Przedstawiamy metodę opartą na cytometrii przepływowej do badania rozwoju limfocytów T in vivo z wykorzystaniem myszy modyfikowanych genetycznie na tle typu dzikiego lub transgenicznych pod kątem receptora limfocytów T.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Przedstawiamy metodę opartą na cytometrii przepływowej do badania rozwoju limfocytów T in vivo z wykorzystaniem myszy modyfikowanych genetycznie na tle typu dzikiego lub transgenicznych pod kątem receptora limfocytów T.
Zdrowy układ odpornościowy wymaga, aby limfocyty T reagowały na antygeny obce, pozostając jednocześnie tolerancyjnymi wobec antygenów własnych. Losowe przetasowania locus α i β receptora limfocytów T (TCR) generują repertuar limfocytów T o ogromnej różnorodności w specyficzności antygenowej, zarówno wobec własnych, jak i obcych antygenów. Selekcja repertuaru podczas rozwoju w grasicy jest kluczowa dla generowania bezpiecznych i użytecznych limfocytów T. Defekty w selekcji grasicowej przyczyniają się do rozwoju schorzeń autoimmunologicznych i niedoborów odporności1-4.
Progenitory komórek T wnikają do grasicy jako tymocyty podwójnie negatywne (DN), które nie wykazują ekspresji koreceptorów CD4 ani CD8. Ekspresja αβTCR oraz obu koreceptorów następuje na etapie podwójnie pozytywnym (DP). Interakcja αβTCR z kompleksem pMHC (peptyd własny-MHC) prezentowanym przez komórki grasicy determinuje los tymocytu DP. Interakcje o wysokim powinowactwie prowadzą do selekcji negatywnej i eliminacji tymocytów autoreaktywnych. Interakcje o niskim powinowactwie skutkują selekcją pozytywną i rozwojem pojedynczo pozytywnych (SP) komórek T CD4 lub CD8, zdolnych do rozpoznawania obcych antygenów prezentowanych przez własny MHC5.
Selekcję pozytywną można badać u myszy z poliklonalnym (dzikim) repertuarem TCR, obserwując powstawanie dojrzałych limfocytów T. Nie są one jednak idealne do badania selekcji negatywnej, która wiąże się z usuwaniem niewielkich, swoistych dla antygenu populacji. Do badania selekcji negatywnej wykorzystano wiele systemów modelowych, które różnią się jednak zdolnością do odtworzenia zdarzeń fizjologicznych6. Na przykład stymulacja tymocytów in vitro nie uwzględnia środowiska grasicy, które bierze czynny udział w selekcji, natomiast podawanie egzogennego antygenu może prowadzić do nieswoistej delecji tymocytów7-9. Obecnie najlepszymi narzędziami do badania selekcji negatywnej in vivo są myszy wykazujące ekspresję transgenicznego TCR swoistego dla endogennego autoantygenu. Jednak wiele klasycznych modeli transgenicznych TCR charakteryzuje się przedwczesną ekspresją transgenicznego łańcucha TCRα na etapie DN, co skutkuje przedwczesną selekcją negatywną. Nasze laboratorium opracowało model HYcd4, w którym transgeniczny TCRα HY jest wyrażany warunkowo na etapie DP, co pozwala na zajście selekcji negatywnej podczas przejścia z etapu DP do SP, tak jak ma to miejsce u myszy typu dzikiego10.
W niniejszym opracowaniu opisujemy protokół oparty na cytometrii przepływowej do badania selekcji pozytywnej i negatywnej w grasicy w modelu mysim HYcd4. Chociaż selekcja negatywna u myszy HYcd4 ma charakter wysoce fizjologiczny, metody te można zastosować również do innych transgenicznych modeli TCR. Przedstawimy również ogólne strategie analizy selekcji pozytywnej w poliklonalnym repertuarze, które można zastosować u dowolnych myszy poddanych modyfikacjom genetycznym.
Ogólny schemat protokołu eksperymentalnego przedstawiono na Rysunku 1.
1. Disekcja
2. Przygotowanie komórek
3. Barwienie komórek do cytometrii przepływowej
Celem niniejszego protokołu jest przedstawienie strategii analizy selekcji pozytywnej i negatywnej z wykorzystaniem myszy typu dzikiego (WT) oraz HYcd4. W kwestiach ogólnych dotyczących planowania eksperymentów, akwizycji i analizy w cytometrii przepływowej odsyłamy czytelników do znakomitego przeglądu opracowanego przez Tung et al.11
4. Analiza danych z cytometrii przepływowej - myszy nietransgeniczne pod kątem TCR
Do analizy danych z cytometrii przepływowej wykorzystujemy oprogramowanie FlowJo. Strategię bramkowania dla myszy nietransgenicznych pod kątem TCR przedstawiono na Rysunku 2A.
5. Analiza danych z cytometrii przepływowej - myszy transgeniczne TCR
Strategię bramkowania dla myszy transgenicznych TCR przedstawiono na Rysunku 3A.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W fizjologicznych modelach myszy transgenicznych z TCR oraz u myszy WT selekcja pozytywna rozpoczyna się na etapie DPbright, a po spotkaniu z antygenem przechodzi w etap DPdull. Tymocyty DPdull wchodzą następnie w przejściowy etap CD4+CD8lo, zanim przekształcą się w tymocyty CD4SP lub CD8SP (Rysunek 2B). Dojrzałe tymocyty SP charakteryzują się wysoką ekspresją TCR i utratą CD24 (Rysunek 2C). Podczas gdy profil CD8 w stosunku do CD4 m...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedstawiony tutaj protokół może być wykorzystany do badania selekcji pozytywnej i negatywnej u myszy nietransgenicznych oraz transgenicznych pod kątem TCR. Niniejszy protokół opisuje barwienie antygenów powierzchniowych. W celu dalszej analizy mechanizmów molekularnych często konieczne jest przeprowadzenie barwienia wewnątrzkomórkowego. Do większości białek wewnątrzkomórkowych stosujemy zestaw BD Biosciences Cytofix/Cytoperm, a do czynników transkrypcyjnych zestaw BD Biosciences Foxp3 Staining Kit. Próbki analizujemy z...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nie zgłoszono żadnych konfliktów interesów.
Autorzy chcieliby podziękować Bing Zhang za pomoc techniczną. Praca ta była finansowana przez Canadian Institutes for Health Research (MOP-86595). T.A.B jest laureatem stypendium CIHR New Investigator oraz AHFMR Scholar. Q.H. otrzymuje wsparcie z CIHR Canada Graduate Scholarship - Doctoral oraz AIHS Full-time Studentship. S.A.N. otrzymuje wsparcie z Queen Elizabeth II Graduate Scholarship. A.Y.W.S. otrzymuje wsparcie z NSERC Postgraduate Scholarship - Doctoral.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Zrównoważony roztwór soli Hanksa HyClone | Thermo Scientific | SH30030.02 | |
| Sita z siatki metalowej | Cedarlane | CX-0080-E-01 | |
| Szalki Petriego (60 x 15 mm) | Fisher Scientific | 877221 | |
| Strzykawki (3 ml) | BD Biosciences | 309657 | |
| Probówki stożkowe (15 ml) | Sarstedt | 62.554.205 | |
| Mikroskop | Zeiss - Primo Star | 415500-00XX-000 | |
| Hemocytometr | Hausser Scientific | 3110 | |
| Płytka 96-dołkowa | Sarstedt | 82.1582.001 | |
| Pipeta wielokanałowa | Fisherbrand | 21-377-829 | |
| Płodowa surowica cielęca | PAA | A15-701 | |
| Fosforanowy bufor solny | Fisher Scientific | SH3025802 | |
| Azydek sodu | IT Baker Chemical Co. | V015-05 | |
| Odczynnik blokujący FcR | Klon 2.4G2 | ||
| Przeciwciało anty-mysie przeciwko HY TCR | eBioscience | XX-9930-YY* | Klon T3.70 |
| Przeciwciało anty-mysie przeciwko CD4 | eBioscience | XX-0042-YY* | Klon RM4-5 |
| Przeciwciało anty-mysie przeciwko CD8α | eBioscience | XX-0081-YY* | Klon 53-6.7 |
| Przeciwciało anty-mysie przeciwko CD24 | eBioscience | XX-0242-YY* | Klon M1/69 |
| Przeciwciało anty-mysie przeciwko TCRβ | eBioscience | XX-5961-YY* | Klon H57-597 |
| Biotynilowane przeciwciało anty-mysie przeciwko CD69 | eBioscience | 13-0691-YY* | Klon H1.2F3 |
| Biotynilowane przeciwciało anty-mysie przeciwko CD5 | eBioscience | 13-0051-YY* | Klon 53-7.3 |
| Streptawidyna | eBioscience | XX-4217-YY* | |
| Cytometr przepływowy | BD Biosciences - FACS Canto | 338962 | |
| Probówki do FACS | BD Biosciences | 352052 | |
| Oprogramowanie do analizy cytometrii przepływowej | TreeStar - Flowjo | FlowJo v7/9 | |
| Pożywka HyClone RPMI - 1640 | Thermo Scientific | SH30027.01 | |
*XX zależy od fluorochromu, a YY od wielkości fiolki. |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.