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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
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Erratum Notice
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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
여기에서, 마우스 종양 모델에서 종양 내재 및 주변부 유래 종양 침윤된 림프구의 특성화를 위한 종양 이식 프로토콜을 제시한다. 유세포 분석기를 사용한 수용자 유래 면역 세포의 유입에 대한 특이적 추적은 항종양 면역 반응 동안 이들 세포의 표현형 및 기능적 변화의 역학을 드러낸다.
T 세포 매개 면역은 종양에 대한 면역 반응에 중요한 역할을하며, 세포독성 T 림프구 (CTLs)는 암 세포를 근절하는 데 주도적 인 역할을합니다. 그러나, 종양 미세환경(TME) 내의 종양 항원-특이적 CD8+ T 세포의 기원 및 보충은 모호한 채로 남아있다. 이 프로토콜은 대리 신항원, 난알부민 (OVA) 및 TCR 트랜스제닉 OT-I 마우스를 안정적으로 발현하는 B16F10-OVA 흑색종 세포주를 채용하며, 여기서 CD8+ T 세포의 90% 이상이 클래스 I 주조직 적합성 복합체 (MHC) 분자 H2-Kb에 결합된 OVA 유래 펩티드 OVA 257-264 (SIINFEKL)를 특이적으로 인식한다. 이러한 특징들은 종양발생 동안 항원-특이적 T 세포 반응의 연구를 가능하게 한다.
이 모델을 종양 이식 수술과 결합하여, 기증자의 종양 조직을 종양과 일치하는 합성 수용자 마우스에 이식하여 이식된 기증자 조직으로의 수용자 유래 면역 세포의 유입을 정확하게 추적하여, 종양 고유 및 주변부 기원 항원 특이적 CD8+ 의 면역 반응을 분석할 수 있게 하였다. T 세포. 이 두 집단 사이에서 역동적 인 전환이 일어나는 것으로 나타났습니다. 총체적으로,이 실험 설계는 TME에서 CD8+ T 세포의 면역 반응을 정확하게 조사하기위한 또 다른 접근법을 제공했으며, 이는 종양 면역학에 대한 새로운 빛을 비출 것입니다.
CD8+ T 세포-매개 면역 반응은 종양 성장을 조절하는데 중추적인 역할을 한다. 종양 생성 동안, 나이브 CD8+ T 세포는 MHC 클래스 I-제한 방식으로 항원 인식시 활성화되고, 이어서 이펙터 세포로 분화되고 종양 질량 1,2로 침윤된다. 그러나, 종양 미세환경(TME) 내에서, 장기간의 항원 노출, 뿐만 아니라 면역억제 인자는, 침윤된 종양 특이적 CD8+ T 세포를 "고갈"3으로 알려진 저반응 상태로 유도한다. 고갈된 T 세포 (Tex)는 급성 바이러스 감염에서 생성된 이펙터 또는 기억 T 세포와 구별되며, 전사적으로 및 후성유전학적으로 둘 다이다. 이들 텍스 세포는 주로 일련의 억제 수용체의 지속적이고 상승된 발현뿐만 아니라 이펙터 기능의 계층적 손실을 특징으로 한다. 또한, 소진된 CD8+ T 세포의 손상된 증식 능력은 종양 특이적 T 세포의 수의 감소를 초래하여, TME 내의 잔류 CD8+ T 세포가 종양 진행에 대해 충분한 보호 면역을 간신히 제공할 수 있다3. 따라서, 종양내 항원-특이적 CD8+ T 세포의 유지 또는 강화는 종양 억제에 필수적이다.
더욱이, 면역 체크포인트 봉쇄 (ICB) 요법은 T 세포 침윤을 증가시킴으로써 종양에서 텍스를 다시 활성화시키고, 따라서, T 세포 수 및 회춘 T 세포 기능을 활성화시켜 종양 억제를 증진시키는 것으로 여겨진다. ICB 치료의 광범위한 적용은 암 치료 환경을 변화시켰으며, 환자의 상당 부분이 내구성 있는 반응을 경험하고있다 4,5,6. 그럼에도 불구하고, 대부분의 환자와 암 유형은 ICB에 일시적으로 반응하지 않거나 단지 일시적으로 반응한다. TME에서의 부적절한 T 세포 침윤은 ICB 내성 7,8을 차지하는 근본적인 메카니즘 중 하나로 가정되었다.
몇몇 연구는 환자 및 마우스 모델 9,10,11,12 모두에서 종양 침윤성 CD8+ T 세포 (TILs)의 이질성을 입증하였다. 종양 덩어리에서 T 세포 인자-1 (TCF1)을 발현하는 CD8+ T 세포의 서브세트가 줄기 세포 유사 특성을 나타내는 것으로 확인되었으며, 이는 말기 소모 된 T 세포를 더 일으킬 수 있으며 ICB 치료 후 증식 파열을 담당합니다 12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22년. 그러나, 항원 특이적 TCF1+CD8+ T 세포의 단지 작은 비율만이 TME에 존재하고, ICB23,24,25,26에 반응하여 분화된 자손의 확장된 풀을 생성한다는 것이 입증되었다. 이 집단의 제한된 크기가 종양 진행을 조절하기 위해 세포독성 T 림프구 (CTLs)의 지속성을 보장하기에 충분한지 여부는 알려지지 않았으며, 주변 조직으로부터 보충이 있는지 여부는 추가 조사가 필요하다. 더욱이, 최근의 연구는 기존의 종양 특이적 T 세포의 불충분한 활성화 능력 및 항프로그램된 세포 사멸 단백질 1 처리 후에 신규한, 이전에 존재하지 않는 클론형의 출현을 시사한다. 이는 체크포인트 차단에 대한 T 세포 반응이 T 세포 클론(27)의 별개의 레퍼토리의 새로운 유입에 기인할 수 있음을 나타낸다. TME에서 방관자 비종양 반응성 세포독성 T 세포 분획의 존재와 함께, 이러한 발견은 주변부 유래 CD8+ T 세포11의 역할을 연구하기 위한 종양 동종이식편 모델의 확립을 촉발시켰다.
지금까지, 여러 종류의 종양 이식뿐만 아니라 면역 세포 입양 전달이 종양 면역학28 분야에서 널리 사용되어 왔다. TILs, 말초 혈액 단핵 세포, 및 종양-반응성 면역 세포는 다른 조직으로부터 기원된 이들 방법을 사용하여 잘 특성화될 수 있다. 그러나, 전신 및 국소 항종양 면역 사이의 상호작용을 연구할 때, 이들 모델은 주변부와 TME로부터 유래된 면역 세포 사이의 상호작용을 조사하기에 부적합한 것으로 보인다. 여기서, 종양 조직을 공여자로부터 종양 매칭 수용자 마우스로 이식하여 수용자 유래 면역 세포의 유입을 정확하게 추적하고 TME에서 공여체 유래 세포를 동시에 관찰하였다.
본 연구에서, 대리 신항원 난알부민을 안정적으로 발현하는 B16F10-OVA 흑색종 세포주와 함께 흑색종의 뮤린 신생 모델이 확립되었다. CD8+ T 세포의 90% 이상이 클래스 I MHC 분자 H2-Kb에 결합된 OVA 유래 펩티드 OVA257-264(SIINFEKL)를 특이적으로 인식하는 TCR 트랜스제닉 OT-I 마우스는 B16F10-OVA 종양 모델에서 개발된 항원 특이적 T 세포 반응의 연구를 가능하게 한다. 이 모델을 종양 이식과 결합하여, 종양-고유 및 주변-기원 항원-특이적 CD8+ T 세포의 면역 반응을 비교하여, 이들 두 집단 사이의 동적 전이를 드러냈다. 총체적으로, 이 실험 설계는 TME에서 CD8+ T 세포의 면역 반응을 정밀하게 조사하기 위한 또 다른 접근법을 제공하였고, 이는 TME에서 종양 특이적 T 세포 면역 반응의 역학에 대한 새로운 빛을 발산한다.
모든 마우스 실험은 세 번째 군사 의과 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회의 지침에 따라 수행되었습니다. 6-8 주령의 C57BL / 6 마우스와 18-22 g의 나이브 OT-I 트랜스제닉 마우스를 사용하십시오. 무작위 추출이나 "눈부심"없이 남성과 여성 모두를 사용하십시오.
1. 배지 및 시약의 제조
2. B16F10-OVA 세포 현탁액의 제조
참고 : 세포 배양은 엄격한 무균 조건 하에서 생물 안전 후드에서 수행되어야합니다.
3. 마우스의 사타구니 부위에 B16F10-OVA 세포의 자궁외 종양 이식
4. 선천적으로 표시된 OT-I T 세포를 종양 보유 마우스로 입양 전달
5. 종양을 가진 기증자 쥐에게서 종양 질량을 해부하십시오
참고: 섹션 5와 6에서 수술 중 멸균 상태를 유지하십시오. 각 사용 전후에 오토클레이빙을 통해 모든 수술기구를 멸균하십시오. 생물 안전 캐비닛의 작동 영역을 75 % 에탄올로 소독 한 다음 자외선을 조사하십시오. 깨끗한 가운, 모자, 얼굴 마스크 및 멸균 장갑을 착용하십시오.
6. 종양-매칭된 수용자 마우스에 공여체 유래 종양의 피하 이식
참고 : 동종 이식편은 두 개의 종양이 동일한 림프절로 배출되도록 이전에 존재하는 종양과 같은면에있는 마우스의 아래쪽 측면에 이식되어야합니다. 여기에 제시된 프로토콜에서, B16F10-OVA 종양이 마우스의 왼쪽 사타구니 영역에 피하 이식됨에 따라(섹션 3), 공여체 유래 종양 조직을 이 단계에서 수용자의 왼쪽 측면 상에 이식하였다. 이식 부위는 최초 이식된 종양 부위에 적응될 수 있다.
이 프로토콜의 회로도는 그림 1에 나와 있습니다. 종양 접종 8일 후, CD45.1+ 및 CD45.1+CD45.2+ OT-I 세포를 B16F10-OVA 종양 보유 C57BL/6 마우스에 주사하였다. 종양을 이식 후 8일째에 CD45.1+ OT-I 세포 이식 마우스(공여자)로부터 외과적으로 해부하고, 이식된 종양과 동일한 쪽의 등쪽 옆구리에 종양-매칭된 CD45.1+CD45.2+ OT-I 세포 이식된 마우스(수용자)에 이식하였다. 유세포 분석기(도 2에 도시된 게이팅 전략) 분석을 통해, CD44+CD8+ 종양 항원-특이적 T 세포의 2개 집단은 CD45.1+ 공여자 유래 및 CD45.1+CD45.2+ 수용자 유래 TIL을 포함하는 TME에서 용이하게 확인될 수 있다. 이어서, 동종이식편 내의 이들 두 집단의 비율을 항원 특이적 CD8+ T 세포의 역학을 연구하기 위해 지시된 시점에서 분석하였다. 이식 후 2일째에, 이식된 종양 내에 공여체 유래 항원 특이적 CD8+ T 세포의 ~83%가 존재하였으며, 이는 수용자 유래 대응물보다 더 우세하였다. 그러나, 수용자 유래 OT-I 세포의 비율은 종양발생의 후기 단계에서 상승하였고, 종양-공여체로부터 유래된 종양-고유 OT-I 세포를 초과하였다. (그림 3).

그림 1: 실험 설계의 회로도. C57BL / 6마우스는 사타구니 부위의 B16F10-OVA 종양으로 도전받습니다. 8일 후, 상이한 선천적으로 표시된 (CD45.1+ 또는 CD45.1+CD45.2+) OT-I 세포가 종양 보유 마우스로 전달된다. 전사 후 8일째에, CD45.1+ OT-I 세포-이식된 마우스 상의 종양을 외과적으로 해부하고, 종양과 일치하는 CD45.1+CD45.2+ OT-I 세포-이식된 수용자 내로 피하 이식하여 기존 종양과 동일한 측면의 측면으로 이식한다. 이어서, 마우스를 희생시키고, 동종이식편 내의 항원 특이적 T 세포 (OT-I 세포)를 지시된 시점에서 분석한다. 약어: CD = 분화의 클러스터; i.v. = 정맥내; 삭 = 희생. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 유세포 분석의 게이팅 전략. 게이팅 전략은 동종이식편 내에서 공여체 유래 (CD45.1+) 및 수용자 유래 (CD45.1+CD45.2+) 항원 특이적 CD44+CD8+ T 세포를 확인하기 위해 사용된다. 약어: SSC-A = 측면 산란 영역; FSC-A = 전방 산란-영역; FSC-W = 전방 산란-폭; FSC-H = 순방향 산란-높이; SSC-W = 측면 산란-폭; SSC-H = 측면 산란-높이; L / D = 라이브 / 데드; CD = 차별화의 클러스터. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

도 3: 종양 동종이식편 내의 공여체 및 수용자 유래 항원-특이적 CD8+ T 세포의 비율. 이식 후 제2일, 8일 및 제15일에 종양 동종이식편 내에서 공여체 유래 및 수용자 유래 OT-I 세포를 확인하기 위해 사용된 동종 마커 CD45.1 및 CD45.2의 발현을 나타내는 대표적인 유세포 분석 플롯. 상기 숫자는 CD44+CD8+ T 세포 집단에서 두 하위세트의 백분율을 나타낸다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
저자는 공개 할 이해 상충이 없습니다.
여기에서, 마우스 종양 모델에서 종양 내재 및 주변부 유래 종양 침윤된 림프구의 특성화를 위한 종양 이식 프로토콜을 제시한다. 유세포 분석기를 사용한 수용자 유래 면역 세포의 유입에 대한 특이적 추적은 항종양 면역 반응 동안 이들 세포의 표현형 및 기능적 변화의 역학을 드러낸다.
이 연구는 저명한 젊은 학자를위한 국립 자연 과학 기금 (31825011 번에서 LY)과 중국 국립 자연 과학 재단 (QH에 31900643 번, ZW에 31900656 번)의 보조금으로 지원되었습니다.
| 0.22 &무; m 필터 | Millipore | SLGPR33RB | |
| 1mL 투베르쿨린 주사기 | KDL | BB000925 | |
| 1.5mL 원심분리기 튜브 | KIRGEN | KG2211 | |
| 100 U 인슐린 주사기 | BD Biosciences | 320310 | |
| 15mL 원추형 튜브 | BEAVER | 43008 | |
| 2,2,2-Tribromoethanol (Avertin) | Sigma | T48402-25G | |
| 2- 메틸 -2- 부탄올 | 시그마 | 240486-100ML | |
| 70 & m 나일론 세포 여과기 | BD Falcon | 352350 | |
| APC 안티 마우스 CD45.1 | BioLegend | 110714 | 클론 : A20 |
| B16F10-OVA 세포주 | bluefbio | BFN607200447 | |
| BSA-V (소 혈청 알부민) | Bioss | bs-0292P | |
| BV421 마우스 안티 마우스 CD45.2 | BD Horizon | 562895 | 클론 : 104 |
| 세포 배양 접시 | BEAVER | 43701/43702/43703 | |
| 원심분리기 | Eppendorf | 5810R-A462/5424R | |
| cyclophosphamide | Sigma | C0768-25G | |
| Dulbecco의 Modified Eagle Medium | Gibco C11995500BT | ||
| EasySep 마우스 CD8+ T 세포 분리 키트 | Stemcell Technologies | 19853 | |
| EDTA | Sigma | EDS-500g | |
| FACS 튜브 | BD Falcon | 352052 | |
| 소 태아 혈청 | Gibco | 10270-106 | |
| 유세포 분석기 | BD | FACSCanto II | |
| 혈구계 | PorLab Scientific | HM330 | |
| 이소플루란 | RWD 생명 과학 | R510-22-16 | |
| KHCO3 | Sangon Biotech | A501195-0500 | |
| LIVE/DEAD 고정 가능한 근적외선 데드 셀 염색 키트, 633 또는 635nm 여기용 | Life Technologies | L10199 | |
| 바늘 캐리어 | RWD Life Science | F31034-14 | |
| NH4Cl | Sangon Biotech | A501569-0500 | |
| 파라포름알데히드 | Beyotime | P0099-500ml | |
| PE 안티 마우스 TCR V α 2 | BioLegend | 127808 | 클론:B20.1 |
| 펜 스트렙 글루타민(100x) | Gibco | 10378-016 | |
| PerCP/Cy5.5 안티 마우스 CD8a | BioLegend | 100734 | 클론:53-6.7 |
| RPMI-1640 | Sigma | R8758-500ML | |
| 아지드화나트륨 | 시그마 | S2002 | |
| 수술용 겸자 | RWD 생명 과학 | F12005-10 | |
| 외과 용 가위 | RWD 생명 과학 | S12003-09 | |
| 봉합사 | 스레드 RWD 생명 과학 | F34004-30 | |
| 트립신 - EDTA | 시그마 | T4049-100ml |