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方法論記事

高次元フローサイトメトリーによる効率的な扁桃T濾胞ヘルパー細胞プロセッシングと機能解析

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DOI:

10.3791/67188

2025年7月11日

この記事について

サマリー

ここでは、扁桃腺サンプルの収集と処理、高次元スペクトルフローサイトメトリーを使用した表現型解析、および教師なし解析の実施のためのプロトコルを紹介します。

要約

T濾胞性ヘルパー細胞(Tfh)は、CD4+ Tヘルパー細胞のサブセットであり、B細胞のアイソタイプスイッチング、胚中心(GC)の形成、体細胞超変異、および親和性の成熟を助け、感染、自己免疫、およびワクチン接種中の二次リンパ組織における適応体液性免疫応答の調整を支援します。Tfh細胞の発生と機能を理解することは、効果的なワクチンを設計し、この集団が関与する疾患に対する標的治療戦略を開発するために重要です。ヒト扁桃腺細胞は、アクセス可能な粘膜リンパ器官です。これらは、Tfh細胞やGC細胞などの異なる免疫集団をプロファイリングし、細胞間相互作用を調査し、動的な細胞機能を評価し、臓器レベルでのそれらの調節メカニズムを明らかにするユニークな機会を提供します。さらに、扁桃腺細胞の in vitro 培養は処理が容易で、さまざまな条件下でのTfh細胞生物学の評価が可能です。ここでは、ヒト扁桃腺細胞の収集、単離、保存、培養のためのプロトコールを紹介します。また、Tfh細胞の詳細な特性評価のために設計された2つの最適化されたスペクトルフローサイトメトリーパネルについても説明します。最後に、ホスファターゼタンパク質2A(PP2A)阻害剤治療を例にとり、高次元フローサイトメトリーデータの教師なし解析の効率と力を実証し、高次元スケールで治療に起因する違いを効果的に明らかにします。

概要

濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)は、胚中心(GC)の形成と機能、およびB細胞抗体産生に不可欠なCD4+ヘルパーT細胞の別個のサブセットです。Tfh細胞は、抗原提示細胞との相互作用、およびT細胞受容体シグナル伝達、B細胞との共刺激相互作用、サイトカイン、ケモカインなどの内因性および外因性因子の統合を通じて、ナイーブなCD4+ T細胞に由来します1。Tfh細胞はCXCR5とPD-1を発現し、GC内またはGC付近の位置を導きます。BCL-6は、Tfhの発生、維持、および機能1,2に重要なマスター転写因子です。Tfh細胞は、特にワクチン反応や細菌性およびウイルス性病原体に対する防御において、体液性免疫応答を増強するために極めて重要です。異常なTfh細胞応答は、自己免疫疾患、免疫不全、および潜在的にはある種の癌3,4,5,6を含むさまざまな障害に関与しています。したがって、それらの機能と制御を理解することは、効果的な....

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プロトコル

世界医師会の倫理規定(ヘルシンキ宣言)は、この研究のすべてのヒト研究で守られました。ヒト扁桃腺標本は、米国ワシントンDCの小児国立病院小児耳鼻咽喉科部門から提供された、睡眠呼吸障害または閉塞性睡眠時無呼吸症候群を引き起こす腺脊椎肥大の患者から採取されました。この研究は、国立小児病院の治験審査委員会(IRB)から承認を受けました(IRBプロトコル番号00009806)。インフォームド コンセントは、登録されたすべての参加者の親または保護者によって署名され、7 歳以上の未成年の参加者から同意が得られました。

1.ヒト扁桃腺の収集と単一細胞の分離と保管

  1. 扁桃細胞の単離
    1. 手術検体採取
      1. 扁桃摘出術を受けている患者から扁桃腺を取得し、手術室で新鮮な組織片を手術室で収集します 25-35 mL の氷冷滅菌扁桃腺培地で満たされた 50 mL 遠心分離チューブ: RPMI 5% 熱不活化ウシ胎児血清 (FBS)、0.05 mg/mL ゲンタマイシン、10 mM グルタミン、および抗生物質 - 抗真菌剤ミックス (100 単位/mL ストレプトマイシン、100 単位/mL ペニシリン、 および0.25μg/mLのアンホテリシンB)。
        注:上記の培地中の扁桃腺は、4°Cで一晩保存し、翌日処理することができます。細胞生存率の低下....

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結果

全体的な細胞生存率を比較するために、扁桃腺を3つの類似した部分に切断し、(1)即日処理、(2)4°Cでの一晩保存、および(3)氷上での一晩保存の3つの条件下でプロトコルを使用して処理しました。これら3つの条件の実行可能性は、有意な差なしに非常に類似していました(図1A)。また、解凍プロセスが細胞の生存率に与える影響も評価しました。私たちが使用した滴下融解法は、同じドナーからの凍結扁桃腺サンプルを融解した後の直接培地融解法と比較して、細胞生存率が有意に高かった(図1D)。次に、回収した凍結扁桃細胞を32色の細胞内サイトカインパネルと28色の転写因子パネルを使用して染色し、スペクトルフローサイトメトリーによるTfh細胞の詳細な特性評価を可能にしました。この染色により、両方のパネルからのフローサイトメトリーデータに教師なし解析をさらに適用することができました(図1E)。

フローサイトメトリーデータからの細胞内サ.......

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ディスカッション

新鮮な扁桃腺は手術後3時間以内に処理する必要があるという以前の報告19とは対照的に、新鮮な扁桃腺サンプルは、4°Cで保存し、24時間以内に処理すると生存能力を維持できることがわかりました。液体窒素貯蔵から解凍した扁桃腺組織からの細胞生存率を最適化するために、高い細胞生存率が高く評価されるシングルセルシーケンシングで推奨されるドロップワイズ解凍法を採用しました12。このアプローチにより、一般的に使用される直接の迅速な解凍法と比較して、生細胞の回収を最適化することができました(図1D)。手術によって生じた破片や焼灼組織を取り除くと、生存可能な扁桃腺細胞の収量が向上します。扁桃腺処理中の遠心分離時間を延長すると、細胞収量がさらに向上します。しかし、処理が長引くと、特に複数のサンプルを同時に扱う場合、細胞全体の生存率が損なわれる可能性があります。

当社の酵素消化フリー扁.......

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開示事項

著者には、開示すべき利益相反はありません。

謝辞

この研究は、NIAIDの学内研究部門、NIHによって支援されました。

....

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材料

抗体およびサイトカインパネル の他のリージェントを添加したーRPMI(+L-グルタミン LIVE DEAD Blue Thermo L23105 単球遮断薬バッファーBioLegend 426103 5 & LIVE DEAD Blue Thermo L23105 その他の表面抗体ミックスμ 557299
この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
機械および機器
3 mL プラスチックシリンジBD309657
96 ウェル U ボトムプレートThermo Scientific163320
1.2 mL 極低温バイアルCorning430487
セルストレーナー 70 & micro;m ナイロンファルコン352350
細胞培養皿 (60 mm)VWR10062-890
遠心分離機Thermo ScientificSorvall Legend XTR
ベンチマーク B2000-2 MyBath 2L デジタル ウォーター バスベンチマークB2000-2
ファイン ハサミ - シャープFST14060-11
プラスチック製器具ケースFST20830-05
スペクトルフローサイトメーター、オーロラCytek5L 16UV-16V-14B-10YG-8R
標準パターン鉗子FST11000-13
標準パターン鉗子FST11000-20
Vi-cell Blu 細胞生存率アナライザー Beckman CoulterC19201
試薬
0.5 M EDTA pH 8.0Quality Biology351-027-101
2-メルカプトエタノールGibco21985-023
ACK 溶解バッファーGibcoA10492-01
抗生物質と抗真菌剤の混合物 (ペニシリン-ストレプトマイシン-アムホテリシン B 懸濁液、100x)Gibco15240-062
ブリリアント染色バッファープラス (RUO)BD566385
カンタリジンシグマC7632-25MG
サイトフィックス固定バッファーBD554655
ジメチルスルホキシド (DMSO)シグマD8418-250ml
DNAase Iロシュ10104159001
胎児ウシ血清 (FBS)VWR97068-085
FoxP3/転写因子染色バッファーセットeBioscience00-5523-00
ゲンタマイシン (50 mg/mL)Gibco15750-060
ゴルジプラグBD555029
ゴルジストップBD554724
HEPES (1 M)ギブコ15630-080
イオノマイシンシグマ I0634-1mg
L-グルタミン (200 mM)Gibco25030-081
MEM NEAA (100x)Gibco11140-050
パラホルムアルデヒド 16% 溶液、EM グレード (PFA)電子顕微鏡
 Science
15710PBS で希釈
PBS、pH 7.4Gibco10010072
ペニシリン-ストレプトマイシン (10,000 U/mL)Gibco15140-122
Phorbol 12-ミリスチン酸 13-アセテート (PMA)SigmaP8139-1mg
レート制御凍結容器MilliporeCorning CoolCell FTS30
RPMI (+L-グルタミン)Gibco11875-085
ピルビン酸ナトリウム (100 mM)Gibco11360-070
True-Stain 単球遮断薬BioLegend426103
Buffers
培地10% 熱不活化 FBS (VWR)、
2 nM グルタミン、
0.055 mM 2-メルカプトエタノール、
1% ペニシリン/ストレプトマイシン、
1 mM ピルビン酸ナトリウム、
10 mM HEPES、
RPMI 中の 1% 非必須アミノ酸
(+L-グルタミン)
FACS バッファーPBS 中 2 mM EDTA および 2% 熱不活化 FBS
培地90% 熱不活化 FBS および 10% DMSO
解凍バッファー洗浄バッファー + 0.1 mg/mL DNaseI
扁桃腺培地RPMI に 5% 熱不活化 FBS、
10 mM グルタミン、
0.05 mg/mL ゲンタマイシン、
1% 抗生物質と抗真菌剤の混合物
  を添加。(ペニシリン、ストレプトマイシン、およびアムホテリシンB)。
10% 熱不活化FBSおよび10 mM HEPES洗浄バッファ
);
ビオチン抗ヒトCD107a(LAMP-1)抗体BioLegend3286042 &200 &mu の L;ウェルあたりのL完全培地。
この抗体は、PMA/イオノマイシン刺激中に細胞とともに添加されました。
Live Dead染色100 &ウェルあたりのLミックス
1 : 800, 0.125 & ミュー;100 & ミューの L;L PBS per well. 
単球ブロック50 μウェルあたりのLミックス
L True Stain 単球遮断薬および 45 &L ウェルあたりのFACSバッファー
サイトカインパネルの表面抗体
モカイン受容体ミックスμL/ウェル 
抗ヒト CCR6-BV711BioLegend3534361
抗ヒト CCR7-BV421BioLegend3532081
抗ヒト CXCR3-PE-Cy5BD5511285
抗ヒト CXCR5-BV750BD7471111
ブリリアント染色バッファープラス (RUO)BD56638510
      18 & ミュー;ケモカイン受容体のウェルあたりのLミックス。
単球ブロックバッファー
その他の表面抗体混合物μL/ウェル 
抗ヒト CD103-BUV661BD7499932.5
抗ヒト CD14-スパーク ブルー 550バイオレジェンド3671482.5
抗ヒト CD19-スパーク NIR 685バイオレジェンド3022702.5
抗ヒト CD25-BB515 BD56446710
抗ヒト CD27- スーパーブライト 436サーモ62-0279-425
抗ヒト CD3-BV510バイオレジェンド3448282.5
抗ヒト CD38 APC-Fire810バイオレジェンド3035501
抗ヒト CD4 CF YG584CytekR7-200412.5
抗ヒト CD45RA-BUV395BD7403150.6
抗ヒト CD56-BUV737BD6127663.5
抗ヒト CD57-FITCBioLegend3596041.2
抗ヒト CD69-BUV563BD7487641
抗ヒト CD8-BUV805BD6128891.2
抗ヒト FAS-BB700BD5665420.6
抗ヒト HLA-DR APC-Fire 750BioLegend3076582
抗ヒト PD1-BV785BioLegend3299291.2
抗ヒト CD45-PerCPThermoMHCD45311.2
Brilliant Stain Buffer Plus (RUO)BD56638510
FACS バッファー61
                                112 & ムー;他の表面抗体のウェルあたりのLミックス。
単球ブロックバッファーに直接添加します(50&μ;L)およびケモカイン受容体ミックス(18μL、50 + 18 + 112 = 180 &ミュー;ウェルあたりの合計 L)
サイトカインパネルの細胞内サイトカイン抗体μL/ウェル 
抗ヒトグランザイム B-PEBD561142 1
抗ヒト IL10-PE-Dazzle 594BioLegend5068121
抗ヒト IL17A-BV605BioLegend5123261
抗ヒト IL2-BV650BioLegend5003343
抗ヒト IL21- Alexa Fluor 647BD56049310
抗ヒト IL4-PerCP Cy5.5BD5612341
抗ヒト パーフォリン-APCBioLegend3533122.5
抗ヒト TNFa-PE-Cy7BioLegend5029300.1
抗 IFN&ガンマ;-パシフィック ブルーBioLegend502522 1
SAv-BUV615BD6130130.25
ブリリアント ステイン バッファー プラス (RUO)BD56638510
1x 透過処理バッファー&nBSP;eバイオサイエンス00-5523-0019.15
       (50 & ミュー;L mix per well)
Antibodies & Other regents for transcription factor panel
CD40抗体、抗ヒトMiltenyi Biotec130-094-1330.5 & mu;作業濃度の培地のg / mL
Live Dead染色100 & mu;ウェルあたりのLミックス
1 : 800, 0.125 & ミュー;100 & ミューの L;L PBS per well. 
単球遮断薬バッファーBioLegend4261035 & mu;L True Stain 単球遮断薬および 45 &L ウェルあたりのFACSバッファー
転写因子パネルの表面抗体
ケモカイン受容体混合物μL/ウェル 
抗ヒト CCR6-BV711BioLegend353436 1
抗ヒト CCR7-BV421BioLegend3532081
抗ヒト CXCR5-BV750BD7471111
ブリリアント染色バッファープラス (RUO)BD56638510
        13 & ムー;ウェルあたりのLミックス
L/ウェル 
抗ヒト 4-1BB-PE-CY7BioLegend309818 2.5
抗ヒト CD14-Spark Blue 550BioLegend3671482.5
抗ヒト CD19-Spark NIR 685BioLegend3022702.5
抗ヒト CD200-PerCP-eFluor 710ThermoFisher46-9200-422.5
抗ヒト CD25-PE-Cy5BioLegend3026085
抗ヒトCD3-BV510BioLegend3448282.5
抗ヒトCD38-APC-Fire810BioLegend3035501
抗ヒトCD4-パシフィックブルーバイオレジェンド3174231
抗ヒトCD40L-PEBD15
抗ヒトCD45RA-BUV395BD7403150.6
抗ヒトCD56-BUV737BD6127663.5
抗ヒト CD69-BUV650BioLegend3109342.5
抗ヒト CD8-BUV805BD6128891.2
抗ヒト HLA-DR APC-Fire 750BioLegend3076582
抗ヒト ICOS-BUV563BD7414211.2
抗ヒト OX40-APCBioLegend3500085
抗ヒト PD1-BV785BioLegend3299291.2
抗ヒト CD45-PerCPサーモMHCD45311.2
ブリリアント ステイン バッファー プラス (RUO)BD56638510
FACS バッファー54.1
             117  &ミュー;他の表面抗体のウェルあたりのLミックス。
単球ブロックに直接追加 バッファー (50 &L)およびケモカイン受容体ミックス(13 & mu;L、50 + 13 + 117 = 180 &ミュー;ウェルあたりの合計L)
転写因子パネルの転写因子抗体μL/ウェル 
抗ヒト T-bet-BV605BioLegend6448174
抗ヒト Bcl6-PE-CF594BD5624014
抗ヒト FoxP3-Alexa Fluor 488BD560887 1.6
抗ヒト GATA3-BB700BD5666422
抗ヒト Ki67-Alexa Fluor 700BD5612770.4
抗ヒトRorgt-Alexa Fluor 647BD5636202
ブリリアント染色バッファープラス (RUO)BD56638510
1 x 透過処理バッファー eBioscience00-5523-0016
                           40 & ミュー;ウェルごとのLミックス
教師なし分析用のソフトウェアとパッケージ
/Software/packageVersionSource
1data.表1.16.2The Comprehensive R Archive Network
2FlowJO10.9.0Becton,Dickinson and Company
3pheatmap1.0.12The Comprehensive R Archive Network
4R4.3.2The Comprehensive R Archive Network
5readxl1.4.3The Comprehensive R Archive Network
6Rstudio2023.12.1+402Posit PBC
7Seurat5.1.0The Comprehensive R Archive Network
8SeuratData0.2.2.9001包括的な R アーカイブ ネットワーク
9SpectroFlo3.0Cytek
10tidyverse2.0.0包括的な R アーカイブ ネットワーク
11viridis0.6.5包括的な R アーカイブ ネットワーク
凍結

参考文献

  1. Crotty, S. T follicular helper cell biology: A decade of discovery and diseases. Immunity. 50 (5), 1132-1148 (2019).
  2. Choi, J., et al. Bcl-6 is the nexus transcription factor of t follicular helper cells via repressor-of-repressor circuits.....

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