Ten artykuł opisuje metodologię in vivo i in vitro do charakteryzowania przodków osiadania grasicy poprzez analizę kinetyki powstawania, fenotypu i liczby ich potomstwa limfocytów T.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł opisuje metodologię in vivo i in vitro do charakteryzowania przodków osiadania grasicy poprzez analizę kinetyki powstawania, fenotypu i liczby ich potomstwa limfocytów T.
Charakterystyka progenitorów osadzających się w grasicy jest ważna dla zrozumienia przed-grasiczych etapów rozwoju limfocytów T, niezbędna do opracowania strategii wymiany limfocytów T u pacjentów limfonowych z limfopeną. Badaliśmy przodków osadzania się grasicy od mysiego embrionalnego dnia 13 i 18 thymi za pomocą dwóch uzupełniających się technik in vitro i in vivo, obie oparte na metodzie "wiszącej kropli". Metoda ta pozwoliła na kolonizację napromieniowanych płatów grasicy płodu przodkami grasicy E13 i/lub E18 wyróżniającymi się markerami allotypowymi CD45, a tym samym podążanie za ich potomstwem. Kolonizacja populacjami mieszanymi pozwala na analizę autonomicznych różnic we właściwościach biologicznych komórek progenitorowych, podczas gdy kolonizacja dowolną populacją usuwa ewentualne konkurencyjne naciski selekcyjne. Skolonizowane płaty grasicy mogą być również szczepione u samców myszy biorców z niedoborem odporności, co pozwala na analizę dojrzałego potomstwa limfocytów T in vivo, takich jak dynamika populacji obwodowego układu odpornościowego i kolonizacja różnych tkanek i narządów. Posiewy narządów grasicy płodu ujawniły, że progenitorzy E13 szybko rozwinęli się we wszystkie dojrzałe komórki CD3 + i dali początek kanonicznej podgrupie limfocytów T γδ, znanej jako endrytyczne nabłonkowe limfocyty T. Dla porównania, przodkowie E18 mają opóźnione różnicowanie i nie byli w stanie wytworzyć dendrytycznych komórek T nabłonka. Monitorowanie krwi obwodowej myszy CD3-/- szczepionych grasicą wykazało ponadto, że przodkowie osadzający się grasicy E18 generują z czasem większą liczbę dojrzałych limfocytów T niż ich odpowiedniki E13, co jest cechą, której nie można było docenić w krótkoterminowych hodowlach płodowych narządów grasicy.
T limfocyty, posiadające αβ lub receptor γδ limfocytów T (TcR), różnicują się w wyspecjalizowanym narządzie, grasicy. W pełni rozwinięta grasica jest zorganizowana w dwóch odrębnych regionach: korze mózgowej, w której rozwijają się przodkowie grasicy i gdzie tymocyty, które produktywnie reorganizują β i α geny łańcuchowe, są ratowane przed zaprogramowaną śmiercią (proces znany jako selekcja pozytywna); oraz rdzeń, w którym usuwane są wybrane tymocyty o zbyt silnej reaktywności na samoligandy (selekcja ujemna)1,2. Grasica pochodzi z warstwy endodermalnej trzeciego worka gardłowego, która jest później otoczona komórkami mezenchymalnymi3. Jest kolonizowany przez hematopoetyczne komórki progenitorowe począwszy od dnia embrionalnego E12, a następnie wymagana jest ciągła rekrutacja do prawidłowego rozwoju limfocytów T4. Imigranci grasicy ewoluują przez kolejne etapy rozwoju, koordynowane przez ściśle regulowany program, inicjowany i utrzymywany przez aktywację szlaku sygnałowego Notch na tymocytach po interakcji z jego ligandem, delta podobnym do 4, ulegającym ekspresji na komórkach nabłonka grasicy (TEC)5.
Rozwój tymocytu rozpoczyna się w tak zwanych stadiach podwójnie ujemnych (DN) CD4-CD8. Tymocyty DN można dalej podzielić w zależności od ekspresji CD25 i CD44 na DN1 (CD25-CD44+), DN2 (CD25+CD44+), DN3 (CD25+CD44-) i DN4 (CD25-CD44-). CD24 (HSA) i CD117 (c-Kit) dalej dzielą przedział DN1 na 5 podzbiorów, w których DN1a i b odpowiadają wczesnym przodkom grasicy (ETP). Tymocyty przegrupowują łańcuchy TcR δ, β i α w stopniu DN i przechodzą selekcję wstępną TcR (stopnie DN3-DN4). Następnie przechodzą do przedziału podwójnie dodatniego (DP) CD4 + CD8 +, w którym łańcuch α TcR zmienia układ przed selekcją pozytywną i ujemną. Na tym etapie większość tymocytów jest eliminowana i tylko niewielki procent (3-5%) dociera do przedziału dojrzałych limfocytów T CD4 + lub CD8 +.
Szlak różnicowania limfoidalnego przechodzi przez etapy HSC, które generują multipotencjalne progenitory (MPP) i limfoidalne multipotencjalne progenitory (LMPP), które utraciły potencjał erytrocytów i megakariocytów6. LMPP są fenotypowo definiowane przez brak zróżnicowanych markerów komórek krwi (linia ujemna, Lin-), ekspresję c-Kit (CD117), Sca-1 i Flt3/Flk2 (CD135) oraz brak wykrywalnych poziomów łańcucha α receptora interleukiny (IL)-7 (IL-7rα lub CD127). LMPP dalej różnicują się w wspólne limfoidalne komórki progenitorowe (CLP)7, które na tym etapie utraciły zdolność do wytwarzania komórek szpikowych. CLP zachowują potencjał limfocytów (limfocytów B i T), komórek NK, DC i wrodzonych komórek limfoidalnych (ILC) i różnią się od LMPP ekspresją CD127 i brakiem wysokich poziomów Sca-1.
Chociaż natura przodków osadzających się w grasicy (TSP) była szeroko dyskutowana8, ostatnio stało się jasne, że TSP zmieniają fenotyp, potencjał różnicowania i funkcję w trakcie rozwoju9. Przeprowadziliśmy testy in vitro i in vivo, aby scharakteryzować TSP, wyizolowane przez sortowanie komórek FACS z E13 (pierwsza fala) lub E18 (druga fala). Hodowle płodowych narządów grasicy (FTOC) z napromieniowanymi płatami grasicy skolonizowanymi przez równą liczbę progenitorów E13 i E18, noszących różne markery allotypowe, pozwoliły śledzić ich potomstwo w podobnym środowisku rozwojowym i ujawniły wewnętrzne właściwości komórki, różne dla obu typów komórek progenitorowych. Płaty grasicy skolonizowane przez E13 lub E18 TSP umożliwiały rozwój bez selekcji ze względu na konkurencję między oboma przodkami. Przeszczepienie in vivo skolonizowanych płatów grasicy wykazało ponadto, że również dojrzałe potomstwo E13 i E18 TSP ma różne właściwości biologiczne in vivo. TSP z pierwszej fali szybko generują limfocyty T, ale powodują niewielką liczbę limfocytów T αβ i γδ. Wśród tych ostatnich wykryliśmy Vγ5Vδ1 limfocyty T nabłonka dendrytycznego (DETC), które mają niezmienny TcR, migrują do naskórka, gdzie pełnią funkcję w gojeniu się ran i są wytwarzane tylko podczas rozwoju embrionalnego10. Natomiast TSP z drugiej fali potrzebują więcej czasu na wytworzenie dużej liczby limfocytów T TcR+ i nie są w stanie wygenerować DETC.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenie etyczne: wszystkie eksperymenty zostały przeprowadzone zgodnie z Kartą Etyki Instytutu Pasteura, zatwierdzoną przez francuskie Ministerstwo Rolnictwa, oraz zgodnie z wytycznymi UE. Manipulator przeszkolony w zakresie chirurgii małych gryzoni, certyfikowany przez francuskie Ministerstwo Rolnictwa, wykonuje wszystkie interwencje chirurgiczne.
UWAGA: Patrz w załączniku tabela 1 przedstawiająca 5-etapową procedurę planowania.
1. Selekcja zarodków
2. Sekcja zarodków pod poziomym kapturem z przepływem laminarnym
UWAGA: Dwa dni przed eksperymentem z szczepieniem.
3. Izolacja grasicy
4. Zawiesiny komórek
5. Barwienie przeciwciałami fluorescencyjnymi i sortowanie komórek
UWAGA: Wszystkie przeciwciała są wcześniej miareczkowane, aby uzyskać optymalną definicję populacji (miareczkowanie może się różnić w zależności od partii przeciwciał).
6. Kolonizacja płatów grasicy E14 z przodkami: technika wiszących kropli
7. Posiew narządów grasicy płodu
8. Przeszczepy pod torebką nerkową w sterylnych warunkach
UWAGA: Miąższ nerki jest otoczony tkanką łączną tworzącą kapsułkę. Obszar podtorebkowy jest szczególnie bogaty w naczynia krwionośne i limfatyczne, zapewniając w ten sposób odpowiednie środowisko do rozwoju przeszczepów (np. płaty grasicy, wyspy trzustkowe lub serca noworodków). Przeszczepy są zwykle wykonywane na lewej nerce, ponieważ jest ona bardziej dostępna niż prawa nerka. Samce myszy CD3-/- wykorzystano jako biorców, unikając w ten sposób reakcji przeszczep kontra gospodarz z powodu niewielkich antygenów zgodności tkankowej związanych z chromosomem Y, ponieważ określenie płci przed E15 nie jest łatwe.
9. Analiza potomstwa TSP za pomocą cytometrii przepływowej
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby wybrać metodę usuwania endogennych tymocytów z płatów grasicy, która zapewni najlepszy rozwój kolonizujących progenitorów, porównano poziomy rekonstytucji limfocytów T w płatach grasicy skolonizowanych po napromieniowaniu lub 5-dniowej kuracji deoksyguanozyną (d-Gua). Wyniki wykazują, że choć w 9. dniu hodowli nie stwierdzono różnic, w 12. dniu płaty napromieniowane zawierały więcej limfocytów T niż te traktowane d-Gua. Zatem napromieniowanie jest bardziej odpowiednie niż kuracja d-Gua w celu uzyskania rozwoju limfoc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Do analizy różnicowania limfocytów T ex vivo można zastosować dwa główne testy. Ostatnio zgłoszono kohodowlę krwiotwórczych komórek progenitorowych z komórkami zrębu BM, OP9, wyrażającymi ligandy Noth1, delta jak 1 lub 412. Ten test 2D jest łatwy do wykonania, wysoce wydajny i czuły, co pozwala na analizę na poziomie pojedynczej komórki. Jednak ani nie wspiera rozwoju limfocytów T poza etapem DP, ani wytwarzania γδ DETC13, które wymagają bezpośrednich interakcji z nabłonkiem grasicy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Wspierane przez Instytut Pasteura, INSERM, Agence Nationale de Recherche ANR (Grant 'Lymphopoiesis'), REVIVE Future Investment Program i "La Ligue contre le Cancer".
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Plastikowe płytki Petriego o wymiarach 90 x 15 mm i 35 x 15 mm. | TPP | T93100/T9340 | Pobieranie próbek |
| 26 g i frac38; " Strzykawki 0,45 x 10 mm z igłami | BD Plastipak | 300015 | Zawieszenie komórek |
| Tkanina kotwiąca z siatki nylonowej sterylizowana 50/50 mm kawałki. | SEFAR NITEX | 03-100/32 | Filtracja komórek |
| Etanol 70%. | VWR | 83801.36 | Działania w zakresie sterylności |
| Jodek Powidon 10% (Betadine) | MEDA Pharma | 314997.8 | sterylności |
| Ketamina 100 mg/ml (roztwór podstawowy) | MERIAL | Środek znieczulający | |
| Ksylazyna 100 mg/ml w PBS (roztwór podstawowy) | Sigma | X1251-1G | Środek znieczulający i zwiotczający mięśnie |
| Buprenorfina 0,3 mg/ml roztwór podstawowy | AXIENCE | Morfiniczny środek przeciwbólowy | |
| Żel oftalmiczny (0,2% cyklosporyny) | Schering-Plough Zdrowie | Ochrona oczu | |
| DPBS (+ CaCl2, MgCl2) | GIBCO Life Technology | 14040-174 | do izolacji zarodków |
| HBSS Zbilansowany roztwór soli Hanksa (+ CaCl2, MgCl2) | GIBCO Life Technology | 24020-091 | do wypłukiwania krwi i preparować zarodki |
| OPTI-MEM I GlutaMAX I | GIBCO Life Technology | 51985-026 | Pożywka do hodowli |
| Płodowa surowica cielęca | EUROBIO | CVFSVF00-0U | dodatek do hodowli Penicilina |
| i streptomycyna | GIBCO Life Technology | 15640-055 | Antybiotyki do hodowli |
| 2-merkaptoetanolu | GIBCO Life Technology | 31350010 | dodatek do kultur |
| Mikroskop preparacyjny LEICA MZ6 | 10445111 Okular | MZ6 | W-PL10x/23 |
| Źródło zimnej lampy | SCHOTT VWR | KL1500 compact | Dwa włókna gęsiej szyi dostosowane |
| elastomeru | silikonowego World Precision Instruments | SYLG184 | Podkładka preparcyjna |
| Łyżka, okrągła i perforowana | Fine Science Tools | 10370-18 | Narzędzia do preparacji |
| Fine Nożyczki do tęczówki | Narzędzia do nauki o naczyniu | 14090-09 | Narzędzia do preparowania |
| Nożyczki sprężynowe Vannas | Narzędzia do | 15018-10 | Narzędzia do preparowania |
| Kleszcze: Dumont #5/45 Inox 11 cm | FST | 11253-25 | Narzędzia do preparacji |
| 2 pary cienkich prostych kleszczy zegarmistrzowskich Dumont #5 11 cm cienkie końcówki. | Fine Science Tools | 11295-20 | Narzędzia do preparowania |
| Nić poliamidowa z igłą 6-0 C-3 3/8c | ETHICON | F2403 | do szwów |
| Uchwyt do igieł | MORIA/F.S.T. | 12060-02 | do szwów |
| Poduszka grzewcza | VWR | 100229-100 | Do utrzymywania temperatury myszy podczas znieczulenia |
| Izopor membranowy RTTPO2500 | DUTSCHER | 44210 | FTOC |
| Terasaki 60 dołków | FISHER | 1x270 10318801 | Do techniki wiszącej |
| kropli Waciki z gazy sterylne 7,5 x 7,5 cm | Hydrex | 11522 | Do stosowania roztworu dezynfekującego |
| Przeciwciała znakowane fluorescencją lub biotyną | BD Biosciences, Biolegend lub e-Biocsiences | Numer klonu patrz tabela poniżej | Barwienie komórek |
| MACS Kolumny/Mikrogranulki streptawidyny | Miltenyi Biotec | 130-042-401/130-048-101 | Myszy z wyczerpaniem komórek |
| Rivers Laboratories (CD45.1) i Janvier Labs (CD45.2) | C57BL/6 CD45.1 LUB CD45.2 | Źródło komórek i płatów grasicy | |
| Myszy | CDTA Orlé ans, Francja | CD 3 epsilon Ko CD45.2 | Eksperyment szczepienia |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.