Dit artikel beschrijft in vivo en in vitro methodologie om de thymische vestigingsprogenitors te karakteriseren door de analyse van de kinetiek van generatie, fenotype en aantallen van hun T-cel nakomelingen.
Methodenartikel
Dit artikel beschrijft in vivo en in vitro methodologie om de thymische vestigingsprogenitors te karakteriseren door de analyse van de kinetiek van generatie, fenotype en aantallen van hun T-cel nakomelingen.
Karakteriseren thymus regelen voorlopercellen van belang te begrijpen van de pre-thymus stadia van T cel ontwikkeling essentieel strategieën voor T-cel vervanging lymfopenische patiënten ontwikkelen. We bestudeerden thymus afwikkeling progenitoren murine embryonale dag 13 en 18 thymi twee complementaire in vitro en in vivo technieken, beide gebaseerd op de "opknoping drop" methode. Deze methode toegestaan koloniseren bestraalde foetale thymus lobben met E13 en / of E18 thymus voorlopers onderscheiden door CD45 allotypische markers en dus na hun nageslacht. Kolonisatie met gemengde bevolking maakt het analyseren cel autonome verschillen in de biologische eigenschappen van de voorouders, terwijl kolonisatie met ofwel bevolking verwijdert mogelijk concurrerende selectieve druk. De gekoloniseerde thymus lobben kan ook geënt in mannelijke immunodeficiënte ontvangende muizen waardoor de analyse van het rijpe T cel nakomelingen in vivo, zoals populatiedynamica van tHij perifere immuunsysteem en kolonisatie van verschillende weefsels en organen. Foetale thymus orgaankweken gebleken dat E13 voorlopers snel ontwikkeld in alle volwassen CD3 + cellen en leidde tot de canonieke γδ T cel subsets, zogenaamde dendritische epitheliale T cellen. Ter vergelijking, E18 voorlopers een vertraagde differentiatie en konden dendritische epitheliale T cellen te genereren. De controle van perifeer bloed-thymus geënte CD3 - / - muizen voorts gebleken dat E18 thymus regelen voorlopers genereren, tijd, grotere aantallen mature T cellen dan hun tegenhangers E13, een eigenschap die niet konden worden gewaardeerd in de foetale thymus korte termijn orgaankweken.
T-lymfocyten, met het αβ of γδ T-celreceptor (TCR), differentiëren in een gespecialiseerd orgaan, de thymus. De volledig ontwikkelde thymus is georganiseerd in twee verschillende gebieden: de cortex, waar de thymus voorouders ontwikkelen en waar de thymocytes dat productief herschikken de TcR β en α-keten genen worden gered van de dood geprogrammeerd (een proces dat bekend staat als positieve selectie); en het merg, waar de geselecteerde thymocyten met te sterke reactiviteit op self-liganden worden verwijderd (negatieve selectie) 1,2. De thymus is afkomstig van de endodermale laag van het derde faryngeale zak die later wordt omgeven door mesenchymale cellen 3. Het wordt gekoloniseerd door hematopoëtische voorlopercellen vanaf embryonale dag E12 en daarna continu rekrutering vereist voor normale T-cel ontwikkeling 4. Thymus immigranten evolueren door opeenvolgende ontwikkelingsstadia, georkestreerd door een strak gereguleerde programma, geïnitieerd en maintained door de activering van het Notch signaling pathway op thymocyten na interactie met zijn ligand, zoals delta 4, uitgedrukt op thymus epitheelcellen (TEC) 5.
Thymocyt ontwikkeling begint bij de zogenaamde CD4 - CD8 - dubbele ontkenning (DN) stadia. DN thymocyten kunnen verder worden onderverdeeld op basis van de expressie van CD25 en CD44 in DN1 (CD25 - CD44 +), DN2 (CD25 + CD44 +), DN3 (CD25 + CD44 -) en DN4 (CD25 - CD44 -). CD24 (HSA) en CD117 (c-Kit) verdeelt verder de DN1 compartiment in 5 subgroepen, waar DN1a en b overeen met het begin van de thymus voorlopercellen (ETP). Thymocyten herschikken de TcR δ, β en α-ketens in de DN podium en ondergaan vooraf TcR selectie (DN3-DN4 stages). Ze verdere doorvoer naar de CD4 + CD8 + dubbele positieve (DP) compartiment waar de TcR α-keten herschikt voorafgaand aan positieve en negatieve Selectie. In dit stadium meeste thymocyten worden geëlimineerd en slechts een klein percentage (3-5%) bereikt de CD4 + of CD8 + rijpe T cel compartiment.
De lymfoïde differentiatie pad vordert door de stadia van HSC dat multipotente voorlopercellen (MPP) en lymfoïde primer multipotente voorlopercellen (LMPP) dat de erytrocyten en megakaryocyt potentiële 6 verloren genereren. LMPP wordt fenotypisch gedefinieerd door de afwezigheid van gedifferentieerde bloedcellen markers (lineage negatief, Lin -), de expressie van c-Kit (CD117), Sca-1 en Flt3 / flk2 (CD135) en de afwezigheid van detecteerbare niveaus van interleukine ( IL) -7 receptor α-keten (IL-7rα of CD127). LMPPs verder te differentiëren in gewone lymfoïde voorlopers (CLP) 7, dat door die fase de capaciteit om myeloïde cellen te genereren hebben verloren. CLP behouden lymfocyten (B- en T-cel), NK cellen, DC en aangeboren lymfoïde cellen (ILC) potentieel en verschillen van LMPP door de expressie van CD127 en de afwezigheid van hoge niveaus van Sca-1.
Hoewel de aard van de thymus afwikkeling voorlopers (TSP) is uitvoerig besproken 8, onlangs duidelijk geworden dat TSP verandering fenotype, differentiatiepotentieel en functie, tijdens de ontwikkeling 9. We voerden in vitro en in vivo assays voor het TSP, geïsoleerd door FACS celsortering van ofwel E13 (eerste golf) of E18 (tweede golf) te karakteriseren. Foetale thymus orgel culturen (FTOC) met bestraalde thymus lobben gekoloniseerd door gelijke aantallen van E13 en E18 voorouders, dragen verschillende allotypische markers, mogen na hun nakomelingen in een soortgelijke ontwikkeling milieu en onthulde cel intrinsieke eigenschappen, verschillende tussen beide soorten voorouders. Thymus lobben gekoloniseerd door ofwel E13 of E18 TSP toegestaan ontwikkeling zonder selectie als gevolg van concurrentie tussen beide voorouders. In vivo transplantatie van de gekoloniseerde thymus lobben toonde verder aan dat ook thij volwassen nakomelingen van E13 en E18 TSP hebben verschillende biologische eigenschappen in vivo. TSP uit de eerste golf snel genereren van T-cellen, maar aanleiding geven tot lage aantallen αβ en γδ T-cellen. Onder de laatste detecteerden we Vγ5Vδ1 dendritische epitheliale T-cellen (DETC), dat een invariant TcR, migreren naar de opperhuid waar ze uitoefenen van een functie in wondgenezing en worden alleen geproduceerd tijdens de embryonale ontwikkeling 10. Daarentegen TSP van de tweede fase langer duren om grote aantallen TcR + T-cellen te genereren en niet kunnen DETC genereren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Ethiek statement: alle experimenten werden uitgevoerd volgens het Pasteur Instituut Ethic Charter, door het Franse ministerie van Landbouw goedgekeurd en aan de EU-richtlijnen. Een manipulator met een opleiding op kleine knaagdieren chirurgie, gecertificeerd door het Franse ministerie van Landbouw, voert alle chirurgische ingrepen.
OPMERKING: Zie bijlage Tabel 1 toont het 5-stappenplan procedure.
1. Selectie van de embryo's
2. Dissection van de embryo's onder een horizontale laminaire stroming Hood
OPMERKING: Twee dagen voor het enten experiment.
3. Isolatie van de Thymus
4. Cell Schorsingen
5. kleuring met fluorescerende antilichamen en Cell Sorting
LET OP: Alle antilichamen zijn eerder getitreerd om een optimale definitie van de bevolking (de titrat verkrijgenion kan variëren met het antilichaam batch).
6. Kolonisatie van E14 Thymic Lobes met voorouders: Opknoping Drop Techniek
7. Foetale Thymic Organ Cultuur
8. Enten Onder de Nier Capsule onder steriele omstandigheden
OPMERKING: De nierparenchym is omgeven door bindweefsel vormen van een capsule. De sub-capsulaire gebied is bijzonder rijk aan bloed- en lymfevaten waardoor een geschikte omgeving voor de ontwikkeling van transplantaten (bijvoorbeeld thymus lobben, pancreatische eilandjes of pasgeborene harten). Enten wordt meestal op de linker nier omdat het toegankelijker is dan de rechter nier. CD3 - / - mannelijke muizen werden als ontvangers aldus graft versus host reactie veroorzaakt minor histocompatibility antigenen verbonden met het Y-chromosoom voorkomen omdat geslachtsbepaling voordat E15 is niet eenvoudig.
9. Analyse van het TSP nageslacht door flowcytometrie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Om een methode thymus lobben van endogene thymocyten waardoor betere ontwikkeling koloniseren progenitors afbrekende kiezen, vergeleken we de niveaus van T-cel reconstitutie thymus lobben gekoloniseerd na bestraling of een 5-daagse deoxy-guanosine (d-Gua) behandeling. De resultaten tonen dat, terwijl er geen verschil op dag 9 van kweek, bestraald kwabben bevatte meer T-cellen dan behandeld met d-Gua, op dag 12. Aldus bestraling geschikter dan d-Gua behandeling om T cel ontwikkeling verzoekt nadat thymus kolonisatie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Twee belangrijke testen kunnen worden gebruikt om T-celdifferentiatie ex vivo te analyseren. De laatst gerapporteerde de co-cultuur van hematopoiëtische progenitors met BM stromale cellen, OP9, de uiting van de liganden van Noth1, delta zoals 1 of 4 12. Het 2-D test is gemakkelijk uit te voeren zeer efficiënte en gevoelige, waardoor analyse op de single cell niveau. Echter geen ondersteuning T cel ontwikkeling dan het stadium van DP noch de vorming van γδ DETC 13, die beide vereisen direct...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.
Ondersteund door het Instituut Pasteur, INSERM, Agence Nationale de Recherche ANR (Grant 'lymfopoiese'), de Revive Future Investment Program en "La Ligue contre le Cancer".
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 90 x 15 mm en 35 x 15 mm kunststof weefselkweek Petri schotels. | TPP | T93100/T9340 | Sterilisatie |
| 26 G ⅜" 0,45 x 10 mm spuiten met naalden | BD Plastipak | 300015 | Celsuspensie |
| Gesteriliseerde nylon gaasboltdoek, 50/50 mm stukken. | SEFAR NITEX | 03-100/32 | Filtratie van cellen |
| Ethanol 70%. | VWR | 83801.36 | Sterilisatie acties |
| Jodide Povidone 10% (Betadine) | MEDA Pharma | 314997.8 | Sterilisatie acties |
| Ketamine 100 mg/ml (stockoplossing) | MERIAL | Anesthesie | |
| Xylazin 100 mg/ml in PBS (stockoplossing) | Sigma | X1251-1G | Anesthesie en spierverslapper |
| Buprenorfin 0,3 mg/ml stockoplossing | AXIENCE | Morfine analgeticum | |
| Ophtalmisch gel (0,2% cyclosporine) | Schering-Plough Animal Health | Oogbescherming | |
| DPBS (+ CaCl2, MgCl2) | GIBCO Life Technology | 14040-174 | om embryo's te isoleren |
| HBSS Hanks' Balanced Salt Solution (+ CaCl2, MgCl2) | GIBCO Life Technology | 24020-091 | om het bloed weg te spoelen en de embryo's te dissekeren |
| OPTI-MEM I GlutaMAX I | GIBCO Life Technology | 51985-026 | Medium voor culturen |
| Foetaal runder serum | EUROBIO | CVFSVF00-0U | additief voor culturen |
| Penicilline en streptomycine | GIBCO Life Technology | 15640-055 | Antibiotica voor culturen |
| 2-Mercaptoethanol | GIBCO Life Technology | 31350010 | additief voor culturen |
| LEICA MZ6 Dissectiemicroscoop | LEICA | MZ6 10445111 | Oculaire W-Pl10x/23 |
| Koudlampbron | SCHOTT VWR | KL1500 compact | Twee aangepaste ganshalsvezels |
| Siliconen elastomeer | World Precision Instruments | SYLG184 | Dissectiekussen |
| Lepel, rond en geperforeerd | Fine Science Tools | 10370-18 | Dissectietools |
| Fijne irisschaar | Fine Science Tools | 14090-09 | Dissectietools |
| Vannas veerschaar | Fine Science Tools | 15018-10 | Dissectietools |
| Forceps: Dumont #5/45 Inox 11 cm | F.S.T. | 11253-25 | Dissectietools |
| 2 paren fijne rechte klokkenmakersforceps Dumont #5 11 cm fijne uiteinden. | Fine Science Tools | 11295-20 | Dissectietools |
| Polyamidedraad met naald 6-0 C-3 3/8c | ETHICON | F2403 | voor hechtingen |
| Naaldhouder | MORIA/F.S.T. | 12060-02 | voor hechtingen |
| Verwarmingskussen | VWR | 100229-100 | Om de muistemperatuur tijdens anesthesie te handhaven |
| Membran Isopore RTTPO2500 | DUTSCHER | 44210 | Voor FTOC |
| Terasaki 60 welplaten | FISHER | 1x270 10318801 | Voor de ophangdruppeltechniek |
| Gaasjes, steriele 7,5 x 7,5 cm | Hydrex | 11522 | Om desinfectieoplossing aan te brengen |
| Fluorescentie of biotin gelabelde antilichamen | BD Biosciences, Biolegend of e-Biocsiences | Clone Number zie tabel hieronder | Cellen kleuren |
| MACS Columns/Streptavidine Microbeads | Miltenyi Biotec | 130-042-401/130-048-101 | Celdepletie |
| Muizen | Charles Rivers Laboratories (CD45.1) en Janvier Labs (CD45.2) | C57BL/6 CD45.1 OF CD45.2 | Bron van cellen en thymuskwabben |
| Muizen | CDTA Orléans, Frankrijk | CD 3 epsilon Ko CD45.2 | Greftproeferiment |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen