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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Monocito-derivate DC (MoDC) può percepire la minor quantità di molecole associate al pericolo e sono pertanto facilmente innescato. Forniamo un protocollo dettagliato per l'isolamento di MoDC da sangue e tumori e la loro attivazione con complessi immuni evidenziando le principali precauzioni che dovrebbero essere considerate al fine di evitare loro attivazione prematura.
Le cellule dendritiche (DC) sono popolazioni eterogenee delle cellule che differiscono nella loro membrana cellulare marcatori, modelli di migrazione e distribuzione e nella loro presentazione dell'antigene e la capacità di attivazione delle cellule T. Poiché la maggior parte delle vaccinazioni di modelli sperimentali di tumore richiedono milioni di DC, sono ampiamente isolate dal midollo osseo o milza. Tuttavia, questi DC differiscono significativamente da sangue e tumore DC nelle loro risposte di immunocomplessi (IC) e presumibilmente di altri recettori lectinici Syk-accoppiato. D'importanza, data la sensibilità della DC a molecole associate al pericolo, la presenza di endotossine o anticorpi che passi crosslink recettori di attivazione in una dell'isolamento potrebbe provocare l'innesco della DC e incidere, di conseguenza i parametri, o almeno il dosaggio, richiesto per attivarli. Di conseguenza, qui descriviamo un protocollo dettagliato per isolare MoDC da sangue e tumori, evitando loro attivazione prematura. Inoltre, è fornito un protocollo per l'attivazione di MoDC con tumore IC e loro analisi successive.
Fin dalla loro scoperta, le cellule dendritiche (DC) sono stati un fuoco di approfondite ricerche a causa della loro capacità unica di inclinare di differenziazione delle cellule T1. Nel corso degli ultimi decenni, uno sforzo di ricerca ha cercato di definire i vari sottoinsiemi di DC e la loro funzione durante la progressione del tumore e immunità 2. DCs sono composte da popolazioni eterogenee delle cellule che differiscono gli uni dagli altri in loro recettori di riconoscimento di pattern, distribuzione tissutale, e migratori e antigene presentazione funzionalità3,4,5. Rispetto alla altre sottopopolazioni di DC, DC monocito-derivate (MoDC) sono molto più abbondanti nei tumori e può essere facilmente generato da circolanti o tumore-infiltrazione monociti6,7. Pertanto, molti studi clinici che cercano di trarre vantaggio della loro prevalenza relativa si basano sulla manipolazione in vivo ed ex vivo di MoDC autologo per provocare l'immunità delle cellule T 8,9.
Allo stesso modo, DC-based vaccinazione dei modelli sperimentali del tumore richiede 2-3 iniezioni seriale, 5-7 giorni di distanza, di 1-2 x 106 DC attivate ha pulsato con gli antigeni tumorali. Quindi, per ottenere questo grande numero di DC, maggior parte degli studi del mouse sono usati principalmente MoDC coltivate dai precursori del midollo osseo (BM) in GM-CSF per 7-9 giorni (IL-4 non è necessaria nella cornice del mouse)10,11. Tuttavia, dato che knockout di GM-CSF topi hanno nel complesso normale DC vano 12,13e dato le popolazioni miste ottenute da quella cultura,14 la rilevanza fisiologica di questi DC è stata messa in discussione.
In alternativa, la DC può essere ordinariamente isolato da cellule della milza. Tuttavia, la DC comprendono solo circa 0.3-0.8% delle cellule di totale della milza (con conseguente circa 7 x 105 DC/milza) e di queste cellule, solo CD103+ DC e MoDC possono migrare indietro in organi linfoidi. Poiché MoDC contengono circa 10-15% splenica DC popolazioni15,16, maggior parte dei protocolli di isolamento resa di circa 1 x 105 MoDC per milza. Espansione di MoDC può essere realizzato iniettando cellule trasfettate B16 che secernono GM-CSF, con un aumento di 100 volte in splenica MoDC17. Tuttavia, l'uso di MoDC per lo sviluppo di vaccini DC è limitato dal momento che questa procedura non può essere fatto in esseri umani ed l'ottenuti MoDC sono già altamente attivato.
Oltre a ottenere un numero adeguato di DC, un'altra sfida per lo sviluppo di vaccini DC efficaci contro le cellule tumorali autologhe comporta la mancanza di sufficienti segnali di pericolo nella regolazione del tumore per attivare completamente la DC. Induzione di segnali co-stimolatori avviene solitamente attraverso l'attivazione di recettori di riconoscimento di pattern (PRR), o lectine di tipo c segnalazione vie18,19,20,21. Un ulteriore approccio per l'attivazione di DC sfrutta la loro capacità di assumere gli antigeni attraverso l'interazione con recettori di superficie fcy (FcγR). Infatti, una serie di importanti manoscritti hanno indicato che l'iniezione di MoDC dai precursori BM attivato con tumore-IgG IC può prevenire la crescita tumorale nelle impostazioni di profilattiche e può portare all'eliminazione di tumori stabiliti22,23 .
In due recenti articoli, Carmi et al ha scoperto che a differenza di BMDC e milza DC, MoDC dal sangue e tumori non può rispondere a IgG IC senza ulteriori stimoli. Questo è stato trovato per essere dovuto la presenza di alti livelli intracellulari di fosfatasi tirosina che regolano FcγR24,25di segnalazione. Definendo un punto di controllo critico in DC, questo lavoro fornito uno spaccato importante i requisiti per la vaccinazione di successo basato su DC. L'esigenza di ulteriori stimoli attivare FcγR segnalazione e presumibilmente segnalazione da altri recettori lectinici utilizzando una cascata di fosforilazione simile, così sottolinea l'esigenza di evitare l'innesco della DC durante il loro isolamento.
Pertanto, il presente protocollo descrive l'isolamento di MoDC da sangue e tumori, che differiscono notevolmente da BM e milza DC, ed evidenzia le precauzioni da prendere in considerazione durante il processo.
I seguenti protocolli si riferiscono all'isolamento del mouse MoDC, ancora sui principi generali possono applicare ad altre celle di sottoinsiemi DC, pure. 12 - i topi C57Bl/6j 16-settimana-vecchio sono stati mantenuti in un'associazione americana per l'accreditamento di laboratorio Animal Care – accreditato animale impianto. Tutti i protocolli sono stati approvati dalla Stanford University e Tel-Aviv University istituzionale Animal Care e Comitato di uso.
1. isolamento del tumore associato monocito-derivate DC
2. isolamento di DC monocito-derivate da sangue periferico
Nota: Poiché MoDC maturo sono relativamente rari nel sangue del topo, il protocollo qui sotto si riferisce alla loro derivazione in vitro da monociti ordinati.
3. preparazione dei complessi immuni tumore-IgG
4. attivazione di MoDC con IC tumore-IgG
Inizialmente abbiamo confrontato la capacità degli anticorpi da topi syngeneic e trapianto allogeneic ingenuo di legarsi alle cellule del tumore. A tal fine, B16F10 e LMP linee cellulari del tumore erano fissate in paraformaldeide e lavate estensivamente. B16F10 è una linea cellulare di melanoma, che è stato originariamente isolato da metastasi del polmone in topi C57Bl/6. LMP è una cellula di tumore pancreatico che è stata isolata da KrasG12D / +, LSL-Trp53R172H / + e Pdx-1-Cre topi e cresce costantemente in topi 129F1. Per ottenere IC, le cellule del tumore sono state incubate per 20 min su ghiaccio con 2 μg di IgG syngeneic o allogenico a 1 x 105 cellule del tumore. IgG e gli anticorpi di IgM sono stati isolati dalla circolazione di ingenuo 20-24-settimana-vecchi topi su proteina A, seguita da cromatografia di esclusione dimensionale come descritto24. Le cellule erano quindi lavate e macchiate con anticorpo secondario coniugato PE ratto anti-topo IgG e l'intensità di fluorescenza media è stato analizzato in un citometro a flusso. Come indicato in Figura 1A, gli anticorpi di IgG da trapianto allogeneic topi C57Bl/6 associato LMP tumore cellule ex vivo molto più efficacemente di anticorpi da topi syngeneic 129S1. Allo stesso modo, la macchiatura di B16F10 fisso con 129S1 allogeneic IgG era più di dieci volte superiore, rispetto alla colorazione con IgG syngeneic dai topi C57Bl/6 ingenuo. È interessante notare che, topi che sopportano i tumori B16 non è riuscito a produrre anticorpi con la capacità di legame simile a quella dei topi allogenici, anche durante la progressione del tumore (Figura 1B).
Abbiamo poi cercato di confrontare la risposta di IC di MoDC dal sangue e tumori a quella del DC dalla milza e BM. Per isolare MoDC associati al tumore, i tumori B16F10 enzimaticamente fossero dissociati per ottenere sospensioni di cellule singole. Le cellule immuni sono state arricchite usando i branelli magnetici CD45, e MoDC ulteriormente sono state ordinate come SSClo/FSClo/CD11c+/MHCII+/Ly6Clo di FACS (Figura 2A). È interessante nota che il tumore diverso DC può avere differenti marcatori che li definiscono. Per isolare MoDC dal sangue, i monociti sono stati arricchiti da biglie magnetiche CD11b-coniugati e ulteriormente ordinati come SSClo/FSClo/ CD115+/MHCIIneg/lo. Le cellule poi sono state coltivate per 1 giorno in GM-CSF, e le cellule non-aderenti e vagamente aderenti sono state trasferite in una nuova piastra e colta per altri 4-5 giorni ottenere MoDC (Figura 2B). Come punto di riferimento che abbiamo usato BMDC, che serve come il "gold standard" DC per molti saggi funzionali, come pure MoDC splenica, che riflettono un sottoinsieme di DC più fisiologico. BMDC sono stati ottenuti da BM pro-monociti di ordinamento (CD11b+/Ly6CCiao/CD115Ciao/MHCIIneg), seguita dalla loro coltura per 7 giorni con GM-CSF, come descritto24. MoDC splenica sono stati isolati dalla sospensione unicellulare, ottenuta da schiacciare la milza attraverso un colino di cella (pre-incubazione con collagenasi non è necessario per MoDC splenica), seguita da arricchimento con biglie magnetiche CD11b-coniugati. Le cellule poi sono state ordinate come SSClo/B220neg/NKp46neg/CD3neg/Gr1neg/F4/80neg/MHCIICiao/CD11cCiao e coltivate per 1 ora in RPMI completo a 37oC a ripristinare l'attività della linea di base.
Per studiare l'effetto di IgG IC su MoDC attività, abbiamo incubato i sottoinsiemi di DC isolati durante la notte con le cellule del tumore fisso o con le cellule del tumore fisso prerivestite con trapianto allogeneic IgG. Attivazione di BMDC o splenica DC con IC è provocato da aumentata espressione CD86 e MHCII, a differenza di MoDC o MoDC associati al tumore (Figura 3A). La capacità di assorbimento CFSE-macchiato del tumore-proteine derivate, con o senza trapianto allogeneic IgG, è stato anche confrontata. Come osservato al microscopio confocale, DC splenica ha mostrato superiore capacità di interiorizzare le proteine derivate da tumore (Figura 3B).
Presi insieme, questi risultati indicano che il tumore DC e MoDC rispondere diversamente che splenica DC e BMDC all'attivazione con alloIgG-IC. Pertanto, strategie di vaccinazione che desiderano attivare tumore che DC non può basarsi esclusivamente sul pattern di attivazione di BMDC.

Figura 1: Allogeneic topi hanno anticorpi di IgG del tumore-associazione naturale in loro circolazione: R. significa che l'intensità di fluorescenza (MFI) delle cellule del tumore LMP macchiate con gli anticorpi di IgG isolati dal sangue di syngeneic (129S1) e topi di ingenuo allogenici (C57Bl/6). B. dire l'intensità di fluorescenza (MFI) delle cellule del tumore B16F10 incubate con anticorpi IgG isolati dalla circolazione dei topi syngeneic del tumore-cuscinetto (C57Bl/6), o topi ingenuo allogeniche (129S1). Questa figura è stata modificata da dati estesi 2A e 2B Carmi Y et al. Natura 7550:99 521-104, 201524.

Figura 2: l'ordinamento schema del mouse MoDC da sangue e tumori B16. A. isolamento e schema di ordinamento di MoDC coltivate dai monociti del mouse. Immagine DIC di microscopia confocal di monociti infiammatori e pattugliamento dopo 4 giorni nella cultura (x400). B. isolamento e schema di ordinamento di MoDC tumore-collegati da tumori B16. Immagine DIC rappresentante microscopia confocal di MoDC isolato dai tumori B16 dopo una notte cultura (x400). Questa figura è stata modificata da complementare figura 1 Carmi Y insight JCI et al. 1:18:e89020, 201625. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: MoDC dalla milza e BM visualizzare diversi pattern di attivazione che tumore e sangue MoDC dopo incubazione con IC. R. l'analisi cytometric di flusso dell'espressione MHCII e CD86 da DC incubate durante la notte con tumore-IgG IC. B. confocale immunohistochemistry di assorbimento di tumore (verde) e l'espressione di MHCII (rosso) da DC incubate durante la notte con CFSE-labeled tumore IC. Questa figura è stata modificata da figure 3A e 3DCarmi Y et al. Akt e SHP-1 sono posti di blocco DC-intrinseco per l'immunità del tumore. Insight JCI 1:18:e89020, 201625. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tutti gli autori dichiarano non hanno alcun conflitto di interessi e che non hanno nulla da rivelare.
Monocito-derivate DC (MoDC) può percepire la minor quantità di molecole associate al pericolo e sono pertanto facilmente innescato. Forniamo un protocollo dettagliato per l'isolamento di MoDC da sangue e tumori e la loro attivazione con complessi immuni evidenziando le principali precauzioni che dovrebbero essere considerate al fine di evitare loro attivazione prematura.
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| APC-CD11b | Biolegend | 101211 | |
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| AF48- CD86 | Biolegend | 105017 | |
| APC/Cy7-Ly-C6 | Biolegend | 108423 | |
| PE/Cy7-CD15 | Biolegend | 135523 |