여기, 우리는 빨리 그리고 reproducibly 생물학적 영감, 생 분해성 유일 항 원 제시 세포 (aAPC) 가변 크기, 모양, 및 T 셀 확장 비보 전 또는 vivo에서 표면 단백질 프레 젠 테이 션을 생성 하는 프로토콜을 제시 .
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여기, 우리는 빨리 그리고 reproducibly 생물학적 영감, 생 분해성 유일 항 원 제시 세포 (aAPC) 가변 크기, 모양, 및 T 셀 확장 비보 전 또는 vivo에서 표면 단백질 프레 젠 테이 션을 생성 하는 프로토콜을 제시 .
인공 항 원 제시 세포 (aAPC)는 T 세포를 자극 하는 강력한 능력으로 인해 면역 변조에 대 한 유망한 플랫폼입니다. Acellular 기판 신호 프레 젠 테이 션 매개 변수 정밀 제어 및 aAPC 표면 조절 T 세포와의 상호 작용의 물리적 속성을 포함 하는 셀 기반 aAPC에 비해 주요 장점을 제공 합니다. 비 등방성 입자에서 건설 aAPC 특히 타원 입자 자극 T 세포 증가 바인딩 및 T 세포에 사용할 수 있는 더 큰 표면 영역에 구형 들 문의 또한 보다 더 효과적인 것으로 표시 되었습니다 로 일반적인 이해 및 향상 된 pharmacokinetic 속성 감소. 비 등방성 입자에 대 한 관심 증가도 불구 하 고도 광범위 하 게 구현 하 고 사용할 reproducibly 도전적 일 수 있다 박막 스트레칭과 같은 비 등방성 입자를 생성의 방법 허용.
이 위해, 우리는 가변 크기, 모양, 생 분해성 비 등방성 입자 기반 aAPC의 급속 하 고, 표준화 된 제조에 대 한 프로토콜을 설명 하 고 T 세포 확장 비보 전 또는 vivo에서함께 하는 방법에 대 한 프레 젠 테이 션을 신호 그들의 크기, 형태, 및 표면 단백질 콘텐츠, 특성 및 그들의 기능을 평가 하기 위해. 이방성 aAPC 날조에이 접근은 확장 가능 하 고 재현성, 이상적 aAPC "상용" immunotherapies에 대 한 생성.
그들은 강력한 항 원 특정 T 세포 응답을 생성할 수 있기 때문에 인공 항 원 제시 세포 (aAPC) immunomodulatory 대리인으로 약속으로 나타났습니다. 이러한 플랫폼에 필수적인 그들의 능력을 효율적으로 T 세포 활성화에 대 한 중요 한 신호를 제시 있습니다. 그들은 쉽게 하 고 적은 비용이 많이 드는 조작, 스케일 업 및 번역, 중 적은 직면 및 세포 기반 치료와 관련 된 위험을 완화 하기 때문에 acellular aAPC 셀 기반 aAPC에 매력적인 대안 있습니다. Acellular aAPC는 또한 높은 정도의 제어 신호 프레 젠 테이 션 매개 변수 및 T 세포1인터페이스 표면의 물리적 특성에 대 한 수 있습니다.
aAPC는 2 개의 신호 T 세포 활성화에 대 한 필수 최소를 정리 해야 합니다. 신호 1 항 원 인식 하며 T 세포 수용 체 (TCR)를 인식 하 고 I 또는 II 베어링의 동족 항 원 TCR 복잡 통해 신호에 culminating MHC 클래스와 함께 종사 하는 경우에 발생 합니다. 항 원 특이성 요구 하지 않아도, aAPC 시스템은 종종 agonistic 단일 클론 항 체를 nonspecifically TCR 복잡 한 자극 CD3 수용 체에 대 한 부담. MHC, 특히 MHC multimers의 재조합 형태도 제공 하는 항 원 특이성2,3를 aAPC의 표면에 사용 되었습니다. 신호 2는 T 세포의 활동을 지휘 한 costimulatory 신호가 이다. T 세포 활성화에 필요한 costimulation를 하려면 CD28 수용 체는 일반적으로 자극 agonistic aAPC 표면에 항 체와 다른 costimulatory 수용 체 4-1BB 등 성공적으로 대상된4있다 지만. 1 및 2 신호 단백질은 일반적으로 합성 aAPC 엄밀한 입자의 표면에 움직일 수 있습니다. 역사적으로, aAPC 폴리스 티 렌4,5 와 철 dextran6을 포함 하 여 물자의 다양 한에서 조작 되어 있다. 폴 리 유산 공동 glycolic acid ()와 같은 생 분해성 고분자를 활용 하는 새로운 시스템 (PLGA)을 단백질 신호를 쉽게 결합 될 수 있다, 직접 관리에서 vivo에서, 적합의 지속적인된 출시를 촉진할 수 있다 aAPC 생성 하 cytokines 또는 T 세포 활성화7,8을 증가 시키기 위해 수용 성 요소를 캡슐화.
필요한 신호 단백질의 존재 뿐만 아니라 aAPC/T 세포 상호 작용 하는 동안 충분히 큰 표면 영역 수용 체 참여 T 세포 활성화를 위해 필수적 이다. 따라서, 크기와 모양이 같은 aAPC의 물리적 매개 변수 크게 사용할 수 있는 그들의 접촉 영역을 변경 하 고 T 세포를 자극 하는 그들의 기능에 영향을 미칠. 미크론 크기 aAPC 그들의 nanoscale 대응9,10보다 T 세포 자극에 더 효과적인 것으로 표시 되었습니다. 그러나, 나노 aAPC 우수한 biodistribution와 마이크로 aAPC11에 그들의 성능에서을 vivo에서 향상 시킬 수 있습니다 림프절에 더 나은 배수 장치를 가질 수 있습니다. 모양은은 aAPC 입자 기반 시스템에 대 한 관심의 또 다른 변수 이다. 이방성 aAPC 최근 대상 세포 감소 일반적인 셀 글귀와 결합 하 여 향상 된 상호 작용 때문에 주로 자극 T 세포에서 등방성 입자 보다 더 효과적인 것으로 표시 되었습니다. 셀 우선적으로 타원 입자의 긴 축에 바인딩할 고 큰 반지름 곡률 및 아첨 표면 aAPC T 셀12사이의 더 많은 접촉. 타원 입자의 긴 축에는 먹어서를, 증가 순환 시간 관리12,13 vivo에서 다음 구형 입자에 비해 결과 또한 낙담 한다. 이러한 이점 때문에 타원 입자는 효과 관찰 마이크로 및 nanoscales12, 항 원 특정 T 세포에서 생체 외에서 그리고 vivo에서 , 구형 입자에 비해의 큰 확장 중재 13. 비 등방성 입자를 조작 하는 다양 한 전략이 있다 하지만 박막 스트레칭 방법은 간단 하 고 널리 허용 다양 한 입자 모양14의 범위를 생성 하는 데 사용. 합성, 다음 입자 영화에 캐스팅 되며 입자 물자의 유리 전이 온도 이상의 온도에서 하나 또는 두 개의 크기에 기지개. 영화는 입자를 검색 하려면 다음 해산 된다. 비 등방성 입자에 대 한 관심 증가도 불구 하 고 조작 입자 기반 aAPC에 대 한 현재 접근은 주로 등방성 시스템 및 입자 모양 변경 방법 구현 하기 어려운, 호환 되지 않는 특정 aAPC 합성 수 전략, 그리고 부족 정밀도 재현성15. 우리의 박막 스트레칭 기법 수동으로 수행 하거나 빠르게 다양 한 생 분해성 고분자 합성 비 등방성 입자 생성을 자동화 된 방식에서 하나 또는 두 개의 크기15에서 원하는 종횡비를 뻗어 될 수 있습니다.
우리의 이전 작품을 바탕으로, 우리는 생 분해성 입자 기반 접근 방식을 개발 결합 기술로 확장 가능한 박막 스트레칭 빠르게 T 셀 확장 비보 전 또는 에 대 한 표준화 된 방식 aAPC 가변 크기와 형태를 생성 하 vivo. 주는이 aAPC 시스템 유연성의 높은 수준의 원하는 밀도, 입자 표면에 carboxyl 그룹에 관심의 모든 protein(s) 하 우리의 단백질 활용 전략을 사용할 수 있습니다. 우리는 또한 크기, 형태, 및 표면 단백질, aAPC의 콘텐츠를 특성화 하 고 그들의 기능에서 생체 외에서평가 하는 방법을 설명 합니다. 이 프로토콜은 면역 세포 vivo 전 또는 vivo에서 immunotherapeutic 응용 프로그램의 다양 한 확장을 쉽게 적용할 수 있습니다.
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여기에 설명 된 모든 메서드는 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC)의 존스 홉킨스 대학에 의해 승인 되었습니다.
1. 가변 크기의 구형 PLGA 입자의 제조
2. 가변 모양의 고분자 입자의 제조
3. 표면 단백질 활용 인공 항 원 제시 세포를 만드는
4. 특성화 및 aAPC의 평가
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자동화 된 2D 박막 장치를 스트레칭 위한 회로도 그림 1에서 주어진 다. 회로도 및 장치를 스트레칭 1 D 박막에 대 한 설명을 들 것은 알루미늄 부품 표준 밀링 및 가공 기술을 사용 하 여에서 건설 하는 호 외.17 에 부여 됩니다. 1 D 들 것와 마찬가지로, 2D 들 것 금속 그립 및 가이드 레일의 구성 되어 있습니다. 양방향 리드 나사 선형 회전 운동에 번역 하는 데 사용 됩니다. 리드 나사는 충분 한 토크를 가진 동일한 스테퍼 모터를 기계 탭을 통해 연결 된. 8 스테퍼 모터 제어 전선 박막 스트레칭을 위한 오븐 제어 콘솔에 쉽게 첨부 파일에 대 한 8-핀 열 amphenol 커넥터에 납땜 될 수 있다. 소계 (PTFE) 코팅 와이어 충분 한 길이의 스테퍼 모터 드라이버 제어 콘솔에서 연결을 사용 해야 합니다. 추천된 컴퓨터 제어 구조는
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이 프로토콜 이방성 고분자 입자의 정확한 세대에 대 한 다양 한 방법을 자세히 설명합니다. 여기서 설명 하는 기술 스트레칭 박막 확장성, 높은 재현성 및 저렴 한입니다. 비 등방성 입자를 생성 하기 위한 대체 기술 높은 비용, 낮은 처리량, 그리고 제한 된 입자 크기를 포함 하 여 많은 한계에서 고통. 박막 접근 스트레칭 또한 유리 입자 합성, 후 이방성 되도록 수정 때문에 이며, 결과적으로 다양 한 입자 크기 및 합성 기술을와 호환 됩니다. 그림 1 자동 2 차원 기지개 장치의 설치를 자세히 설명합니다. 이 장치 또한 영화 스트레칭의 원하는 수준에 도달 했습니다 때까지 나사를 수동으로 설정 하 여 전자 부품 없이 사용할 수 있습니다. 그러나, 우리가 훨씬 더 일관 되 고 수동 작업15보다 빠른 자동화 된 프로세스를 발견 했다. 다양 한 기술은 미세 접근17,,<...
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저자는 공개 없다.
EBA (DGE-1746891)와 KRR (DGE-1232825) NSF 대학원 연구 친교 프로그램을 지원 위한 감사합니다. RAM 국가 연구 서비스 상 NIH NCI F31 감사 (F31CA214147)와 지원을 위해 대학 과학자 들은 친목을 위한 성과 보상. 저자 감사 NIH (R01EB016721 및 R01CA195503), 방지 실명 제임스와 캐롤 무료 카 탈 수상, 연구 및 지원에 대 한 암 Immunotherapy JHU 블룸버그 Kimmel 연구소.
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| 침수 온도 프로브 | Fluke N/A | 모델명: Fluke 80PK 22 | |
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| Resomer RG 504 H, Poly(D,L-lactide-co-glycolide) | Sigma-Aldrich | 719900 | |
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| Homogenizer | IKA | ||
| Sonicator | 음향 및 재료, Inc. | N / A | 모델 번호 : VC 505 |
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| Sonicator microtip | Sonics & 재료, Inc. | N/A | 부품 번호: 630-0423 |
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| N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt | Sigma-Aldrich | 56485 | |
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| Alexa Fluor 488 안티-마우스 CD3 항체 | Biolegend | 100212 | |
| APC 안티-마우스 CD28 항체 | Biolegend | 102109 | |
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| ACK 용해 버퍼 | ThermoFisher Scientific | A1049201 | |
| C57BL/6J (Black 6) 마우스 | The Jackson Laboratory | 000664 | Male, 최소 7주 된 |
| U-Bottom 조직 배양 플레이트 | VWR | 353227 | 멸균, 96-웰 조직 배양 처리 폴리스티렌 플레이트 |
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| DB25 남성-남성 케이블 | Probotix | DB25-6 | |
| USB-A to USB-B 케이블 | 스테이플 | 2094915 | 동등한 케이블도 작동합니다 |
| . 8핀 Amphenol 커넥터 남성 및 여성 | Mouser | 654-97-3100A-20-7P 및 654-97-3106A20-7S | |
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| Corning 병 상단 진공 필터 시스템 | Sigma-Aldrich | CLS431097 | |
| Trypan Blue Solution, 0.4 % | ThermoFisher Scientific | 15250061 |
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