Hier demonstreren we de in vivo functie van cutane dendritische celsubsets in Th17-immuniteit van diepe dermale Candida albicans-infectie .
Methodenartikel
Hier demonstreren we de in vivo functie van cutane dendritische celsubsets in Th17-immuniteit van diepe dermale Candida albicans-infectie .
De huid is het buitenste barrièreorgaan in het lichaam, dat verschillende soorten dendritische cellen (DC's) bevat, een groep professionele antigeenpresenterende cellen. Wanneer de huid in aanraking komt met binnendringende ziekteverwekkers, initiëren verschillende cutane DC's een duidelijke T-cel-immuunrespons om het lichaam te beschermen. Onder de binnendringende ziekteverwekkers zorgt schimmelinfectie specifiek voor een beschermende interleukine-17-producerende Th17-immuunrespons. Er werd een protocol ontwikkeld om Th17-cellen efficiënt te differentiëren door intradermale Candida albicans-infectie om een subset van cutane DC's te onderzoeken die verantwoordelijk zijn voor het induceren van Th17-immuniteit. Flowcytometrie en genexpressie-analyses toonden een prominente inductie van Th17-immuunrespons in huiddrainerende lymfeklieren en geïnfecteerde huid. Met behulp van difterietoxine-geïnduceerde DC-subset-depleting muizenstammen, bleken CD301b+ dermale DC's verantwoordelijk te zijn voor het opzetten van optimale Th17-differentiatie in dit model. Dit protocol biedt dus een waardevolle methode om in vivo de functie van differentiële subsets van cutane DC's te bestuderen om de Th17-immuniteit tegen diepe huidschimmelinfectie te bepalen.
De huid is het buitenste barrièreorgaan, dat het lichaam beschermt tegen binnendringende externe ziekteverwekkers en prikkels1. De huid bestaat uit twee verschillende lagen, waaronder de epidermis - een gelaagd epitheel van keratinocyten - en de onderliggende dermis - een dicht netwerk van collageen en andere structurele componenten. Als primair epitheelbarrièreweefsel zorgt de huid voornamelijk voor fysieke barrières en draagt het bij aan extra immunologische barrières omdat het talrijke residente immuuncellen bevat 2,3. Onder de cutane immuuncellen zijn dendritische cellen (DC's) een type professionele antigeenpresenterende cellen, die actief zelf- en niet-zelf-antigenen opnemen en naar de regionale lymfeklieren (LN's) migreren om antigeenspecifieke T-celresponsen en tolerantie te initiëren volgens de aard van antigenen4.
De huid herbergt epidermale antigeenpresenterende cellen, namelijk de Langerhanscellen (LC's) en ten minste twee soorten DC's, waaronder dermale type 1 conventionele DC's (cDC1) en dermale type 2 conventionele DC's (cDC2)5. Epidermale LC's zijn van embryonale monocytaire oorsprong en behouden hun celaantal door zichzelf in stand te houden onder homeostatische omstandigheden6. Daarentegen zijn dermale cDC1 en cDC2 van hematopoëtische stamceloorsprong en worden ze continu aangevuld door DC-toegewijde voorlopercellen5. Cutane DC's worden gekenmerkt door hun oppervlaktemarkers, grofweg onderverdeeld in Langerin+ (inclusief LC's en cDC1) en CD11b+Langerin-populaties (voornamelijk cDC2). Bovendien heeft deze groep onthuld dat de CD11b+Langerin-DC-populatie verder wordt geclassificeerd in twee subgroepen volgens CD301b-expressie7.
De belangrijke functionele kenmerken van cutane DC's zijn gecentreerd op een taakverdeling, die voornamelijk wordt bepaald door de intrinsieke aard van elke subset van DC's, in situ locaties van de DC's, de weefselmicro-omgeving en lokale ontstekingssignalen8. Deze functionele kenmerken van cutane DC's vereisen het onderzoek naar de rol van specifieke subsets van DC's tijdens bepaalde soorten immuunrespons van de huid. Bij antigene stimulatie door cutane DC's in de drainerende LN's, differentiëren naïeve CD4+ T-cellen in specifieke subsets van helper-T-cellen, die een set gedefinieerde cytokines produceren voor het uitoefenen van hun effectorfunctie9. Onder de CD4+ helper T-cel subsets spelen interleukine-17 (IL-17)-producerende Th17-cellen een cruciale rol bij auto-immuunziekten en antischimmelimmuniteit10. In dit opzicht is huidschimmelinfectie een robuust model geweest om de Th17-immuniteit in vivo te bestuderen 11,12,13. Wanneer met tape gestripte huiden epicutaan worden blootgesteld aan de gist Candida albicans (C. albicans), spelen epidermale LC's een cruciale rol bij het aansturen van antigeenspecifieke Th17-differentiatie14.
Beschermende immuniteit tegen intradermale C. albicans-infectie vereist aangeboren immuniteit, zoals de fibrinolytische activiteit van fibroblasten en fagocyten15. Er is echter weinig bekend over de rol van cutane DC-subgroepen bij het tot stand brengen van Th17-immuniteit bij diepe dermale C. albicans-infectie . Dit artikel beschrijft een methode van intradermale huidinfectie van C. albicans, die lokale en regionale Th17-immuunresponsen veroorzaakt. De toepassing van difterietoxine (DT)-geïnduceerde DC-subset depletie-muizenstammen onthulde dat CD301b+ dermale DC's cruciaal zijn voor de immuniteit van Th17 in dit model. De hier beschreven benadering maakt het mogelijk om de Th17-respons op diepe dermale invasieve schimmelinfectie te bestuderen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
LET OP: Alle dierproeven zijn goedgekeurd door de Institution Animal Care and Use Committee (IACUC, Approval ID: 2019-0056, 2019-0055). Voor dit onderzoek werden zeven tot 9 weken oude wildtype (WT) C57BL/6 vrouwelijke muizen met een gewicht van 18-24 g gebruikt. Sommige onderzoeken werden uitgevoerd met vrouwelijke Langerin-difterietoxinereceptor (DTR) en CD301b-DTR-muizen van dezelfde leeftijd en hetzelfde gewicht. Vier tot zes muizen werden in elke groep gebruikt voor een experiment en de gegevens zijn representatief voor drie onafhankelijke experimenten. Deze werkzaamheden werden uitgevoerd onder omstandigheden van bioveiligheidsniveau 3, die ook konden worden uitgevoerd onder omstandigheden van bioveiligheidsniveau 2 volgens de richtlijnen van de instelling (kamertemperatuur 23 °C ± 3 °C, vochtigheid 50% ± 10%).
1. Bereiding van Candida albicans
OPMERKING: Experimenten in dit gedeelte zijn uitgevoerd in een biologische veiligheidskast.
2. Muisvoetzolinfectie met C. albicans

Figuur 1: Schematisch diagram van het intradermale Candida albicans-infectiemodel . (A) De achterpotloden van muizen werden intradermaal geïnjecteerd met 1 × 107 C. albicans. Na 7 dagen werden de voetzolen van muizen opnieuw blootgesteld aan 1 × 107 HK C. albicans door intradermale injectie en werd de overgevoeligheidsrespons van het vertraagde type 24 uur na antigeenprovocatie gemeten. Lokale immuunrespons tijdens C. albicans-sensibilisatie werd na 7 dagen geanalyseerd in huiddrainerende LN's. (B, C) Afbeeldingen van voetzolen vóór intradermale voetzolinjectie met C. albicans. (D, E) Injectie van C. albicans in de diepe dermis van de rechter voetzool. (F, G) Klinische tekenen van roodheid en zwelling na injectie van de rechtervoetzool. (H) Een schets van de lymfepaden van het voetkussen naar popliteale LN's na injectie met C. albicans . (I) Blootgestelde popliteale LN's achter de knie 7 dagen na injectie met C. albicans en (J) zonder injectie. Afkortingen: HK = hitte-gedood; LNs = lymfeklieren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Door difterietoxine geïnduceerde dendritische celdepletie in vivo
OPMERKING: In deze studie werden zowel Langerin-DTR- als CD301b-DTR-muizen 1 dag voor en na intradermale sensibilisatie voor C. albicans behandeld met DT.
4. Kwantitatieve real-time polymerasekettingreactie
5. Celisolatie en flowcytometrische analyse
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Hier hebben we een intradermale infectiemodel van C. albicans gedemonstreerd om de rol van cutane DC-gemedieerde Th17-immuunrespons in vivo te bestuderen. Na een eerste intradermale injectie met C. albicans in de voetzolen werden de huiddrainerende LN's vergroot (Figuur 2A). Tijdens de sensibilisatieperiode was de verhouding van CD4+ tot CD8+ effector-T-cellen aanzienlijk verhoogd (Figuur ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit artikel beschrijft een methode van intradermale C. albicans-infectie die het mogelijk maakt om de rol van cutane DC's in de Th17-immuunrespons in vivo te bestuderen. Door multiparametrische flowcytometrische analyse toe te passen met DT-geïnduceerde muizenstammen, ontdekten we dat CD301b+ dermale DC's een cruciale cutane DC-subset zijn voor het initiëren van Th17-immuniteit tegen diepe dermale C. albicans-infectie . Bovendien toonden de resultate...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.
Dit onderzoek werd ondersteund door de onderzoeksbeurs van de Samjung-Dalim Faculty van Yonsei University College of Medicine (6-2019-0125), door een Basic Science Research Program via de National Research Foundation of Republic of Korea, gefinancierd door het ministerie van Onderwijs (2019R1A6A1A03032869) en het ministerie van Wetenschap en Informatie- en Communicatietechnologie (2018R1A5A2025079, 2019M3A9E8022135 en 2020R1C1C1014513), en door Korea Centers for Disease Control and Prevention (KCDC, 2020-ER6714-00).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.3 mL (31 G) insulin syringe | BD | 328822 | |
| 1x Perm/Wash buffer | BD | 554723 | |
| 1 mL (30 G) syringe insulin syringe | BD | 328818 | |
| 24 well-plate | Falcon | 353047 | |
| 50 mL conical tube | Falcon | 50050 | |
| 70 μm strainer | Falcon | 352350 | |
| 70% ethanol | |||
| ABI StepOnePlus real-time PCR system | Applied Biosystems | ||
| Anesthesia chamber | Harvard Apparatus | ||
| Brefeldin A | BD | BD 555029 | |
| β-Mercaptoethanol | Gibco | 21985023 | |
| Candida albicans strain SC5314 | provided by Daniel Kaplan at Pittsburgh University | ||
| CD3 | BioLegend | 100216 | Clone 17A2 |
| CD301b-DTR mice | provided by Akiko Iwasaki at Yale University | ||
| CD4 | BioLegend | 100408 | Clone GK1.5 |
| CD44 | eBioscience | 47-0441-80 | Clone IM7 |
| CD8a | BD Biosciences | 553031 | Clone 53.6.7 |
| Centrifuge | |||
| Clicker counter | |||
| Cuvette | Kartell | KA.1938 | |
| Cytofix/Cytoperm solution | BD | 554722 | |
| Diphtheria toxin (DT) | Sigma | ||
| Dulbecco's phosphate-buffered saline (DPBS) | Welgene | LB001-02 | |
| FACS (Fluorescence-activated cell sorting) buffer | In-house | ||
| Fc receptor blocker | BD | 553142 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Welgene | S101-07 | |
| Forceps | Roboz | for harvesting sample | |
| Hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
| Hybrid-R total RNA kit | GeneAll Biotechnology | 305-101 | |
| hydroxyethyl piperazine ethane sulfonic acid (HEPES) | Gibco | 15630-080 | |
| IL-17A (intracellular cytokine) | BioLegend | 506912 | Clone TC11-18H10.1 |
| Ionomycin | Sigma | I0634 | |
| Isoflurane | |||
| Langerin-DTR | provided by Heung Kyu Lee at Korea Advanced Institute of Science and Technology | ||
| LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit | Invitrogen | L34957 | |
| Loop and Needle | SPL | 90010 | |
| Monensin | BD | BD554724 | |
| NanoDrop 2000 | Thermo Scientific | ||
| Penicillin | Gibco | 15140-122 | |
| Petri dish | SPL | 10090 | |
| Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) | Sigma | P8139 | |
| PrimeScript RT Master Mix | Takara Bio | RR360A | |
| RPMI 1640 | Gibco | 11875-093 | |
| Scissors | Roboz | for harvesting sample | |
| Stainless Steel Beads, 5 mm | QIAGEN | 69989 | |
| Sterile pipette tip | |||
| SYBR Green Premix Ex Taq II | Takara Bio | RR820A | |
| TCRβ | BioLegend | 109228 | Clone H57-597 |
| ThermoMixer C | Eppendorf | ||
| TissueLyser | QIAGEN | ||
| UV-VIS spectrophotometer | PerkinElmer | ||
| Wild-type C57BL/6 mice | Orient Bio | 7- to 9-week-old mice were used | |
| Yeast-peptone-dextrose-adenine (YPDA) medium, liquid, sterile (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 2% dextrose) | |||
| YPDA agar plate, sterile (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 2% dextrose, 2% Bacto agar) |
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