Аденовирусные перенос гена в наивных CD4 Т-клеток с трансгенной экспрессии рецептора аденовируса Коксаки позволяет молекулярного анализа регуляторных Т-клеточной дифференцировки В пробирке.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Аденовирусные перенос гена в наивных CD4 Т-клеток с трансгенной экспрессии рецептора аденовируса Коксаки позволяет молекулярного анализа регуляторных Т-клеточной дифференцировки В пробирке.
Регуляторные Т-клетки (Treg,) имеют важное значение для обеспечивать иммунную толерантность к себе, а также определенные чужеродные антигены. Tregs могут быть получены от наивных Т клеток CD4 в пробирке с TCR-и совместной стимуляции в присутствии TGF-и ИЛ-2. Это имеет огромный потенциал для будущих терапий, однако, молекулы и сигнальных путей, которые контролируют дифференциации в значительной степени неизвестными.
Первичные Т-клетки можно манипулировать посредством эктопической экспрессии генов, но общие методы не позволяют нацелены на наиболее важных наивных состояние Т-клеток перед первичным распознавание антигена. Здесь мы предоставляем протокол выразить внематочной генов в наивных Т клеток CD4 в пробирке Перед тем как вызвать Treg дифференциации. Это относится трансдукции репликацию аденовируса-дефицитных и объясняет его поколения и производства. Аденовирус может занять до больших вставками (до 7 КБ) и может быть оборудован с промоутерами для достижения высоких и переходные ПЕРЕЭКСПression в Т-клетках. Он эффективно преобразовывает наивные Т-клетки мыши, если они выражают трансгенных аденовирус Коксаки рецепторов (CAR). Важно отметить, что после инфекции Т-клеток остаются наивных (CD44 низкий, CD62L высокий) и отдыха (CD25 -, CD69 -) и может быть активирована и дифференцировались в Tregs похожа на неинфицированных клеток. Таким образом, этот метод позволяет манипуляции дифференциации CD4 Т-клеток с самого начала. Это гарантирует, что эктопическая экспрессия гена уже на месте, когда в начале сигнальных событий начальной стимуляции TCR вызывает клеточный изменения, которые в конечном итоге ведут в Treg дифференциации.
Tregs имеют решающее значение для поддержания иммунной толерантности и, чтобы ослабить превышение иммунных реакций. Tregs подавлять наблюдателем активацию Т-клеток. Следовательно, абляция Tregs приводит к фатальным аутоиммунные и самоуничтожение обусловлен активированных Т-клеток 1. Tregs развиваться в тимусе при отрицательной селекции клеток CD4 одним положительным предшественников, но они также могут дифференцироваться в периферии от наивных CD4 Т-клеток при низких дозах антигена стимуляции с субоптимальной костимуляцию 1,2. Тимуса Tregs кажется подавить ткани аутоиммунные против аутоантигенов, в то время как периферийная Tregs были вовлечены в обеспечении толерантности в кишки или легкого. Эти индуцированные Tregs мощно предотвратить активацию Т-клеток после признания чужеродных антигенов в слизистой оболочке, в том числе экологических антигенов из пищи и воздуха, синантропных бактерий и аллергенов 3,4. Кроме того, Tregs имеют решающее значение для создания материнской толерантности к плода пептиды 5 и предварительновентиляционные трансплантат против хозяина 6. В то же время, Tregs также посредником нежелательных эффектов путем ослабления иммунного надзора опухолевых клеток 7,8. Отличительной особенностью Tregs является выражением подмножество указанием Foxp3-фактор транскрипции, вилка-головной домен-содержащий транскрипционный фактор, который является необходимым и достаточным для придания Treg функции 9,10. Некоторые сигнальных путей, которые могут индуцировать Foxp3 экспрессии, хорошо известны. Однако молекулярные процессы, контроля, регулирования, или модулировать Treg дифференцировка на Т-клеточный рецептор запуска менее понятны.
Tregs может быть очень эффективно индуцированных в пробирке посредством стимуляции наивным Т-клеток CD4 анти-CD3 и анти-CD28 антитела в присутствии TGF-и ИЛ-2 11. Поскольку новые Tregs функциональны в естественных условиях, манипулирование молекулами, которые способствуют Treg дифференциации несет огромный потенциал для будущего therapiы, например, при лечении астмы, болезни Крона, и трансплантации 11,12. С другой стороны, терапевтическое модуляции молекул блокировать Treg дифференциации может принести пользу в будущем подходы комбинированного лечения онкологических больных.
В анализах пробирке дифференциации играют важную роль для описания молекулярных изменений, которые связаны с Т дифференциации подмножество клетки. На данный момент экспериментальные попытки поиска или экран для генных продуктов, которые контролируют дифференцировки Т-клеток препятствует тот факт, что наиболее распространенными методами эктопической экспрессии гена неудачу в наивных Т-клеток. Например, электропорации и ретровирусной трансдукции эффективны только в активированных Т-клеток. В отличие от первоначальных ожиданий, лентивирусов трансдукции, которое обычно эффективны в покоящихся клеток, требует предварительной активации наивных Т-клеток цитокинами 13. Кроме того, передача кДНК или мРНК во время электропорациивключает деполяризацию мембраны плазмы, которая сама дает особенности активации Т-клеток и может даже мобилизации Са 2 + сигналов и активировать NFAT белков (неопубликованные наблюдения и реф. 14). Аналогично, для ретровирусов трансдукции, наивные Т-клетки должны быть активированы в течение 18 - 40 часов. В течение этого времени распада ядерной мембраны в процессе клеточного деления происходит и позволяет последующей интеграции геномной ретровирусный вектор 15. Эти методы являются, следовательно, не в состоянии решать начале молекулярный регулирование начальной Т встречи клетки с антигеном, который является решающей фазе помощник дифференцировки Т-клеток.
Аденовирусной трансдукции, как известно, придают переходных эктопической экспрессии гена в ряде типов клеток человека, которые экспрессируют человеческий рецептор аденовируса Коксаки (CAR). Это продолжается без требования для активации клеток или клеточного цикла. Поверхностную экспрессию CAR необходимо эффективное присоединение вируса и интернализации и трансгенной экспрессии усеченной версии CARΔ1 под Т-клеток промотора было установлено, оказывают мышь тимоцитов и Т-клетки, восприимчивыми к аденовирусной инфекции 16. Важно отметить, что трансгенов не изменяет тимоцитов развития или в пробирке дифференцировки наивных CD4 Т-клеток в различные подмножества (данные не приводятся; ссылка 17.). Аденовирус трансдукции Т-клеток был ранее использован для сверхэкспрессию 17,18 и нокдауна подходы 19,20. Трансгенных клеток T может быть очищен из коммерчески доступных DO11.10 ТГ; CARΔ1 ТГ (Taconic, Inc и ссылка 17.). Важно отметить, что аденовирусной трансдукции позволяет с высокой экспрессией гена интереса к наивным Т-клеткам, не вызывая очевидных признаков активации. Т-клетки остаются наивными (CD44 низкий, CD62L высокий) и отдыха (CD25 -, CD69 -) после Infectiна и может быть активирована и дифференцировались в Treg похожа на неинфицированных клеток.
Получение рекомбинантных аденовирусов может быть достигнута после трансфекции клетки HEK293A с аденовирусной плазмиды (фиг. 1). Эти плазмиды обычно содержат человеческий тип 5 геном аденовируса с E1 и E3 генов удален оказывать рекомбинантных аденовирусов репликации некомпетентные 21. HEK293A клетки дополняют репликации дефицита, как они были увековечены через стабильной интеграции стриженого аденовирус 22. С аденовирусных векторов большие (~ 40 Kb) и, следовательно, не очень хорошо подходит для традиционных ферментов рестрикции-опосредованной клонирование, мы использовали шлюза системы. Интерес ген первоначально клонировали в меньший входной вектор, из которого можно легко переносить в аденовирусный вектор назначения через лямбда реакции рекомбинации (LR) 23. Мы построили pCAGAdDu векторпутем объединения CAG промотор (курица промотор актина и энхансер CMV) счет экспрессирующей кассеты, содержащей LR сайтов, фланкирующих прокариотических выбор CCDB маркер 24. Эта кассета экспрессии слитого с внутреннего входа рибосом (IRES) элемент, который позволяет совместной экспрессии эукариотических инфекции маркер усиленный зеленый флуоресцентный белок (УЗФБ), которые слиты с последовательностью, содержащей бычьего гормона роста поли (А)-сигнала. Мы выбрали CAG цис-регуляторных последовательностей, так как прототип промотор CMV было обнаружено, что чрезвычайно-зависимой активации и, следовательно, неблагоприятных для экспрессии генов в наивным Т-клеток.
Здесь мы приводим протокол для эффективной дифференциации в пробирке Treg и способу для трансдукции наивных CD4 Т-клеток без активации (фиг. 2). Метод позволяет эктопическая экспрессия гена или сбить предыдущего CD4 Т-клеток в наивной государства. Это позволяет тестирования эффекта overexpresseD интересующего гена в раннем сигнальных событий при первоначальной стимуляции TCR до T приверженность подмножество клетки. Наши эксперименты проверки также обеспечивают основу для создания аналогичных приложений аденовирус в дифференцировке клетки других подмножеств T, таких как Th1, Th2, Th9, Th17, Th22, или TFH клеток.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Клонирование гена в векторной записи
2. Перенос гена в вектор назначения pCAGAdDu
3. Генерация первичного лизат Вирус
Выполните все следующие шаги при соответствующих условиях биобезопасности для аденовирусной инфекции!
4. Вирус Усиление
5. Вирус определения титра
6. Инфекция T сотовых
Примечание: для заражения большего числа клеток, по расширению использования МВД в 50 инфекции объем 165 мкл на 10 6 наивных Т-клеток в полистирола трубка с подвижным чашки (до TP 3 мл на пробирку).
(Дополнительно: клетки могут быть снова промывают, чтобы удалить вирус более эффективно)
7. Активацию Т-клеток и поляризация
Примечание: Клетки могут быть также активированы с использованием тканевых культуральных чашках, покрытых анти-CD28 и анти-CD3 антитела или в DO11.10 Т-клеточного рецептора конкретным способом с использованием облученных мышей BALB / с спленоцитов импульсного овальбумином 323-339 пептидного антигена.
8. T Фиксация клеток и окрашивание на проточной цитометрии
Примечание: Клетки можно рассматривать отныне без биологической меры предосторожности!
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Вирус Продакшн
Для генерации высоких титров вируса, сроки HEK293A сбора клеток в первичном производстве вируса или усиления имеет решающее значение. Представитель флуоресцентные и фазового контраста изображения с визуальные признаки продукции вируса показаны на рисунке 3. CPE наблюдались через 10 дней после трансфекции клетки HEK293A с векторным управлением pCAGAdDu без вставки. CPE характеризуются появлением областей с увеличенной и облавы клетки, которые начинают отделяться и...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Поколение Вирус и титрование
Для получения оптимальных результатов трансфекции, качество и количество векторных линеаризованной представляются наиболее важными. Мы не наблюдали негативных последствий от производства сырья лизат из начальных разрастание культуры с инфекцией быстро продолжит выполнение после эффективного производства вируса происходит. Тем не менее, продукцию вируса на клетки HEK293A могут быть затронуты длинные вставками, которые снижают эффективность. Некоторые открытых рамок с...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют никакого конфликта интересов.
Авторы хотели бы поблагодарить Lirui Du построения pCAGAdDU вектора и Оливер Горка для обеспечения фиксации протокола.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| pENTR/D-TOPO Набор для клонирования | Invitrogen | K240020 | |
| Gateway LR Clonase II Смесь ферментов | Invitrogen | 11791020 | |
| PacI | New England Biolabs | R057S | |
| jetPEI | Polyplus-трансфекция | 101-10N | |
| HEK293A клеточной линии | Invitrogen | R705-07 | |
| A549 | ATCC | CCL-185 | |
| 6-луночные планшеты | BD Falcon | 353046 | |
| 14 см чашка для культуры тканей | Nunc | 168381 | |
| BALB/cJ-Tg(DO11.10)10Dlo Tg(CARΔ 1)1Jdgr | Taconic Farms | Модель Nr. 4285 | |
| Наивный набор для изоляции CD4+ Т-клеток II | Miltenyi Biotech | 130-094-131 | |
| DMEM | Invitrogen | 41966-052 | |
| FBS | PAN Biotech | 1502-P110704 | |
| PenStrep | Invitrogen | 15140-122 | |
| RPMI 1640 | Lonza | BE12-167F | |
| NaPyruvate | Lonza | BE13-115E | |
| NEAA 100x | Lonza | BE13-114E | |
| L-глутамин | Invitrogen | 25030 | |
| HEPES Буферный раствор (1 м) | Invitrogen | 15630-056 | |
| β-меркаптоэтанол | Sigma-Aldrich | M-7522 | |
| MEM Essential vitamin mix (100x) | Lonza | 13-607C | |
| Dynabeads мышиный Т-активатор CD3/CD28 для расширения и активации клеток | Invitrogen | 114-56D | |
| рекомбинантный человеческий TGF-beta 1 | R& D Systems | 240B | |
| Пролейкин S (18 x 106IE) | Novartis | ||
| LIVE/DEAD Исправляемый набор для окрашивания синими мертвыми клетками | Invitrogen | L-23105 | |
| Мышь BD Fc BlockT | BD Pharmingen | 553141 | |
| Антимыши/Крысы Foxp3 PE | eBioscience | 12-5773-82 | |
| Mmu-miR-155 TaqMan Анализ микроРНК | Roche Applied Biosystems | ||
| Зонды LightCycler 480 Master | Roche Applied Biosystems | 04902343001 | |
| TaqMan MicroRNA Reverse Transcription Kit | Roche Applied Biosystems | 4366596 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.