Tutaj pokazujemy in vivo funkcję podzbiorów skórnych komórek dendrytycznych w odporności Th17 na głębokie zakażenie skórne Candida albicans.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj pokazujemy in vivo funkcję podzbiorów skórnych komórek dendrytycznych w odporności Th17 na głębokie zakażenie skórne Candida albicans.
Skóra jest najbardziej zewnętrznym organem barierowym w ciele, który zawiera kilka typów komórek dendrytycznych (DC), grupę profesjonalnych komórek prezentujących antygen. Kiedy skóra napotyka atakujące patogeny, różne skórne DC inicjują wyraźną odpowiedź immunologiczną limfocytów T w celu ochrony organizmu. Wśród atakujących patogenów infekcja grzybicza specyficznie napędza ochronną odpowiedź immunologiczną Th17 wytwarzającą interleukinę-17. Opracowano protokół skutecznego różnicowania komórek Th17 przez śródskórne zakażenie Candida albicans w celu zbadania podzbioru skórnych DC odpowiedzialnych za indukowanie odporności Th17. Cytometria przepływowa i analizy ekspresji genów wykazały wyraźną indukcję odpowiedzi immunologicznej Th17 w węzłach chłonnych drenujących skórę i zakażonej skórze. Wykorzystując indukowane przez toksynę błoniczą szczepy myszy zubożające podzbiór DC, stwierdzono, że skórne DC CD301b + są odpowiedzialne za optymalne różnicowanie Th17 w tym modelu. W związku z tym protokół ten stanowi cenną metodę badania funkcji in vivo zróżnicowanych podzbiorów skórnych DC w celu określenia odporności Th17 na głęboką infekcję grzybiczą skóry.
Skóra jest najbardziej zewnętrznym organem barierowym, który chroni ciało przed inwazją zewnętrznych patogenów i bodźców1. Skóra składa się z dwóch odrębnych warstw, w tym naskórka - warstwowego nabłonka keratynocytów - i leżącej poniżej skóry właściwej - gęstej sieci kolagenu i innych składników strukturalnych. Jako pierwotna tkanka bariery nabłonkowej, skóra zapewnia głównie bariery fizyczne i przyczynia się do dodatkowych barier immunologicznych, ponieważ zawiera liczne rezydujące komórki odpornościowe2,3. Wśród skórnych komórek odpornościowych, komórki dendrytyczne (DC) są rodzajem profesjonalnych komórek prezentujących antygen, które aktywnie pobierają własne i nie-własne antygeny i migrują do regionalnych węzłów chłonnych (LN) w celu zainicjowania odpowiedzi i tolerancji limfocytów T specyficznych dla antygenu zgodnie z naturą antygenów4.
Skóra zawiera komórki prezentujące antygen naskórka, a mianowicie komórki Langerhansa (LCs) i co najmniej dwa typy DCs, w tym konwencjonalne DC typu 1 (cDC1) i konwencjonalne DC typu 2 (cDC2)5. Naskórkowe LC są embrionalne pochodzenia monocytowego i utrzymują swoją liczbę komórek poprzez samoutrwalanie w warunkach homeostatycznych6. W przeciwieństwie do tego, skórne cDC1 i cDC2 pochodzą z hematopoetycznych komórek macierzystych i są stale uzupełniane przez genetorów zaangażowanych w DC5. Skórne DC charakteryzują się markerami powierzchniowymi, z grubsza podzielonymi na populacje Langerin+ (w tym LC i cDC1) i CD11b+Langerin- (głównie cDC2). Ponadto grupa ta ujawniła, że populacja CD11b+Langerin-DC jest dalej klasyfikowana do dwóch podzbiorów zgodnie z wyrażeniem CD301b7.
Ważne cechy funkcjonalne skórnych DC są skoncentrowane na podziale pracy, determinowanym głównie przez wewnętrzną naturę każdego podzbioru DC, lokalizacje in situ DC, mikrośrodowisko tkanek i miejscowe sygnały zapalne8. Te cechy funkcjonalne skórnych DC wymagają zbadania roli określonych podzbiorów DC podczas niektórych typów odpowiedzi immunologicznej skóry. Po stymulacji antygenowej przez skórne DC w drenujących LN, naiwne limfocyty T CD4 + różnicują się w określone podzbiory pomocniczych limfocytów T, które wytwarzają zestaw zdefiniowanych cytokin do wywierania swojej funkcji efektorowej9. Wśród podzbiorów limfocytów T pomocniczych CD4 +, komórki Th17 wytwarzające interleukinę-17 (IL-17) odgrywają kluczową rolę w chorobach autoimmunologicznych i odporności przeciwgrzybiczej10. Pod tym względem infekcja grzybicza skóry jest solidnym modelem do badania odporności Th17 in vivo11,12,13. Kiedy skórki pozbawione taśmy są naskórkowo wystawione na działanie drożdży Candida albicans (C. albicans), naskórkowe LC odgrywają kluczową rolę w napędzaniu specyficznego dla antygenu różnicowania Th1714.
Odporność ochronna przed śródskórnym zakażeniem C. albicans wymaga odporności wrodzonej, takiej jak aktywność fibrynolityczną fibroblastów i fagocytów15. Jednak niewiele wiadomo na temat roli skórnych podzbiorów DC w ustanawianiu odporności Th17 w głębokim zakażeniu skórnym C. albicans. W pracy opisano metodę śródskórnego zakażenia skóry C. albicans, która wywołuje lokalną i regionalną odpowiedź immunologiczną Th17. Zastosowanie indukowanych toksyną błoniczą (DT) szczepów myszy zubożających podzbiór DC ujawniło, że skórne DC CD301b + mają kluczowe znaczenie dla odporności na Th17 w tym modelu. Opisane tutaj podejście pozwala na badanie odpowiedzi Th17 na głębokie inwazyjne zakażenie grzybicze skóry.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC, numer zatwierdzenia: 2019-0056, 2019-0055). Siedem W badaniu wykorzystano 9-tygodniowe samice myszy szczepu C57BL/6 typu dzikiego (WT) o masie od 18 do 24 g. Niektóre badania przeprowadzono z wykorzystaniem samic myszy Langerin-diphtheria toxin receptor (DTR) oraz CD301b-DTR w tym samym wieku i o tej samej masie. W każdej grupie eksperymentalnej wykorzystano od czterech do sześciu myszy, a przedstawione dane są reprezentatywne dla trzech niezależnych eksperymentów. Praca została przeprowadzona w warunkach poziomu bezpieczeństwa biologicznego 3 (Biosafety Level 3), przy czym zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi badania te można przeprowadzić również w warunkach poziomu bezpieczeństwa biologicznego 2 (Biosafety Level 2) (temperatura pokojowa 23 °C ± 3 °C, wilgotność 50% ± 10%).
1. Przygotowanie Candida albicans
UWAGA: Eksperymenty w tej sekcji były przeprowadzane w komorze z laminarnym przepływem powietrza.
2. Infekcja podeszwy łapy myszy grzybem C. albicans

Rycina 1: Schemat modelu infekcji śródskórnej Candida albicans. (A) Do poduszek tylnych łap myszy wstrzyknięto śródskórnie 1 × 107 C. albicans. Po 7 dniach poduszki łap myszy ponownie poddano działaniu 1 × 107 HK C. albicans poprzez wstrzyknięcie śródskórne, a odpowiedź nadwrażliwości opóźnionej zmierzono 24 h po podaniu antygenu. Miejscową odpowiedź immunologiczną podczas sensytyzacji na C. albicans analizowano po 7 dniach w węzłach chłonnych (LNs) drenujących skórę. (B, C) Obrazy poduszek łap przed śródskórnym wstrzyknięciem C. albicans. (D, E) Wstrzykiwanie C. albicans do głębokiej skóry właściwej prawej poduszki łapy. (F, G) Kliniczne objawy zaczerwienienia i obrzęku po wstrzyknięciu do prawej poduszki łapy. (H) Szkic przedstawiający drogi limfatyczne z poduszki łapy do węzłów chłonnych podkolanowych po wstrzyknięciu C. albicans . (I) Odsłonięte węzły chłonne podkolanowe zlokalizowane za kolanem 7 dni po wstrzyknięciu C. albicans oraz (J) bez wstrzyknięcia. Skróty: HK = zabite termicznie (heat-killed); LNs = węzły chłonne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
3. Deplecja komórek dendrytycznych in vivo indukowana toksyną błoniczą
UWAGA: W niniejszym badaniu zarówno myszy Langerin-DTR, jak i CD301b-DTR otrzymywały DT na 1 dzień przed i po wewnątrzskórnej sensybilizacji na C. albicans.
4. Ilościowa polimeraza łańcuchowa w czasie rzeczywistym
5. Izolacja komórek i analiza cytometryczna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W niniejszej pracy zaprezentowano model zakażenia śródskórnego C. albicans w celu zbadania roli odpowiedzi immunologicznej Th17 zapośredniczonej przez skórne komórki DC in vivo. Po wstępnym wstrzyknięciu C. albicans do poduszeczki stopy, węzły chłonne (LNs) drenujące skórę uległy powiększeniu (Rysunek 2A). W okresie sensytyzacji stosunek efektorowych limfocytów T CD4+ do CD8+ uległ wyraźnemu zwiększeniu (Rysunek 2B
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W pracy opisano metodę śródskórnego zakażenia C. albicans , która pozwala na badanie roli skórnych DC w odpowiedzi immunologicznej Th17 in vivo. Stosując wieloparametryczną analizę cytometryczną przepływową ze szczepami myszy indukowanymi przez DT, stwierdziliśmy, że skórne DC CD301b + są kluczowym podzbiorem DC skóry do inicjowania odporności Th17 na głębokie zakażenie skórne C. albicans . Co więcej, wyniki wykazały, że odpowiedź limfocytów T wytwarzających IL-17 była wytwarzana głó...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.
To badanie było wspierane przez grant badawczy Wydziału Samjung-Dalim Yonsei University College of Medicine (6-2019-0125), przez Program Badań Podstawowych za pośrednictwem Narodowej Fundacji Badawczej Republiki Korei finansowany przez Ministerstwo Edukacji (2019R1A6A1A03032869) oraz Ministerstwo Nauki i Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych (2018R1A5A2025079, 2019M3A9E8022135 i 2020R1C1C1014513), oraz przez Koreańskie Centra Kontroli i Prewencji Chorób (KCDC, 2020-ER6714-00).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Strzykawka insulinowa 0,3 ml (31 G) | BD | 328822 | |
| 1x Bufor do trwałej ondulacji/płukania | BD | 554723 | |
| 1 ml (30 G) strzykawka insulinowa strzykawka | BD | 328818 | |
| 24-dołkowa Falcon | 353047 | ||
| 50 ml probówka stożkowa | Falcon | 50050 | |
| 70 μ m sitko | Falcon | 352350 | |
| 70% etanol | |||
| ABI StepOnePlus system PCR w czasie rzeczywistym | Applied Biosystems | ||
| Komora anestezjologiczna | Aparat | ||
| Brefeldin A | BD | BD | |
| β-Merkaptoetanol | Gibco | 21985023 | |
| Candida Szczep albicans SC5314 | dostarczony przez Daniela Kaplana z Uniwersytetu w Pittsburghu | ||
| CD3 | BioLegend | 100216 | Klon 17A2 |
| Myszy | dostarczone przez Akiko Iwasaki na Uniwersytecie Yale | ||
| CD4 | BioLegend | 100408 | Klon GK1.5 |
| CD44 | eBioscience | 47-0441-80 | Klon IM7 |
| CD8a | BD Biosciences | 553031 | Clone 53.6.7 |
| Wirówka | |||
| Licznik | |||
| Kuweta | Kartell | KA.1938 | |
| Roztwór Cytofix/Cytoperm | BD | 554722 | |
| Toksyna błonicza (DT) | Sól fizjologiczna buforowana | ||
| Dulbecco (DPBS) | Welgene | LB001-02 | |
| Bufor FACS (sortowanie komórek aktywowane fluorescencją) | Wewnętrzny | ||
| bloker receptora Fc | BD | 553142 | |
| Surowica bydlęca płodu (FBS) | Welgene | S101-07 | |
| Kleszcze | Roboz | do pobierania próbki | |
| Hemocytometr | Fisher Scientific | 267110 | |
| Zestaw całkowitego RNA Hybrid-R | GeneAll Biotechnology | 305-101 | |
| hydroksyetylopiperazyna, kwas etanosulfonowy (HEPES) | Gibco | 15630-080 | |
| IL-17A (cytokina wewnątrzkomórkowa) | BioLegend | 506912 | klon TC11-18H10.1 |
| Jonomycyna | Sigma | I0634 | |
| Izofluran | |||
| Langerin-DTR | dostarczone przez Heung Kyu Lee w Koreańskim Zaawansowanym Instytucie Nauki i Technologii | ||
| LIVE/DEAD Zestaw do barwienia Aqua Dead Cell | Invitrogen | L34957 | |
| Pętla i igła | SPL | 90010 | |
| Monenzyna | BD | BD554724 | |
| NanoDrop 2000 | Thermo Scientific | ||
| Penicylina | Gibco | 15140-122 | |
| szalka Petriego | SPL | 10090 | |
| Phorbol 12-mirystynian 13-octan (PMA) | Sigma | P8139 | |
| PrimeScript RT Master Mix | Takara Bio | RR360A | |
| RPMI 1640 | Gibco | 11875-093 | |
| Nożyczki | Roboz | do pobierania próbek | |
| Koraliki ze stali nierdzewnej, 5 mm | QIAGEN | 69989 | |
| Sterylna końcówka | |||
| SYBR Green Premix Ex Taq II | Takara Bio | RR820A | |
| TCRβ | Termomikser BioLegend | 109228 | Clone H57-597 |
| C | Eppendorf | ||
| TissueLyser | QIAGEN | ||
| UV-VIS spektrofotometr | PerkinElmer | ||
| Wild-type C57BL/6 | myszy Użyto myszy Orient Bio | w wieku od 7 do 9 tygodni | |
| Pożywka drożdżowo-peptonowo-dekstrozo-adeninowa (YPDA), płynna, sterylna (1% ekstrakt drożdżowy, 2% pepton bakto, 2% dekstroza) | |||
| Płytka agarowa YPDA, sterylna (1% ekstrakt drożdżowy, 2% pepton bakto, 2% dekstroza, 2% agar bakto) |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten artykuł został opublikowany
Film wkrótce dostępny