dimostrato un ruolo protettivo delle cellule Th17 nel diabete di tipo 1 9, 11 e infiammazione intestinale 14. Questi studi confermano l'importanza di Th17 differenziazione in autoimmunità.
In vitro la differenziazione Th17 è un metodo necessario nella ricerca sulle cellule T, perché ci sono almeno due domande imbarazzanti che richiedono ulteriori indagini: 1) Come funziona esattamente IL-6 regolano l'equilibrio tra Treg e Th17 differenziazione, e 2) quali sono i meccanismi esatti dietro IL-17 indotta da malattie infiammatorie? Il nostro metodo impiega cellule CD4 + CD25-T dalle milze e linfonodi del topo C57BL / 6. È importante notare che, sebbene sia possibile indurre differenziazione Th17 utilizzando un impurola popolazione, l'acquisizione di almeno un puro CD4 + 80% popolazione di cellule CD25-T nega qualsiasi preoccupazione di contaminazione e garantisce risultati più efficaci differenziazione Th17. Al fine di conseguire un'adeguata differenziazione Th17, cellule CD4 + CD25-T vengono incubati in presenza di anti-CD3 e anti-CD28, che forniscono segnali di attivazione, 1 e 2, rispettivamente, e IL-6 e TGF-β. Sebbene sia stato riportato che IL-23 da sola può essere usato per raggiungere la differenziazione Th17, successivamente è stato dimostrato che l'IL-23 è necessario per la stabilità della popolazione di cellule Th17, ma IL-6 e TGF-β sono essenziali per Th17 differenziazione 3, 18, 19. Studi murini hanno dimostrato che il recettore di IL-23 è espresso sulle cellule T CD4 + solo dopo che sono state stimolate con IL-6 e TGF-β 13, 18. Inoltre, le cellule Th17 svilupperanno correttamente in presenza di anticorpi IL-23-bloccante finché IL-6 e TGF-β sono presenti 18, 19. Come tale, questa differenziazione Th17 protocollo provIDES le condizioni appropriate per indurre successo Th17 differenziazione. Sviluppo di una migliore comprensione dei meccanismi alla base Th17 differenziazione e IL-17 presenta l'opportunità per lo sviluppo di migliori terapie volte a disturbi autoimmuni 13.
Tutte uso animale è stato condotto in conformità con i protocolli approvati dal Comitato Istituzionale cura degli animali ed uso.
1. Preparazione di miscele e media
2. Le cellule saranno piastrate in Triplicate sotto le seguenti condizioni di
3. Plate-bound anti-CD3 (10 mg / ml)
Si raccomanda che la preparazione di piastra piastre con associazione anti-CD3 viene fatto almeno 4 ore prima dell'ora cellule saranno aggiunti alle piastre.
4. Topo Dissection
Nota: Si consiglia di iniziare con linfonodi e finire con la milza, come il sangue renderà difficile vedere i linfonodi rimanenti nel buffer autoMACS.
Nota: Una volta che la sospensione singola cella è raggiunto, la soluzione deve apparire come una soluzione coerente pallido senza visibLe parti di tessuto solido. Se rimangono solidi, ri-aspirare e dispensare attraverso un nuovo pezzo piegato di nylon collocato in un nuovo tubo da centrifuga da 15 ml.
5. Separazione cellulare
6. Th17 Differenziazione
7. L'attivazione delle cellule (necessario solo per la colorazione intracellulare)
8. Colorazione intracellulare
9. Analisi citofluorimetrica
* Totale conta delle cellule assoluti sono stati ottenuti dopo la messa in comune delle triplicati campione
** Numero assoluto di + IL-17A + CD4 + CD25 è stato determinato moltiplicando il numero totale di cellule per la percentuale cancello vivo e la percentuale di cellule totali recanti i marcatori specifici lignaggio, CD4, CD25, e IL-17A, come determinata mediante citometria di flusso.
10. qPCR ed ELISA
Questo protocollo differenziazione Th17 inizia con la rimozione della milza e ascellare, brachiale, mesenterica, cervicale, e linfonodi inguinali. Una rappresentazione delle posizioni di ciascun possono essere trovate nelle figure 2 e 3. Figure 1 e 5 entrambi forniscono una rappresentazione visiva dei metodi descritti in questo protocollo.
Questo protocollo Th17 concentra sulla differenziazione dalla popolazione linfocitaria CD4 + CD25-T. È importante notare come efficientemente la separazione cellulare autoMACS Pro arricchisce la nostra CD4 + CD25-desiderata popolazione dalla linfonodo totale pooled e milza (Figura 4). L', nodo non frazionata pooled linfa e splenociti, e le frazioni autoMACS-separate sono state colorate con anticorpi antiCD25 antiCD4 e successiva analisi citofluorimetrica (Figura 4). Figura 4A mostra un profilo rappresentativo della percentuale di CD4 + CD25 +e CD4 + CD25-linfociti presenti nei non frazionata, linfonodi e milza pool di citometria a flusso. La procedura di isolamento fornisce anche una popolazione CD4 + CD25 + Treg arricchito da C57BL / 6 topi che può essere utilizzato in ulteriori esperimenti (Figura 4B). Figura 4C mostra il nostro arricchimento cella desiderata con una popolazione che è 84% di cellule CD4 + CD25-T, con la stragrande maggioranza dei CD4 + CD25 + Tregs rimosso. Siamo costantemente abbiamo una piccola popolazione di cellule non linfoidi che è presente nel CD4 + CD25-arricchito, ma non non interferire con il processo di differenziazione (Figura 4C). La nostra popolazione di cellule CD4 + CD25-T arricchita aiuta ad assicurare una differenziazione Th17 più successo.
La figura 5 mostra uno schema di una procedura differenziazione Th17. Il nostro arricchito CD4 + CD25-popolazione sia incubato in Th17 condizioni differenzianti (anti-CD3, anti-CD28, IL-6 e TGF-β) o di controllo (anti-CD3, anti-CD28). Si può vedere in figura 6 che mentre incubazione di CD4 + CD25-linfociti T con anti-CD3, anti-CD28 durante 5 giorni apportati CD25 + T linfociti, incubazione in Th17 condizioni di induzione prodotto un sottoinsieme di IL17 produzione CD4 + CD25 + linfociti. Si prega di fare riferimento alla Tabella 1 per esempi di CD4 + CD25 + IL-17A + assoluti dei rendimenti numero di cellulare dopo 5 giorni di incubazione in condizioni iTh17.
Th17 stato di differenziazione può essere ulteriormente valutata mediante PCR quantitativa e ELISA. Figura 7 presenta i dati da arricchite linfociti CD4 + CD25-T incubate sotto controllo o condizioni Th17 inducono. CD4 + CD25-linfociti T incubate in condizioni Th17 up-regolare IL17A, che può essere accertata attraverso qPCR (Figura 7A) e ELISA (Figura 7B). Il fattore di trascrizione specifico Th17 RORγT è anche sovraregolati dalle cellule CD4 + CD25-T incubate in condizioni Th17-inducono, e può essere accertato through qPCR (Figura 7A).

Figura 1. Th17 Differenziazione schematico. 1. Pozzetti mano di fondo a U 96 pozzetti con anti-CD3 (10 mcg / ml) diluito in PBS. 2. Luogo piastra in incubatrice per 4 ore a 37 ° C. Mentre la piastra è in incubazione, sezionare linfonodi (LN) e milza di topo. Macinare organi e filtrare per ottenere una sospensione di cellule singole. Isolare le cellule CD4 + CD25-T utilizzando il kit di isolamento delle cellule CD4 + CD25 + T di regolamentazione e Miltenyi autoMACS Pro separatore. CD25-CD4 + devono essere diluite a 1 x 10 6 cellule / ml. 3. Dopo 4 ore di incubazione della piastra a 96 pozzetti è completa, lavare i pozzetti con PBS (200 pl / pozzetto) 3x. 4. Aggiungere 100 microlitri CD4 + cellule CD25-T al piatto-bound (PB) pozzetti rivestiti anti-CD3. 5. Aggiungere 100 microlitri anti-CD28 o 100 microlitri iTh17 cocktail (antiCD28, TGF-β, e IL-6). 6. Incubare la piastra per 3 o 5 giorni a 37 ° C. Dopo l'incubazione valutare differenziazione mediante colorazione intracellulare, qPCR, e / o ELISA.

Figura 2. LN Dissection Guide. A) 1 brachiale nodo linfatico possono essere trovate nel tessuto connettivo situato vicino ciascuna ascella (ascella) del mouse. B) linfonodo ascellare 1 possono essere trovate in ciascuna ascella, dietro i muscoli pettorali. C) linfonodi mesenterici si trovano in il tessuto connettivo degli intestini. Essi assomigliano un filo di perle. D) 4 superficiali linfonodi cervicali si trovano nel collo del mouse. E) 2 linfonodi inguinali (1 per lato) possono essere localizzati nella regione dell'anca nella posizione in cui 3 vasi sanguigni incontrano .
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Figura 3. Spleen guida dissezione. Milza di topo si trovano sul lato sinistro del corpo dietro lo stomaco e l'intestino. Basta rimuovere tirando e separando con le pinze.

Figura 4. Frazioni cellulari da LN pool e cellule della milza prima e dopo le cellule autoMACS Pro separazione. A) LN e milza erano macchiati, ex vivo, per stabilire popolazioni di cellule basali prima separazione. A seguito di separazione, CD4 + CD25 + (B) e CD4 + CD25-(C) frazioni sono state colorate per valutare la purezza di CD4 + CD25 + e popolazioni di linfociti CD4 + CD25-T, rispettivamente. Tutti i campioni sono stati colorati con CD4 + e CD25 + anticorpi e analizzate mediante citometria a flusso.


Figura 6. Differenziazione Th17 valutata mediante citometria a flusso. CD4 + CD25-linfociti T sono state incubate in presenza di piastra con associazione anti-CD3, anti-CD28, IL-6 e TGF-β (iTh17) o piastra-bound anti-CD3 e anti-CD28 sola (controllo) per 5 giorni. Le cellule sono state poi attivate con PMA e ionomicina per 4 ore a 37 ° C. Dopo l'attivazione, le cellule sono state colorate con anticorpi anti-CD4, anti-CD8, anti-CD25, e gli anticorpi anti-IL-17A per analisi citofluorimetrica per valutare Th17 differenziazione. iTh17 = Th17 inducendo condizioni.

Figura 7. Differenziazione Th17 valutati da qPCR ed ELISA. Linfociti da C57BL / 6 topi sono stati ordinati e cellule CD4 + CD25-T sono state incubate in presenza di piastra con associazione anti-CD3 (10 mcg / ml), anti-CD28 (1,5 mcg / ml ), IL-6 (20 ng / ml), e TGF-β (5 ng / ml) o piastra-bound anti-CD3 e anti-CD28 sola (controllo) per 5 giorni. A) Le cellule sono state poi raccolte per valutare RORγT e di espressione il messaggio di IL-17A tramite qPCR. B) surnatanti sono stati raccolti per valutare l'espressione della proteina IL-17A da ELISA.
Nessun informativa di dichiarare.
Con le funzioni effettrici distinto da altri sottoinsiemi di cellule T, le cellule Th17 sono stati implicati nel centro di autoimmunità infiammatoria. Questo protocollo vitro la differenziazione in Th17 fornisce un mezzo per determinare se naïve linfociti T CD4 + in grado di differenziarsi in cellule Th17, e di esaminare ulteriormente il loro ruolo nella autoimmunità e risposta dell'ospite.
Questo lavoro è supportato in parte dal NIH / NCATS Science Awards clinica e traslazionale alla University of Florida TL1 TR000066 e UL1 TR000064, un supplemento diversità dal padre di Grant R01AI056152 dal National Institute of Health, una borsa di reagente BD Biosciences, e l'Università della Florida.
| Reagent/Material | |||
| Sterile Polyestrene Petri Dish | Fisher Scientific | 0875713A | 60 mm x 15 mm |
| autoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| Premium Microscope Slides, Frosted | Fisher Scientific | 12-544-3 | 3" x 1"1 mm |
| 5 ml 21G1 Senza lattice Siringa e ago | BD Biosciences | 309632 | |
| Corning Provette da centrifuga da 15 ml | Sigma-Aldrich | CLS430791 | |
| Nylon 40 micron | Miami Aquaculture | Nylon 40/26 | |
| Microtest Piastra per coltura tissutale a 96 pozzetti Fondo a U | BD Biosciences | 35-3077 | |
| Corning Costar Piastre per colture cellulari a 24 pozzetti | Sigma-Aldrich | CL3524 | |
| Eppendorf Provette 1,5 ml | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Criceto NA/LE purificato Anti-Topo CD3e | BD Biosciences | 553057 | |
| Criceto NA/LE purificato Anti-Topo CD28 | BD Biosciences | 553294 | |
| Proteina ricombinante IL-6 di topo | eBioscience | 14-8061-62 | |
| TGFbeta | R& D Systems | 240-B-002 | |
| Soluzione di blu di tripano 0,4 % | Sigma-Aldrich | 66H2364 | |
| Pac Blue Rat Anti-Mouse CD4 | BD Biosciences | 558107 | |
| APC Rat Anti-Mouse CD8a | BD Biosciences | 553035 | |
| PE Coniugato Anti-mouse CD25 | eBioscience | E01155-516 | |
| Alexa Fluor 700 Rat Anti-mouse IL-17 | BD Biosciences | 560820 | |
| Kit introduttivo per la colorazione delle citochine-Topo | BD Biosciences | 51-2041AK (559311) | |
| MACS CD4+CD25+ Kit di isolamento delle cellule T regolatorie, topo | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| ABAM | Cellgro | 30-004-CI | |
| RPMI | Corning, Cellgro | 10-040-CM | |
| B 2-Mercapt– thanol | MP Biomedical | 194834 | Pericoloso |
| Phorbol 12-Myristate 13-Acetato (PMA) | |||
| Ionomicina Sale di calcio | Sigma-Aldrich | 13909-1ML | Pericoloso |
| Brefeldin A (BFA) | MP Biomedicals | 159027 | |
| ELISA IL-17A Cattura mAb | BD Biosciences | 555068 | |
| ELISA IL-17A Rilevamento mAb | BD Biosciences | 555067 | |
| ELISA IL-17A Standard | eBioscience | 14-8171-80 | |
| IL-2 ELISA Kit | BD Biosciences | 555148 | |
| TMB Set di reagenti per substrati | BD Biosciences 555214 | ||
| Equipment | |||
| autoMACS Pro Cell Separator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| Centrifuga Sorvall Legend RT+ | ThermoScientific | ||
| Incubatore a CO2 serie Napco 8000 WJ | Termociclatore ThermoScientific | ||
| PTC-200 Peltier | Biorad | ||