RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ja
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Lisha Wang1, Zhiming Wang1, Junyi Guo2, Huayu Lin1, Shuqiong Wen2, Qiao Liu1, Yiding Li3, Qing Wu1, Leiqiong Gao1, Xiangyu Chen1, Luoyingzi Xie1, Qin Tian1, Jianfang Tang1, Zhirong Li1, Li Hu1, Juan Wang4, Lifan Xu1, Qizhao Huang5, Lilin Ye1
1Institute of Immunology,Third Military Medical University, 2Guanghua School of Stomatology, Guangdong Provincial Key Laboratory of Stomatology, Stomatological Hospital,Sun Yat-Sen University, 3Shigatse Branch, Xinqiao Hospital,Third Military Medical University, 4Department of Emergency Medicine, Southwest Hospital,Third Military Medical University, 5Cancer Center,The General Hospital of Western Theater Command
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
ここでは、マウス腫瘍モデルにおける腫瘍固有および末梢由来腫瘍浸潤リンパ球の特性評価のための腫瘍移植プロトコールを提示する。フローサイトメトリーによるレシピエント由来免疫細胞の流入の特異的追跡は、抗腫瘍免疫応答中のこれらの細胞の表現型および機能的変化のダイナミクスを明らかにする。
T細胞媒介性免疫は腫瘍に対する免疫応答において重要な役割を果たしており、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)は癌細胞の根絶において主導的な役割を果たしている。しかしながら、腫瘍微小環境(TME)内の腫瘍抗原特異的CD8+ T細胞の起源および補充は不明瞭なままである。このプロトコールは、代理ネオ抗原、オボアルブミン(OVA)、およびTCRトランスジェニックOT-Iマウスを安定に発現するB16F10-OVAメラノーマ細胞株を採用し、CD8+ T細胞の90%以上がクラスI主要組織適合性複合体(MHC)分子H2-Kbに結合したOVA由来ペプチドOVA257-264(SIINFEKL)を特異的に認識する。これらの特徴は、腫瘍形成中の抗原特異的T細胞応答の研究を可能にする。
このモデルを腫瘍移植手術と組み合わせることで、ドナー由来の腫瘍組織を腫瘍マッチした同系レシピエントマウスに移植し、移植ドナー組織へのレシピエント由来免疫細胞の流入を正確に追跡し、腫瘍固有の抗原特異的CD8+および末梢起源抗原特異的CD8+ の免疫応答の解析を可能にした。 T セル。これら2つの集団間で動的な遷移が起こることが判明した。全体として、この実験計画は、TME中のCD8+ T細胞の免疫応答を正確に調査するための別のアプローチを提供し、腫瘍免疫学に新たな光を当てるであろう。
CD8+ T細胞媒介性免疫応答は、腫瘍増殖の制御において極めて重要な役割を果たしている。腫瘍形成の間、ナイーブCD8+ T細胞はMHCクラスI制限様式で抗原認識時に活性化され、続いてエフェクター細胞に分化し、腫瘍塊に浸潤する1,2。しかし、腫瘍微小環境(TME)内では、長期にわたる抗原曝露および免疫抑制因子が、浸潤した腫瘍特異的CD8+ T細胞を「枯渇」3として知られる低応答状態に追いやる。疲弊したT細胞(Tex)は、急性ウイルス感染で生成されたエフェクターまたはメモリーT細胞とは、転写的およびエピジェネティックに区別される。これらのTex細胞は、主に、一連の阻害性受容体の持続性および上昇した発現、ならびにエフェクター機能の階層的喪失によって特徴付けられる。さらに、疲弊したCD8+ T細胞の増殖能の障害は、腫瘍特異的T細胞の数を減少させ、その結果、TME内の残留CD8+ T細胞は、腫瘍進行に対して十分な保護免疫をかろうじて提供することができる3。したがって、腫瘍内抗原特異的CD8+ T細胞の維持または強化は、腫瘍抑制に不可欠である。
さらに、免疫チェックポイント遮断(ICB)療法は、T細胞浸潤を増加させることによって腫瘍中のTexを再活性化し、したがって、T細胞数および若返りT細胞機能を若返らせて腫瘍抑制を促進すると考えられている。ICB治療の広範な適用は、がん治療のランドスケープを変え、患者のかなりのサブセットが持続的な応答を経験している4,5,6。それにもかかわらず、大多数の患者およびがんタイプはICBに反応しないか、または一時的にしか反応しない。TMEにおける不十分なT細胞浸潤は、ICB耐性を説明する根底にあるメカニズムの1つであると仮定されている7、8。
いくつかの研究は、患者およびマウスモデルの両方において、腫瘍浸潤性CD8+ T細胞(TIL)の不均一性を実証している9、10、11、12。腫瘍塊中でT細胞因子-1(TCF1)を発現するCD8+ T細胞のサブセットが幹細胞様特性を示すことが確認されており、これはさらに終末的に疲弊したT細胞を生じさせ、ICB療法後の増殖バーストの原因であることが確認されている12、13、14、15、16、17、18、19、20、21,22。しかし、抗原特異的TCF1+CD8+ T細胞のごく一部しかTMEに存在せず、ICB23、24、25、26に応答して分化した子孫の拡張プールを生成することが証明されている。この集団の限られたサイズが、腫瘍の進行を制御するために細胞傷害性Tリンパ球(CTL)の持続性を保証するのに十分であるかどうかは不明のままであり、末梢組織からの補充があるかどうかはさらなる調査を必要とする。さらに、最近の研究は、既存の腫瘍特異的T細胞の再活性化能力が不十分であり、抗プログラム細胞死タンパク質1治療後の新規で以前は存在しなかったクロノタイプの出現を示唆している。これは、チェックポイント遮断に対するT細胞応答が、T細胞クローン27の別個のレパートリーの新たな流入によるものかもしれないことを示す。TMEにおける傍観者の非腫瘍反応性細胞傷害性T細胞画分の存在とともに、これらの知見は、末梢由来CD8+ T細胞の役割を研究するための腫瘍同種移植片モデルの確立を促した11。
これまで、数種類の腫瘍移植、ならびに免疫細胞養子移入が、腫瘍免疫学28の分野において広く用いられてきた。他の組織に由来するTIL、末梢血単核球、および腫瘍反応性免疫細胞は、これらの方法を用いて十分に特徴付けることができる。しかし、全身抗腫瘍免疫と局所抗腫瘍免疫との相互作用を研究する場合、これらのモデルは、末梢に由来する免疫細胞とTMEとの間の相互作用を調べるには不十分であると思われる。ここでは、ドナーから腫瘍マッチレシピエントマウスに腫瘍組織を移植し、レシピエント由来免疫細胞の流入を正確にトレースし、TME中のドナー由来細胞を同時に観察した。
この研究では、代理ネオ抗原オボアルブミンを安定に発現するB16F10-OVAメラノーマ細胞株を用いて、メラノーマのマウス同系モデルを確立した。TCRトランスジェニックOT-Iマウスは、CD8+ T細胞の90%以上がクラスI MHC分子H2-Kbに結合したOVA由来ペプチドOVA257-264(SIINFEKL)を特異的に認識し、B16F10-OVA腫瘍モデルで開発された抗原特異的T細胞応答の研究を可能にする。このモデルを腫瘍移植と組み合わせると、腫瘍固有の抗原特異的CD8+ T細胞と末梢起源の抗原特異的CD8+ T細胞の免疫応答を比較し、これら2つの集団間の動的移行を明らかにした。全体として、この実験計画は、TME中のCD8+ T細胞の免疫応答を正確に調査するための別のアプローチを提供し、TMEにおける腫瘍特異的T細胞免疫応答のダイナミクスに新しい光を当てる。
すべてのマウス実験は、第三軍事医科大学の施設動物ケアおよび使用委員会のガイドラインに準拠して実施された。体重18~22gの6~8週齢のC57BL/6マウスおよび素朴なOT-Iトランスジェニックマウスを使用する。無作為化や「盲検化」を行わずに男性と女性の両方を使用してください。
培地および試薬の調製
B16F10-OVA細胞懸濁液の調製
注:細胞培養は、厳格な無菌条件下でバイオセーフティフード内で行う必要があります。
3. マウスの鼠径部へのB16F10-OVA細胞の異所性腫瘍移植
4. 生態的にマークされたOT-I T細胞の担癌マウスへの養子移入
5. 担がんドナーマウスの腫瘍塊を解剖する
注:セクション5および6の手術中は無菌状態を維持してください。すべての手術器具は、使用前と使用後にオートクレーブ処理して滅菌します。バイオセーフティキャビネット内の操作領域を75%エタノールで消毒し、続いて紫外線を照射します。清潔なガウン、帽子、フェイスマスク、滅菌手袋を着用してください。
6. ドナー由来腫瘍を腫瘍一致レシピエントマウスに皮下移植
注:同種移植片は、以前に存在していた腫瘍と同じ側のマウスの下側腹部に移植され、2つの腫瘍が同一のリンパ節に排出されることになっている。ここで提示されたプロトコールでは、B16F10-OVA腫瘍をマウスの左鼠径部の皮下に移植したように(セクション3)、ドナー由来腫瘍組織を、このステップでレシピエントの左脇腹に移植した。移植部位は、最初に移植された腫瘍部位に適合させることができる。
このプロトコルの概略を図1に示します。腫瘍接種から8日後、CD45.1+およびCD45.1+CD45.2+ OT-I細胞をB16F10-OVA担がんC57BL/6マウスに注射した。腫瘍を、移植後8日目にCD45.1+ OT-I細胞移植マウス(ドナー)から外科的に切除し、移植腫瘍と同じ側の背側腹部の腫瘍マッチCD45.1+CD45.2+ OT-I細胞移植マウス(レシピエント)に移植した。フローサイトメトリー(図2に示すゲーティング戦略)分析により、CD45.1+ドナー由来およびCD45.1+CD45.2+レシピエント由来TILを含む、CD44+CD8+腫瘍抗原特異的T細胞の2つの集団をTMEにおいて容易に同定することができる。続いて、抗原特異的CD8+ T細胞の動態を研究するために、同種移植片内のこれら2つの集団の割合を、示された時点で分析した。移植後2日目には、移植腫瘍内にドナー由来抗原特異的CD8+ T細胞が約83%存在し、レシピエント由来のCD8+ T細胞よりも優勢であった。しかしながら、レシピエント由来OT-I細胞の割合は腫瘍形成の後期段階で上昇し、ドナー由来の腫瘍固有のOT-I細胞を上回った。(図3)。

図1:実験計画の概略図C57BL/6マウスは、鼠径部のB16F10-OVA腫瘍で挑戦される。8日後、異なる先天的にマークされたOT-I細胞(CD45.1+またはCD45.1+CD45.2+)が担癌マウスに移入される。移植後8日目に、CD45.1+ OT-I細胞移植マウスの腫瘍を外科的に解剖し、既存の腫瘍と同じ側の脇腹部の腫瘍マッチCD45.1+CD45.2+ OT-I細胞移植レシピエントに皮下移植した。次いで、マウスを屠殺し、同種移植片内の抗原特異的T細胞(OT−I細胞)を、指示された時点で分析する。略語: CD = 分化のクラスター;i.v. = 静脈内;サック=犠牲。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:フローサイトメトリー分析のゲーティング戦略。同種移植片内のドナー由来(CD45.1+)およびレシピエント由来(CD45.1+CD45.2+)抗原特異的CD44+CD8+ T細胞を同定するために使用されるゲーティング戦略。略語: SSC-A = 側方散乱面積;FSC-A = 前方散乱面積;FSC-W = 前方散乱幅;FSC-H = 前方散乱高さ;SSC-W = 側面散乱幅;SSC-H = 側面散乱高さ;L / D = 生きている/死んだ;CD = 分化のクラスター。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:腫瘍同種移植片内のドナー由来およびレシピエント由来抗原特異的CD8+ T細胞の比率。 移植後2日目、8日目、および15日目における腫瘍同種移植片内のドナー由来およびレシピエント由来OT−I細胞を同定するために用いられる同遺伝子マーカーCD45.1およびCD45.2の発現を示す代表的なフローサイトメトリープロット。数字は、CD44+CD8+ T細胞集団における2つのサブセットの割合を表す。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
著者らは、開示する利益相反はありません。
ここでは、マウス腫瘍モデルにおける腫瘍固有および末梢由来腫瘍浸潤リンパ球の特性評価のための腫瘍移植プロトコールを提示する。フローサイトメトリーによるレシピエント由来免疫細胞の流入の特異的追跡は、抗腫瘍免疫応答中のこれらの細胞の表現型および機能的変化のダイナミクスを明らかにする。
この研究は、国家自然科学基金(LYに31825011番)と中国国家自然科学財団(31900643番からQHへ、31900656番からZWへ)からの助成金によって支援されました。
| 0.22 以上 μ;m フィルター | ミリポア | SLGPR33RB | |
| 1 mL ツベルクリン シリンジ | KDL | BB000925 | |
| 1.5 mL 遠心分離管 | KIRGEN | KG2211 | |
| 100 U インスリン注射器 | BD Biosciences | 320310 | |
| 15 mL コニカルチューブ | BEAVER | 43008 | |
| 2,2,2-トリブロモエタノール (アバーチン) | Σ | T48402-25G | |
| 2-メチル-2-ブタノール | シグマ | 240486-100ML | |
| 70 μmナイロン細胞ス | トレーナーBDファルコン | 352350APC | |
| 抗マウスCD45.1 | BioLegend | 110714 | クローン:A20 |
| B16F10-OVA細胞株 | bluefbio | BFN607200447 | |
| BSA-V(ウシ血清アルブミン) | Bioss | bs-0292P | |
| BV421マウス抗マウスCD45.2 | BDホライゾン | 562895 | クローン:104 |
| 細胞培養皿 | BEAVER | 43701/43702/43703 | |
| 遠心分離機 | Eppendorf | 5810R-A462/5424R | |
| cyclophosphamide | Sigma | C0768-25G | |
| Dulbecco's modified Eagle Medium | Gibco | C11995500BT | |
| EasySep Mouse CD8+ T Cell Isolation Kit | Stemcell Technologies | 19853 | |
| EDTA | シグマ | EDS-500g | |
| FACS チューブ | BD ファルコン | 352052 | |
| ウシ胎児血清 | Gibco | 10270-106 | |
| フローサイトメーター | BD | FACSCanto II | |
| 血球計算盤 | PorLab Scientific | HM330 | |
| イソフルラン | RWD ライフサイエンス | R510-22-16 | |
| KHCO3 | Sangon Biotech | A501195-0500 | |
| LIVE/DEAD 固定可能近赤外死細胞染色キット、633または635 nm励起用 | Life Technologies | L10199 | |
| ニードルキャリア | RWD Life Science | F31034-14 | |
| NH4Cl | Sangon Biotech | A501569-0500 | |
| パラホルムアルデヒド | Beyotime | P0099-500ml | |
| PE抗マウスTCR V&α;2 | BioLegend | 127808 | クローン:B20.1 |
| Pen 連鎖球菌グルタミン (100x) | Gibco | 10378-016 | |
| PerCP/Cy5.5 抗マウス CD8a | BioLegend | 100734 | クローン:53-6.7 |
| RPMI-1640 | Σ | R8758-500ML | |
| アジ化ナトリウム | Σ | S2002 | |
| 外科用鉗子 | RWD ライフサイエンス | F12005-10 | |
| 外科用ハサミ | RWD Life Science | S12003-09 | |
| 縫合糸 | RWD Life Science | F34004-30 | |
| トリプシン-EDTA | Sigma | T4049-100ml |