방법 논문

절연, 특성화 및 잇몸 면역 세포 네트워크의 기능 시험

DOI:

10.3791/53736

⸱

2016년 2월 16일

 ,  ,  , 
1Oral Immunity and Inflammation Unit, NIDCR, NIH, 2Manchester Immunology Group, Faculty of Life Sciences, University of Manchester, 3Manchester Collaborative Centre for Inflammation Research, University of Manchester

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

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우리는 분리, 표현형 특성화 및 쥐의 잇몸에서 면역 세포의 기능 분석을위한 기술을 설립했다.

초록

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조직 내 면역 세포 네트워크는 국소 면역을 매개하고 조직의 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 하지만, 구강 점막과 치은에 상주하는 면역 세포 집단에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 우리는 미생물에 지속적으로 노출되는 지역이자 일반적인 염증성 질환인 치주염에 취약한 부위인 쥐의 잇몸 조직에서 면역 세포를 분리하고 연구하기 위한 기술을 확립했습니다. 우리의 프로토콜은 안정 상태에서도 치은에 상주하는 면역 세포 집단의 상세한 표현형 특성을 허용합니다. 또한 당사의 절차는 생체 외 사이토카인 분비 평가와 같은 기능 연구에 사용할 수 있는 높은 생존력을 가진 충분한 세포를 산출합니다.치은 면역 세포 네트워크의 이러한 표현형 및 기능적 특성화의 조합은 구강 면역 및 치주 항상성과 관련된 메커니즘을 조사하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 국소 면역 병리학에 관련된 메커니즘에 대한 이해를 증진시킬 것입니다.

서론

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치은 조직은 인간 및 뮤린 치열을 둘러싸고 끊임없이 티스 (1)의 복잡한 생물막에 노출된다. 치은 배리어 치안 면역 세포 망은 병원성이 챌린지에 대한 효과적인 면역성을 제공하는 동시에, 조직의 무결성을 유지하는 로컬 공생 미생물과 항상성을 보장하고 필수적이다. 항상성을 달성하기 위해, 면역 시스템은 신중 아직 작은 디테일이 치은 면역 세포군 및 조직 내성 (2)를 유지하는 역할로 알려진 고도로 전문화 면역 세포 망을 생성 치은 환경에 맞게 조정된다.

면역 항상성이 치은에 중단되면, 어느 증가 호스트 감수성 및 / 또는 dysbiotic 미생물 지역 사회, 염증 상태의 존재를 통해, 치주염 3 (4)를 발생한다. 치주염은 치아의 손실로 이어지는 일반적인 염증성 질환입니다upporting 구조. 그것의 심한 형태는 일반 인구 (5)의 약 10 %에서 볼 수있다. 치주염 감수성과 진행에 관여하는 중요한 요소를 해부하는 것은 6 어려운 입증했다. 그러나, 동물 모델은 치주염 개시 및 진행 (7)의 메커니즘을 이해하는데 매우 유용 하였다. 모델 면역 항상성 및 치주염의 구동 발전을 유지하는데 필수적인 주요 세포 집단과 분자 매개체를 정의하는데 이용 될 수있다. 이러한 통찰력은 면역 항상성의 치은 특정 제어에 대한 우리의 이해를 변환 및 질환 발병의 우리의 현재 이해를 촉진 할 것이다.

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프로토콜

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이 프로토콜에 설명 된 모든 실험 절차는 필요한 가이드 라인을 따라 기관 동물 관리 및 사용위원회, NIDCR / NIH에 의해 승인되었다.

1. 사전에 준비

  1. 전체 미디어 준비 : RPMI가 2 mM L- 글루타민, 100 단위 / mL 페니실린, 100 μg / mL 스트렙토 마이신 및 10 % FBS가 보충.
  2. 7.5 μg의 DNase의 보충 RPMI 미디어의 50 ㎖ (신선한 확인 항상 얼음에 보관) : DNase의 미디어를 준비합니다.
  3. DNase의 미디어 플러스 3.2 밀리그램 / 콜라게나 유형 IV ml의 5 ㎖ (신선한 확인 항상 얼음에 보관) : 콜라게나-DNase의 미디어를 준비합니다.
  4. 사전 멋진 FACS 버퍼 : PBS에 희석 0.5 % FBS.
  5. 4 ° C에서 미리 냉각 원심 분리기.
  6. 37 ° C까지 따뜻한 진탕 배양기.

잇몸 블록 2. 절연, 해부 및 세포 분리

  1. ARAC 지침에 따라, 적절한 챔버 내에 2 CO에 노출하여 마우스를 안락사.
    2. <리>는 마음과 내부 장기를 노출 흉부와 복강을 엽니 다. 관류하기 위해, 하대 정맥의 절개를하고, 27 G 바늘 3 ML의 주사기를 사용하여 좌심실을 통해 PBS의 3 ㎖을 관류.
  2. 이 위를 향 위장 패드에 몸과 마우스의 머리를 고정.
  3. 기본 조직과 근육을 노출, 하악과 목 영역을 커버하는 피부를 분리, 가위로 목을 향해 입술의 각각의 접합면을 잘라. 하악을 밝히기 위해 아랫 입술을 해부하다.
  4. 하부 앞니 사이 절단하는 하악골의 양측을 분리하고 구강에 액세스하는 각각의면을 ​​고정한다.
  5. 시각화 멀리 비강에서 미각을 해부하다.
  6. 10 블레이드를 사용하여 영역을 해부 및 치은 (그림 1) 주변과 상악과 하악 몰 영역을 포함한다. 수직 절개 단지 첫 번째 대구치 후방 세 번째 몰에 수평 절개시에 전방 확인잇몸의 경계 (조직 주변 치아의 화이트 칼라).
  7. 5 ml의 콜라게나 / DNase의 (얼음 유지)와 50 ML 원뿔 튜브에 상악과 하악 블록을 배치합니다.
  8. 1 시간 동안 37 ℃에서 진탕 배양기에서 배양 및 배양의 마지막 5 분 동안 0.5 M EDTA의 50 μl를 추가합니다.
  9. 조직에 50 ㎖ 튜브에 차가운 DNase의 미디어의 5 ML을 추가하고 부드럽게 섞어 소용돌이 친다.
  10. 페트리 접시에 조직의 4 블록을 전송하고 DNase의 미디어의 500 μL로 커버. 메스 블레이드를 사용하여 치은과 치간 영역으로 블레이드를 가리키는 조직의 각 블록에서 잇몸을 제거합니다.
  11. 셀 스트레이너 (70 ㎛의 크기)를 통해 새로운 50 ㎖ 튜브, 페트리 접시뿐만 아니라 해부시 사용 이전 DNase의 매체에서 조직 및 미디어 전송. DNase의 미디어 (3-5 ml)에 사용 된 악기와 필터의 모든 씻으시오.
  12. 멸균 3 ML의 주사기의 플런저를 사용하여, 스트레이너에 조직을 매쉬차가운 DNase의 미디어 (30-35 ml)로 필터링.
  13. 차가운 DNase의 미디어와 셀 스트레이너를 씻으십시오.
  14. 4 ° C에서 원심 분리기, 6 분 동안 314 XG.
  15. 상층 액을 버리고, 전체 미디어의 1 ㎖에 다시 일시 중지합니다.
  16. 세포 카운트를 자동 세포 계수기를 사용하여 (예상 사용량은> 80 %의 생존 6 10 1.2 × 5-10 × 8 세포 사이의 범위한다).

잇몸 세포의 3 자극 및 FACS 염색

  1. Brefeldin A의 1 μL / ㎖의 존재하에 PMA (50 NG / ml) 및 이오 노마 이신 (2.5 μg의 / mL)로 단일 세포 현탁액을 자극
  2. 37 ° C에서 3.5 시간, 5 % CO 2 품어.
  3. 스핀 다운, 4 ° C에서 PBS와 원심 분리기로 씻어; 6 분 동안 314 XG.
  4. 제조업체의 지침에 따라 생존의 얼룩을 사용하여 세포를 얼룩.
  5. 세포 마커 (CD45, TCRγδ, TCRβ, CD4, CD8, TCRγδ 또는 개미에 대한 얼룩제조업체의 지침에 따라 선택의 ibodies).
  6. 4 ° C, 5 분 동안 314 XG에 차가운 FACS 버퍼와 원심 분리기와 세포를 씻으십시오.
  7. 조심스럽게 세포 펠렛을 방해하는 소용돌이.
  8. 실온에서 20 분 동안 2 % 파라 포름 알데히드로 세포를 고정한다.
  9. 4 ° C, 세포 내 사이토 카인 5 분, 얼룩을위한 314 XG에 차가운 FACS 버퍼, 원심 분리기와 세포를 씻으십시오.
    1. 4 ° C, 5 분 동안 314 XG에 FACS 버퍼와 원심 분리기에 희석 차가운 0.5 % 사포닌의 솔루션을 FACS 튜브를 입력합니다.
    2. FACS 튜브에 0.5 % 사포닌 용액 300 μl를 추가, 4 ° C에서 어둠 속에서 15 분 동안 배양 한 후 4 ° C, 5 분 동안 314 XG에 원심 분리기.
    3. 제조업체의 지침에 따라 세포 내 마커 (IL-17A와 IFNγ 또는 선택의 사이토 카인)에 대한 세포를 얼룩. 5 분, 4 ° C에서 314 XG 0.5 % 사포닌 용액과 원심 분리기와 세포를 씻으십시오.
    4. FACS 다시 세척버퍼 4 ° C, 5 분 동안 314 XG에 원심 분리기.
    5. FACS 완충액 300 μL에 세포를 다시 일시.
  10. 유동 세포 계수기에 대한 결과를 분석합니다.

4. 유동 세포 계측법 분석

  1. 세포를 시각화하는 파편을 제외 앞으로 (FSC)와 사이드 분산 (SCC) 및 게이트에서 분석한다.
  2. 높이 (FSC-H) 매개 변수 대 앞으로 분산 형 지역 (FSC-A) 단일 셀을 선택합니다.
  3. 추가 분석 (도 2A 및 2C)에 대한 조혈 마커 CD45 +의 라이브 (생존 염색법으로 표시됨) 및 양성 게이트 셀.
  4. 도 2 및도 3에 도시 된 바와 같이 특정 마커의 분석을 계속한다.

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결과

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(- / -, 그림 2A - C LFA 대 WT) 프로토콜의 응용 프로그램을 설명하기 위해, 우리는 면역 세포와 치주염이없는 마우스의 치은의 네트워크를 검사 대표적인 결과를 보여줍니다. 대표 FACS 플롯은 치은 (그림 2A, 2C)에 살고 CD45 + 조혈 세포를 표시합니다. 이 프로토콜로 면역 세포의 분리 처리가 생체 자극 사이토 카인 분비 패턴의 특성을 수행 할 수있는 세포를 산출한다. 여기에서 우리는 정상 상태 (WT) 총 CD45 + 세포에서 IL-17 및 IFN-γ 염색을 표시하고 마우스에서 (그림 2B - D) (인해 LFA 결핍) 치주염을 나타내는. 이러한 데이터는 조직 정상 상태 (WT) 동안 로컬 ...

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토론

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현재의 기술이 성공적으로 적합한 (단일 마우스)에서 면역 세포의 수가 산출뿐만 아니라 표현형 특성화뿐만 아니라 기능적 연구 생체. 다른 그룹은 이전에 분리하여 치은 뮤린 면역 세포를 특성화하는 프로토콜 번역 및 동물 모델 9 치주염의 연구에서 유세포 빛깔의 사용 가치를 도입했다. 상당한 문제 해결이 프로토콜의 주요 수정을 따르면 치은 칼라 영역과 치간 치은 (그림 1)를 모두 포함하기 위해 조직의 전체 블록의 해부를 포함했다. 단독으로 치은 박리 종종 전체 두께 플랩이 달성되지 않고, 치은의 일부 특히 치간 영역에서 누락된다. 이 방법을 사용하여 수확 된 면역 세포의 수는 크게 증가한다. 이 기술은 또한 치은 조직 상악의에서 모두 최적의 분리를 허용D 하악.

이 프로토콜의 중요한 단계는 치은 지역의 보수적 해부 및 해부을 효율적으로 속도를 포함한다. 특히, 조직의 블록 치아 (잇몸)의 주위에 최소한의 조직이 아...

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공개 사항

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저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

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저자는 NIDCR의 교내 프로그램(N.M.M)과 Wellcome Trust Stepping Stones Fellowship(097820/Z/11/B에서 J.E.K)과 Manchester Collaborative Centre for Inflammation Research 보조금(J.E.K)의 지원을 받았습니다. 저자는 원고를 비판적으로 검토한 Teresa Wild에게 감사를 표합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
세밀한 가위세밀 과학 도구14058-11
메스 핸들 #3세밀 과학 도구10003-12
메스 블레이드 #10세밀 과학 도구10010-00멸균
스플린터 펜치인테그라 밀텍스6-304
바늘과 정규 베벨 BD Medical30510927 G, 12.7 mm 길이
Monoject 주사기Covidien8881513934Luer-lock 팁, 3 ml
PBS, pH 7.4Life Technologies10010-049칼슘 및 마그네슘
없음 RPMI 1640Lonza12-167FL-글루타민
DNase ISigma-AldrichDN25-1G
콜라겐분해효소 IV형Gibco (by Life technologies)17104-019
Fetal bovine serumGemini Bio-products100-106
Gentamicin 50 mg/mlQuality biological120-098-661EA
Pen StrepGibco (by Life technologies)15140-122
L-GlutamineGibco (by Life technologies)25030-081
0.5 M EDTA pH 8.0품질 생물학351-027-721EA
50 ml 튜브Corning352070폴리프로필렌, 멸균
70 μ M 세포 여과기Corning352350
페트리 접시Corning351029멸균
5ml FACS 튜브Corning352052멸균
BD GolgiPlugBD Biosciences555029brefeldin A 용액
Phorbol 12-Myristate 13-Acetate (PMA)Sigma-AldrichP8139
Ionomycin 칼슘 염Sigma-Aldrich13909
퀼라야 껍질의 사포닌Sigma-AldrichS4521
LIVE/DEAD 수정 가능한 아쿠아 데드 셀 스테인 키트Life TechnologiesL34957
안티 마우스 CD45 Alexa Fluor 700eBioscience56-0451-82
안티 마우스 CD4 eFluor 450eBioscience48-0042-82
안티 마우스 TCR 베타 APC eFluor 780eBioscience47-5961-82
안티 마우스 감마 델타 TCR FITCeBioscience11-5711-82
안티 마우스 IL-17A APCeBioscience12-7311-82
안티 마우스 IFN-&감마; PEeBioscience11-5931-82
안티 마우스 NK1.1 PE-Cy7eBioscience25-5941-82
안티 마우스 CD90.2 APC eFluor 780eBioscience47-0902-82
안티 마우스 CD3e FITCeBioscience11-0031-82
안티 마우스 CD19 FITCeBioscience11-0193-82
안티 마우스 CD11b FITCeBioscience11-0112-82
안티 마우스 CD11c FITCeBioscience11-0114-82
안티 마우스 TCR 베타 FITCeBioscience11-5961-82
안티 마우스 Ly-6G FITCeBioscience11-5931-82
안티 마우스 Ly-6C FITCBD Pharmingen553104
소 췌장에서 제외

참고문헌

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  1. Aas, J. A., Paster, B. J., Stokes, L. N., Olsen, I., Dewhirst, F. E. Defining The Normal Bacterial Flora Of The Oral Cavity. J Clin Microbiol. 43, 5721-5732 (2005).
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  9. Arizon, M., et al. Langerhans Cells Down-Regulate Inflammation-Driven Alveolar Bone Loss. Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 7043-7048 (2012).
  10. Moutsopoulos, N. M., et al. Defective Neutrophil Recruitment In Leukocyte Adhesion Deficiency Type I Disease Causes Local IL-17-Driven Inflammatory Bone Loss. Sci Transl Med. 6, 229-240 (2014).
  11. Gaffen, S. L., Jain, R., Garg, A. V., Cua, D. J. The IL-23-IL-17 Immune Axis: From Mechanisms To Therapeutic Testing. Nat Rev Immunol. 14, 585-600 (2014).

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