ナイーブCD4+ T細胞は、活性化時の環境に応じて、さまざまなサブセットに分極します。 ナイーブCD4+ T細胞の種々のエフェクターサブセットへの分化は、T細胞受容体刺激および特異的サイトカインシグナルの添加により、in vitroで達成することができる。
方法論記事
ナイーブCD4+ T細胞は、活性化時の環境に応じて、さまざまなサブセットに分極します。 ナイーブCD4+ T細胞の種々のエフェクターサブセットへの分化は、T細胞受容体刺激および特異的サイトカインシグナルの添加により、in vitroで達成することができる。
抗原未経験(ナイーブ)CD4+ T細胞は、MHCクラスIIで提示された同族抗原のT細胞受容体(TCR)認識時に、エフェクターサブセットへの増殖と分化を受けます。 TCR活性化時に環境中に存在するサイトカインシグナルは、ナイーブCD4+ T細胞のエフェクター運命を決定する主要な因子です。 ナイーブT細胞の活性化中のサイトカイン環境は複雑で、in vivoでは冗長なシグナルと対立するシグナルの両方を含む可能性がありますが、in vitroでのナイーブCD4+ T細胞の活性化中にさまざまなサイトカインの組み合わせを追加することで、特徴的なサイトカインおよび転写因子の発現を持つエフェクターTヘルパー系統の確立を容易に促進できます。 このような分化実験は、特定のCD4+ Tヘルパーサブセットの発達を促進または阻害すると考えられる標的を評価するための最初のステップとして一般的に使用されます。 分化過程におけるシグナル伝達アゴニスト、アンタゴニスト、または他のサイトカインなどのメディエーターの添加は、T細胞の分化に対する特定の標的の影響を研究するためにも使用できます。 ここでは、マウスからナイーブT細胞を単離するための基本的なプロトコールと、ナイーブ細胞をin vitroでさまざまなTヘルパーエフェクター系統に分極するために必要なステップについて説明します。
CD4 + Tヘルパー(Th)細胞の明確な系統またはサブセットの概念は、20 世紀1の後半から出回っている。細胞増殖と細胞のThエフェクターへの最終的な分化のいくつかのラウンドで共刺激シグナルの結果の存在下で同族抗原の認識。このプロセスの間に生成されたTh細胞のタイプは、活性化2中に存在するサイトカイン環境に依存する。最初に、ナイーブTh細胞は、T細胞受容体(TCR)活性化、共刺激CD28のライゲーション、およびサイトカインシグナル伝達以下、2つの異なる系統に分極すると考えられていた。 1型ヘルパー細胞(Th1が)IFNγサイトカインのそのエフェクター生産ならびに分化プロセス3,4の間にIL-12シグナル伝達に対するそれらの要件によって特徴付けられる。最終的には、分化したTh1細胞は、ほとんど区別bとを特徴とする遺伝的プロファイルを有することが発見されたYのTh1遺伝的プログラム5のマスターレギュレーターと考えられているTボックスファミリー転写因子の発現、Tbx21(T-BET)、。さらに、IL-12と同様にIFNγは、T-bet発現6,7を促進することができます。免疫応答を、Th1細胞は、細胞内病原体、ならびに自己免疫性炎症の強力なプロモーターに対する宿主防御のために重要である。対照的に、2型ヘルパー細胞(Th2の)は、それらの開発のためのIL-4およびIL-4、IL-5を含むそれらのエフェクターサイトカイン、およびIL-13を必要とし、B細胞応答を駆動するために重要であり、アレルギー8において病原性であり、 9。 Th1細胞と同様に、Th2細胞は、自分のマスター転写調節因子を発現することが見出された、GATA-3 10,11と称される。興味深いことに、偏サイトカインの存在と特定のTh系統の世代は、特定のThサブセットが、免疫再中に優勢になることを示唆している、他人2,12の発展に拮抗的であるsponse。
Th1とTh2の系統の同定以来、最近(、さらなる作業は濾胞ヘルパー(TFH)、IL-9産生(TH9)を含むヘルパーT細胞のさらに多くのユニークなサブセットを、実証した、およびIL-22を産生する(TH22) 13で)検討。 in vitroでの分化実験のために、このプロトコルは2つだけ追加のThサブセットに焦点を当て、調節性T細胞(Treg細胞)およびIL-17産生CD4 + T細胞(Th17細胞)と呼ばれる。 CD25 +制御性T細胞は胸腺で自然に(nTreg)が発生することがあります。ナイーブTh細胞はまた、(14,15に総説)周辺の規制になるために(iTreg)を誘導することができる。 Tregの両方のタイプの特性転写因子を発現し、可溶性抗炎症性メディエーター産生、IL-2の消費、および細胞接触依存性の機構14,15を含み、それらのエフェクター抑制メカニズムにとって重要であるフォークヘッドボックスP3(Foxp3の)は、と呼ばれる。 Foxpの欠如深刻な、多臓器自己免疫疾患の3式の結果は、炎症を解決し、自己抗原16に末梢寛容の調節におけるこのThのサブセットの重要な役割を実証し、免疫調節異常、内分泌腺、腸、X連鎖症候群(IPEX)と呼ばれる。アップレギュレートするのFoxp3およびIL-2による刺激のTregプログラムにコミットなり14,15 TGF-βin vitroでのナイーブCD4 + Tヘルパー細胞。 (17,18に総説)はサイトカイン産生を検討する場合は特に、CD4 + T細胞系統のかなりの可塑性の中等度があってもよい。しかし、in vitroでの分化プロトコルの目的のために、我々は、ユニークな系統として各サブセットを議論する。
最近、IL-17のサイトカインを産生するTh17細胞のサブセットは、自己免疫炎症19-21の間、特に病原性の炎症促進性機能を有するユニークな系統として同定された。 Th17細胞は、固有の転写因子を発現し、Th17の遺伝的プログラム22を調整レチノイド関連オーファン受容体γトン(のRORγt)と呼ばれる。 TGFβは、RORγtの誘導を介してのTh17系統の世代のために重要である。しかしながら、TGFβシグナル伝達の効果のみ(12日)、IL-6と相乗際のTh17コミットメントを誘導すると考えられている。さらなる研究は、他の正IL-1βを含む、Th17細胞のコミットメントを調節することができる信号が増加ナトリウム、およびTLR種々の23-26をシグナリングすることを示した。他の報告では、 インビボで病原性Th17細胞が実際TGFβシグナル伝達をバイパスするものであり、その代わりに、それらの分化27 IL-1、IL-6、およびIL-23の組み合わせに依存することを示唆している。したがって、Th17細胞は、シグナル伝達経路の様々な由来してもよい。 Th17の系譜コミットメントのためにこのプロトコルの目的のために、一般的に使用される(TGFβおよびIL-6)経路表示されます。
すべてのエフェクター系統のために以下に記載される分化プロトコルは、実験の全過程を通じて、TCRおよびCD28のための刺激として固定した抗体に依存しています。しかし、他の2日間29抗原提示細胞28またはハムスター抗体と架橋抗CD3および抗CD28抗体によるTCR活性化は、様々なThのサブセットの生成を誘導する非常に有効な手段であること。実証されているここに提示されたプロトコルは、Th17細胞31を二次リンパ器官30から、マウスCD4 + T細胞を単離および生成するための以前に報告された方法を上に構築する。一つの大きな違いは、このプロトコルは、リンパ組織からのナイーブCD4 + T細胞を分離するセルソーターの使用に依存することである。しかし、多くの企業が要件fのをバイパスすることができる可能性が、ナイーブCD4 + T細胞を濃縮することができ迅速な分離キットを提供または実験に応じてソート。このプロトコルで提示方法および試薬は、私たちが日常的に最も効果的に使用すると何を見つけるです。しかし、別の試薬および方法論は、以下に提示手順の多くのために存在し、それが彼らの目的のために最適に動作されるか決定するために、個々の研究室次第であることに留意してください。
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全ての実験手順は医学と科学のロザリンド·フランクリン大学環境健康と安全のオフィスによって承認されたプロトコルを使用して実行されます。このプロトコルに使用される(NCIから購入)C57BL / 6マウスは、特定病原体を含まない条件下で飼育し、そしてすべての動物実験は医学ロザリンドフランクリン大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認されたプロトコルを使用して実施した。科学。
楽器、用品、および試薬の調製
マウスからのリンパ節および脾臓の2の分離
3.組織の処理およびCD4 +エンリッチメント
4.ソートナイーブCD4 + T細胞
5. インビトロ分化を設定する
分化の6.分析
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分化の分析のための時点は、試験されるThの条件ならびにT細胞受容体活性化の強さに応じて変えることができる。分化の2~3日後、細胞はT細胞増殖の程度を決定するために、光学顕微鏡によって可視化することができる。細胞の大規模な増殖および凝集を示すウェルは、最も可能性が高いと考え、培養中の4日後にメディアを排出し、外因性IL-2、そのようなTh1とTh2などのほかに頼って4日目分化条件での解析のための準備が整います。サイトカイン産生を最大にするために、消耗したメディアを有するそのようなウェルは、新鮮なRPMIはIL-2を含む、または、計数し、別の日以上の分化を拡張するためにIL-2を含む新鮮なRPMI中ウェルあたり1×10 6個の細胞で再プレーティングして補充することができるこの方法を使用する。
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脾臓はナイーブThの細胞を含んでいるが、リンパ節におけるこの集団の割合がはるかに高い。適切にこのプロトコルでリンパ節を識別して削除に失敗すると、ナイーブ細胞の貧弱な収量になります。これは、より多くの脂肪組織を有する老齢マウスまたは雄マウスでは特に困難である。 図1に示すように、動物の四肢や皮膚の適切な固定及びピニングがアクセス可能な外部のリンパ節の容易可視化を可能にする。リンパ節及び脾臓が処理されると、細胞選別は、高度に精製されたナイーブCD4 + T細胞集団を得るための好ましい方法である。純度は、ナイーブ細胞分化プロセスに影響を及ぼすことTh細胞nTregsまたはエフェクターおよびメモリーを防止することが重要である。ナイーブT細胞の高い収率を得ることの難しさは、典型的には、分離工程中に非効率的な組織収集および処理または細胞の喪失によって引き起こされる。収量メイクSを大きくするにはUREを氷上で冷緩衝液およびインキュベーションを用いて細胞を処理する。さらに、試薬および分離プロトコルの最適化、濃縮および/またはソーティングの間に細胞の損失を防止するために事前に推奨される。プロトコルス...
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著者は、競合する経済的利益を宣言していない。
著者は、このプロトコルの最適化のためにテキサス大学MDアンダーソンがんセンターの大学の医学と科学のロザリンド·フランクリン大学のレイノルズラボのすべてのメンバー、および陳ドンラボに感謝したいと思います。この作品は、国立衛生研究所(K22AI104941)からJMRの助成金によってサポートされていました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 完全なRPMI: | 使用前に37 oCウォーターバスで温めます | ||
| RPMI 1640 Media | Life Technologies | 11875119 | |
| 10% FBS | Life Technologies | 26140-079 | |
| 1000X 2-mercaptoethanol | Life Technologies | 21985023 | |
| 100X Pen/Strep | Life Technologies | 15140122 | |
| 100X L-グルタミン | ライフテクノロジー | 25030081 | |
| 120ミクロンナイロンメッシュ | Amazon | CMN-0120-10YD | 2 cm2正方形とオートクレーブにカット |
| 代替:100ミクロンセルストレーナー | フィッシャー | 08-771-19 | |
| autoMACSランニングバッファ | Miltenyi | 130-091-221 | を切断する代替37 oCウォーターバスで温め |
| autoMACSリンス液 | Miltenyi | 130-091-222 | 37 oCウォーターバスで温めてから、CD4 |
| ビーズ | Miltenyi | 130-049-201 | |
| ACK溶解バッファー | ライフテクノロジー | ズ A10492-01 | |
| サイトカイン: | |||
| ヒト(h) IL-2 | Peprotech | 200-02 | |
| 組換えマウス (rm) IL-4 | Peprotech | 214-14 | |
| rmIL-6 | R &Dシステム | ズ406-ML-025 | |
| rmIL-12 | Peprotech | 210-12 | |
| hTGFb | R&D Systems | 240-B-010 | |
| 抗体: | |||
| 2C11 (抗CD3) | BioXcell | BE0001-1 | |
| 37.51 (抗CD28) | BioXcell | BE0015-1 | |
| 11B11 (抗IL-4) | BioXcell | BE0045 | |
| XMG1.2 (抗IFNg) | BioXcell | BE0055 | |
| 抗CD62L-FITC | BioLegend | 104406 | 1:100 |
| で使用 抗 CD25-PE | BioLegend | 102008 | 1:400 で使用 |
| 抗 CD4-PerCP | BioLegend | 100434 | 1:1000 |
| で使用 抗 CD44-APC | BioLegend | 103012 | 1:500 |
| で使用 ホルボール 12-ミリスチン酸 13 アセテート (PMA) | Sigma-Aldrich | P-8139 | DMSO で 0.1 mg/ml でストックを調製し、アリコートを -20 o で凍結します。C |
| イオノマイシン | Sigma-Aldrich | I-0634 | DMSO中に0.5mg/mlのストックを調製し、-20oCでアリコートを凍結 |
| ブレフェルディンA | eBioscience | 00-4506-51 | 1:1000で使用 |
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