UWAGA: Należy upewnić się, że wszystkie protokoły dotyczące zwierząt zostały zatwierdzone przez Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) i są z nimi zgodne, a także z wytycznymi National Research Council w Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Myszy dawcy mogą być samcami lub samicami, ale myszy biorcy powinny być samcami. W przypadku użycia samic jako biorców, myszy dawcy również muszą być samicami5. Kolonie należy utrzymywać, stosując zwykłą, niesterylną ściółkę oraz wodę niezakwaszoną, ponieważ czynniki te mogą wpływać na mikrobiotę jelitową, a w konsekwencji na fenotyp zapalenia jelita grubego u myszy5,6.
1. Przygotowanie eksperymentalne
- Użyć schłodzonych w lodzie pożywek i buforów. Przez cały czas trwania eksperymentu komórki należy przechowywać w lodzie.
- Eksperyment należy przeprowadzić w sterylnej komorze z laminarnym przepływem powietrza, stosując technikę sterylną.
2. Izolacja limfocytów T z śledziony
- Uśmiercić mysz/myszy dawców w komorze z CO2, a następnie zastosować zwichnięcie szyi. Spryskać brzuch 70% etanolem.
- Wyonać poziome cięcie w obrębi brzucha i odsunąć skórę, aby odsłonić otrzewną. Odsunąć otrzewną od organów wewnętrznych za pomocą pęsety i wykonać nacięcie w lewej części otrzewnej brzusznej, aby odsłonić i wyciąć śledzionę.
- Umieścić śledzionę w 10 ml pożywki kompletnej (Complete Media) w płytce Petriego. Usunąć i odrzucić nadmiar tkanki ze śledziony.
- Używając dwóch sterylizowanych szkiełek przedmiotowych, rozgnieść i rozdzielić śledzionę do postaci zawiesiny pojedynczych komórek. Przefiltrować zawiesinę komórkową przez sito o oczkach 70 μm do probówki stożkowej o pojemności 50 ml i przepłukać sito 5 ml pożywki kompletnej. Do jednej probówki stożkowej 50 ml można umieścić do 5 śledzion.
- Wirować komórki przy 450 x g przez 7 min. Usunąć supernatant poprzez odlanie lub odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady.
- Delikatnie resuspendować komórki w buforze do lizy (Lysis Buffer) w ilości 5 ml na każdą śledzionę, aby zlizować erytrocyty; inkubować przez 10 min w temperaturze pokojowej. Do probówki dodać równą objętość pożywki kompletnej (5 ml na śledzionę).
- Wirować komórki przy 450 x g przez 7 min. Usunąć supernatant poprzez odlanie lub odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady.
- Delikatnie resuspendować komórki w 10 ml buforu do znakowania (Labeling Buffer).
- Policzyć komórki metodą wykluczania błękitu trypanowego.
- Pobrać 20 μl zawiesiny komórkowej, dodać do 180 μl błękitu trypanowego w probówce do mikrowirowania i dokładnie wymieszać. Po 5 min nanieść 10 μl oznakowanych komórek do hemocytometru i policzyć komórki niezafarbowane na niebiesko pod mikroskopem. Określić całkowitą liczbę żywych komórek. Wyrzucić mieszaninę komórek z błękitem trypanowym.
- Wirować komórki w 10 ml buforu do znakowania przy 450 x g przez 7 min. Usunąć supernatant poprzez odlanie lub odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady.
3. Wzbogacanie limfocytów T CD4+
UWAGA: W przypadku konkretnych produktów użytych w tej sekcji należy postępować zgodnie z instrukcjami producenta.
- Delikatnie resuspenduj komórki do uzyskania zawiesiny pojedynczych komórek o stężeniu 20 x 106 cell/ml w zimnym Labeling Buffer.
- Dodaj 5 μl biotynylowanych przeciwciał do wzbogacania limfocytów T CD4 na 1 x 106 komórek. Inkubuj komórki w lodzie przez 15 min.
- Dodaj 10-krotność objętości Labeling Buffer. Centryfuguj komórki przy 450 × g przez 7 min. Ostrożnie odessij cały supernat { supernatant} za pomocą odkurzacza do pojemnika na odpady.
- Dokładnie wymieszaj na wirówce (vortex) magnetyczne cząsteczki sprzężone ze streptawidyną. Dodaj 5 μl cząsteczek na 1 x 106 komórek.
- Wymieszaj dokładnie, lecz delikatnie. Przechowuj mieszaninę w temperaturze 6-12 °C przez 30 min.
- Dodaj Labeling Buffer do uzyskania stężenia 20-80 x 106 cells/ml. Przenieś do 1,0 ml oznakowanych komórek do każdej okrągłodennej probówki 12 x 75 mm (określanej jako „probówka z frakcją pozytywną”).
- Umieść każdą probówkę z frakcją pozytywną na magnesie na 6-8 min.
- Gdy probówki z frakcją pozytywną wciąż znajdują się na magnesie, ostrożnie przenieś supernat z probówki z frakcją pozytywną za pomocą szklanej pipety Pasteura do nowej sterylnej probówki stożkowej 50 ml (określanej jako „frakcja wzbogacona”). Ta frakcja wzbogacona zawiera limfocyty T CD4+. Należy uważać, aby nie zakłócić osadzenia oznakowanych komórek przyciągniętych przez magnes.
- Resuspenduj komórki pozostałe w probówkach z frakcją pozytywną w tej samej objętości Labeling Buffer, co w kroku 3.6, energicznie pipetując w górę i w dół. Ponownie umieść probówkę z frakcją pozytywną na magnesie na 6-8 min.
- Gdy probówki z frakcją pozytywną wciąż znajdują się na magnesie, ostrożnie przenieś supernat (frakcja wzbogacona, CD4+) z probówki z frakcją pozytywną za pomocą szklanej pipety Pasteura do sterylnej probówki stożkowej 50 ml z kroku 3.8, nie zakłócając komórek przytwierdzonych do magnesu.
- Powtórz kroki 3.9-3.10, aby zwiększyć uzysk uzyskanych limfocytów T CD4+. Kontynuuj protokół, używając frakcji wzbogaconej (komórek CD4+).
4. znakowanie i sortowanie komórek7
- Odwiruj wzbogacone komórki z prędkością 450 x g przez 7 min. Usuń nadsącz przez odlanie lub odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady.
- Resuspender komórki w 1 ml buforu do znakowania (Labeling Buffer). Pobierz aliquot komórek w celu ich policzenia i oceny żywotności za pomocą metody wykluczania błękitu trypanowego, zgodnie z krokiem 2.9.
- Dodaj objętość buforu do znakowania (Labeling Buffer), aby uzyskać stężenie 10 x 106 komórek/ml; jeśli liczba komórek jest już <10 x 106, odwiruj przy 450 x g przez 7 min, usuń nadsącz przez odlanie lub odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady i dodaj objętość buforu do znakowania (Labeling Buffer) do 10 x 106 komórek/ml.
- Przygotuj oddzielne aliquoty po około 5-10 × 105 komórek każda dla komórek niezbarwionych, barwionych izotypem oraz kontroli pojedynczo barwionych w probówkach do mikrocentryfugi.
- Dodaj do komórek 5 μg/ml CD4-FITC oraz 1 μg/ml CD45RB-PE. Dodaj barwniki kontrolne izotypowe i barwniki pojedyncze w tym samym stężeniu do odpowiednich aliquotów w probówkach do mikrocentryfugi. Wymieszaj dokładnie, lecz delikatnie, i inkubuj na lodzie, chroniąc przed światłem, przez 30 min.
- Dodaj 10-krotną objętość buforu do znakowania (Labeling Buffer) do komórek i kontroli. Odwiruj przy 450 x g przez 7 min. Usuń nadsącz przez odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady.
- Resuspender w buforze do znakowania (Labeling Buffer) do objętości opisanej w kroku 4.5. Odwiruj przy 450 x g przez 7 min. Usuń nadsącz przez odsysanie próżniowe do pojemnika na odpady.
- Resuspender w buforze do znakowania (Labeling Buffer) do stężenia 10 x 106 komórek/ml. Przepuść komórki przez sito 70 μm do probówki do FACS. Przechowuj na lodzie, chroniąc przed światłem, aż do rozpoczęcia analizy FACS.
- Skonfiguruj i wyznacz odpowiednią kompensację w sorterze komórek, korzystając z komórek niezbarwionych i kontroli pojedynczo barwionych.
- Wyklucz martwe komórki za pomocą bramkowania rozproszenia przedniego i bocznego (forward- and side-scatter gating) (Rycina 1A). Skonfiguruj bramkowanie dla komórek CD4+ i CD45RB+ przy użyciu kontroli barwionych izotypem. Wyznacz bramkę dla populacji CD4+.
- Posortuj komórki CD4+ na populacje CD45RBhigh i CD45RBlow, stosując prosty histogram dla komórek barwionych PE, do probówek zawierających 2 ml pożywki kompletnej (Complete Media). Populacja CD45RBhigh stanowi najwyższe 40% komórek CD4+CD45RB+ (CD45RBhigh), a populacja CD45RBlow stanowi najniższe 20% komórek CD4+CD45RB+ (CD45RBlow; Rycina 1B).

Rycina 1: Reprezentatywne wykresy cytometrii przepływowej populacji limfocytów T CD4+CD45RB podczas analizy FACS. (A-C) Splenocyty od myszy dawców C57BL/6 barwione FITC CD4 i PE CD45RB zostały posortowane metodą FACS na populacje limfocytów T CD4+CD45RBhigh oraz CD4+CD45RBlow. (A) Zdarzenia dubletów zostały wykluczone na wykresie rozprosiania przedniego. (B) Limfocyty zostały wyznaczone (gating) na wykresie rozprosiania przedniego i bocznego. (C) Wyznaczono bramkę dla limfocytów T CD4+ , a następnie (D) limfocyty T CD4+CD45RB+ przedstawiono na histogramie PE względem liczby zdarzeń. Komórki CD4+CD45RBlow uznano za dolne 20% komórek CD45RB+. Komórki CD4+CD45RBhigh zdefiniowano jako górne 40% komórek CD45RB+.
- Przeanalizuj alikwot każdej populacji komórek na urządzeniu FACS, aby ocenić czystość populacji.
- Wirować posortowane komórki przy 450 x g przez 7 min. Resuspendować w 1 ml PBS. Pobrać alikwot komórek w celu ich policzenia i oceny żywotności za pomocą metody wykluczania błękitu trypanowego, zgodnie z krokiem 2.9.
5. Wstrzykiwanie komórek do biorców
- Resuspendowane posegregowane komórki w PBS powinny osiągnąć stężenie 4 x 106 komórek/ml (CD45RBhigh) lub 2 x 106 komórek/ml (CD45RBlow).
- Przenieś 100 μl komórek CD45RBhigh na jednego biorcę do nowej sterylnej probówki. Do probówki dodaj 100 μl PBS na jednego biorcę. W ten sposób całkowita objętość iniekcji na zwierzę wynosi 200 μl, a całkowita liczba komórek na biorcę to 4 x 105 naiwnych limfocytów T CD4+CD45RBhigh.
- W przypadku chęci utworzenia grupy eksperymentalnej otrzymującej limfocyty T regulatorowe, przenieś 100 μl komórek CD45RBhigh na jednego biorcę do nowej sterylnej probówki. Do tej samej probówki dodaj 100 μl komórek CD45RBlow na jednego biorcę. Całkowita objętość iniekcji na zwierzę wynosi 200 μl; stosunek komórek CD45RBhigh:CD45RBlow wynosi 2:1.
- Wstrzyknij 100 μl komórek CD45RBhigh lub CD45RBhigh/CD45RBlow CD4+ drogą dostrojewną w prawą i lewą stronę jamy brzusznej (łącznie 200 μl) każdego biorcy.
6. Monitorowanie progresji choroby u zwierząt biorców
- Aby ocenić stan kliniczny zwierząt biorców, przypisz zagregowane oceny kliniczne dla następujących parametrów8 w dniu iniekcji, następnie co tydzień oraz w momencie uboju:
- Określ stopień wyniszczenia poprzez pomiar utraty masy ciała: 0 – brak utraty masy ciała; 1 – utrata 0,1-10% początkowej masy ciała; 2 – utrata więcej niż 10% początkowej masy ciała (Rycina 2A).

Rycina 2: Objawy kliniczne i makroskopowe zmiany patologiczne stanu zapalnego występujące po transferze limfocytów T CD4+CD45RBhigh typu dzikiego do myszy biorców Rag1-/- oraz NRDKO11. (A) Biorcy NRDKO stracili średnio 10% początkowej masy ciała do 5 tygodnia po transferze, podczas gdy biorcy Rag1-/- nie wykazywali w tym czasie klinicznych objawów choroby. Każdy punkt reprezentuje średnią wartość procentową początkowej masy ciała dla danej kohorty ± SEM. **, p <0.005. (B) U niektórych myszy rozwinął się ciężki stan zapalny jelit, co potwierdzono wystąpieniem wypadku odbytnicy. Jest to reprezentatywne zdjęcie wypadku odbytnicy u myszy biorcy NRDKO. (C) Makroskopowo jelita grubie z myszy biorców Rag1-/- oraz NRDKO są pogrubione i skrócone w porównaniu do jelit grubych myszy Rag1-/- oraz NRDKO bez adopcyjnego transferu limfocytów T. Jelita grubie myszy biorców NRDKO wykazują ciężki stan zapalny i zwiększoną masę (dane nie pokazano). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
-
- Określ konsystencję stolca, umieszczając zwierzę w czystym pojemniku do czasu wydalenia stolca: 0 – brak; 1 – stolec miękki; 2 – stolec wodnisty i/lub z domieszką krwi.
- Określ ogólny stan zdrowia zwierzęcia na podstawie obecności następujących objawów choroby: 0 – brak zgarbionej postawy, zjeżyłego futra lub zmian skórnych; 1 – wystąpienie dowolnego z poniższych: zgarbiona postawa, zjeżyłe futro lub zmiany skórne.
- Określ obecność wypadnięcia odbytnicy: 0 – brak; 1 – obecne (Rysunek 2B).
- Uśmieć zwierzęta poprzez inhalację CO2, a następnie zastosuj zwichnięcie szyi, gdy stracą 20% początkowej masy ciała lub w wybranym punkcie czasowym, zależnie od tego, co nastąpi wcześniej. Objawy kliniczne choroby pojawiają się zazwyczaj począwszy od 5. tygodnia po uzupełnieniu diety.
- Oceń stopień nasilenia choroby zgodnie z wcześniejszym opisem5,7.
- Przypisz oceny kliniczne zgodnie z krokiem 6.18.
- Zmierz długość i masę okrężnicy (Rysunek 2C).
- Przeprowadź analizę histologiczną stanu zapalnego5.
- Określ spontaniczną ekspresję cytokin w kulturach eksplantów tkanki jelitowej9, węzłach chłonnych krezkowych10 i/lub w surowicy11.
- Krótko opisując: w przypadku kultur eksplantów9 usuń okrężnice po uśmierceniu, otwórz je wzdłużnie i oczyść za pomocą PBS. Inkubuj okrężnice na wytrząsarce orbitalnej ustawionej na 250 rpm w Complete Media przez 30 min w temperaturze pokojowej.
- Posiekaj tkankę na małe kawałki i inkubuj w temperaturze 37 °C w Complete Media przez 24 hr. Zbierz supernatant i wykorzystaj go do ilościowego oznaczenia cytokin na 100 mg tkanki metodą ELISA.
- Przeprowadź charakterystykę fenotypów i/lub funkcji limfocytów T ex vivo10.