Мы описываем методы визуализации всего животного и проточной цитометрии для мониторинга экспансии антиген-специфичных CD8+ Т-клеток в ответ на иммунизацию наночастицами в мышиной модели вакцинации.
Методическая статья
Мы описываем методы визуализации всего животного и проточной цитометрии для мониторинга экспансии антиген-специфичных CD8+ Т-клеток в ответ на иммунизацию наночастицами в мышиной модели вакцинации.
Традиционные вакцинные адъюванты, такие как квасцы, вызывают неоптимальный ответ CD8+ Т-клеток. Для решения этой серьезной проблемы в разработке вакцин были разработаны различные системы наночастиц, имитирующие особенности патогенов, чтобы улучшить доставку антигена к дренажным лимфатическим узлам и увеличить поглощение антигена антигенпрезентирующими клетками, что привело к созданию новых вакцинных составов, оптимизированных для индукции антиген-специфических ответов CD8+ Т-клеток. В данной статье мы описываем синтез «имитирующей патогены» системы наночастиц, называемой интербислойно-сшитыми многослойными везикулами (ICMV), которые могут служить эффективным носителем вакцины для совместной доставки субъединичных антигенов и иммуностимулирующих агентов и вызывания мощных цитотоксических ответов CD8+ Т-лимфоцитов (CTL). Описаны методы определения гидродинамического размера и поверхностного заряда наночастиц вакцины с помощью динамического рассеяния света и анализатора дзета-потенциала, а также представлена процедура на основе конфокальной микроскопии для анализа доставки антигена, опосредованного наночастицами, к дренирующим лимфатическим узлам. Кроме того, мы демонстрируем новую биолюминесцентную технику визуализации целых животных с использованием адоптивного переноса экспрессирующих люциферазу антиген-специфических CD8+ Т-клеток мышам-реципиентам с последующей вакцинацией наночастицами, что позволяет проводить неинвазивные исследования моделей экспансии и транспортировки CTL в режиме реального времени. Описаны тетрамерное окрашивание и проточный цитометрический анализ мононуклеарных клеток периферической крови для лонгитюдной количественной оценки эндогенных Т-клеточных реакций у мышей, вакцинированных наночастицами.
Традиционные развития вакцины в основном использовали эмпирический подход опытной и ошибок. Тем не менее, с недавним развитием широкого спектра биоматериалов и открытий молекулярных детерминант иммунной активации, теперь можно рационально спроектировать вакцинных препаратов с биофизических и биохимических сигналов, полученных от патогенов 1,2. В частности, различные частицы платформы доставки лекарств были рассмотрены в качестве носителей вакцинных как они могут быть совместно с грузом субъединиц антигенов и иммуностимулирующих агентов, защищать компоненты вакцины от деградации и повышения их сотрудничество доставку антиген-представляющие клетки (АРС), проживающих в лимфе узлы (LNS), таким образом, максимально иммунную стимуляцию и активацию 3-5. В этом докладе мы описываем синтез "патогенных имитируя" системы наночастиц, называемые interbilayer сшитого многослойные везикулы (ICMVs), которые ранее были продемонстрированы как мощное platfor вакциным для надежных процессе индукции цитотоксических Т-лимфоцитов (CTL) и гуморального иммунного ответа в обоих системных и слизистых тканей отсеков 6-9. В частности, вакцинация ICMVs достигается существенно повысить уровень IgG в сыворотке против малярийного антигена, по сравнению с вакцинацией с обычными вспомогательными веществами (например, квасцы и Montanide) 7, а также вызвало мощные ответов CTL против опухолевых клеток и вирусных моделей призов у мышей 9. Здесь, используя ICMVs как система наночастиц модель вакцины, мы опишем методы для характеризации нано-вакцин составов, в том числе размера частиц и дзета-потенциал измерений и отслеживания оборота частицы в дренирующих лимфоузлов (dLNs) с использованием конфокальной микроскопии в тканях cryosectioned 7. Кроме того, мы представляем весь животного изображений на основе метода анализа расширение ответов CTL у мышей после усыновителя передачи люциферазы выражения антиген-специфических CD8 + Т-клеток 9,10. Наконец, мы деписец тетрамер окрашивания мононуклеарных клеток периферической крови (МКПК) для продольной количественного эндогенных ответов Т-клеток у мышей, вакцинированных с наночастицами 6,9.
ICMVs являются липидов на основе наночастиц препарат синтезированы путем регулируемого синтеза простых липосом в многослойных структурах, которые затем химически стабилизированных сшивающих головных групп фосфолипидов малеимид-функционализированного в липидных слоев с дитиольному сшивающих агентов 6. После ICMVs синтезируются, небольшая часть наночастиц может быть использовано для определения размера частиц и дзета-потенциал (т.е. поверхностный заряд частиц) с (DLS) системы динамического светорассеяния и дзета-потенциал анализатора. DLS измеряет изменения в рассеянии света в суспензии частиц, что позволяет определение коэффициента диффузии и гидродинамического размера частиц 11. Достижение последовательной размер частиц от партии к партии синтеза является критическимс размером частиц является одним из основных факторов, влияющих на лимфатический дренаж частиц вакцины в dLNs и последующего клеточного поглощения БТР 12,13. Кроме того, дзета-потенциал может быть получен путем измерения скорости частиц, когда электрический ток подводится, которая позволяет определять электрофоретической подвижности частиц и поверхности частиц заряда 11. Обеспечение последовательного дзета-потенциал значения частиц является важным, поскольку поверхностный заряд частиц определяет стабильность коллоидного, который имеет непосредственное влияние на дисперсию частиц во время хранения и после введения в естественных условиях 14,15. Для того, чтобы отслеживать локализацию частиц в dLNs, ICMVs могут быть помечены с заданными флуорофорами в том числе липофильных красителей и ковалентно-меченых антигенов. После иммунизации мышей может быть умерщвлены в различные моменты времени, dLNs резекции, cryosectioned и анализировали с конфокальной микроскопии. Этот метод позволяет визуализировать лимфатической DraIНин обоих перевозчиков и антигена dLNs вакцин наночастиц. Разделы ткани могут быть дополнительно окрашены флуоресцентной меченых антител и используется для получения более подробной информации, такие как типы клеток, связанных с антигеном и формирования зародышевых центров, как мы показали, ранее 7.
После синтеза частиц оптимизирован и торговля в dLNs подтвердится, это очень важно для проверки выявление в в естественных условиях расширения CTL. Для того чтобы проанализировать извлечение антиген-специфических CD8 + Т-клеток в ответ на вакцинацию наночастиц, мы использовали модели антиген, овальбумин (OVA), с OVA 257-264 пептида (SIINFEKL) иммунодоминантном CD8 + Т-клеточного эпитопа, который позволяет детально иммунологические анализы антиген-специфических ответов Т-клеток для первоначального 16,17 разработки вакцины. В частности, допрашивать динамику расширения и миграции антиген-специфических CD8 + Т-клеток, мы сформировалидважды трансгенной мышиной модели, пересекая люциферазы светляков-выражения трансгенных мышей (Luc) с OT-I у трансгенных мышей, которые обладают CD8 + Т-клеток с Т-клеточного рецептора (TCR), специфичные для SIINFEKL (в связи с Н-2К б). Из этих мышей ОТ-I / Luc, экспрессирующих люциферазы, ОТ-я CD8 + Т-клетки могут быть выделены и подготовлены для передачи в приемной наивных мышей C57BL / 6. После семенами, успешное иммунизация OVA-наночастиц приведет к расширению переданных Т-клеток, которые можно отслеживать с помощью мониторинга сигнал биолюминесценции с всей системы формирования изображений животных 9,10. Это неинвазивный метод визуализации всего тела был использован с другими вирусными или опухолевых антигенов в прошлом 18-20, выявление процессов, участвующих в разложении Т клеток в лимфоидных тканей и распространения в периферических тканях в продольном образом.
В дополнение к анализу адаптивно переданных антиген-специфических CD8 + Т-клеток, endogenoСША T-клеточные ответы после вакцинации могут быть рассмотрены с пептидом главного комплекса гистосовместимости (МНС) тетрамер анализа 21, в котором тетрамер комплекс пептид-МНС, состоящая из четырех флуорофора с метками МНС-молекул класса I, загруженной с пептидных эпитопов, используют чтобы связать TCR и этикеток CD8 + Т клеток в антиген-специфическим образом. Пептид-МНС тетрамер анализ может выполняться либо в терминальных вскрытии исследований для выявления антиген-специфических CD8 + Т-клеток в лимфоидных и периферических тканях или в продольных исследованиях с мононуклеарных клеток периферической крови (МКПК), полученных от последовательный забор крови. После окрашивания лимфоцитов с пептид-МНС тетрамер, проточной цитометрии анализа выполняется для детального анализа на фенотип ЦТЛ или количественной оценки их частоты среди CD8 + Т-клеток.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты, описанные в этом протоколе были одобрены Университета Комитета по использованию и уходу за животными (UCUCA) в Университете Мичигана и осуществляется в соответствии с установленными правилами и руководящими принципами.
1. Синтез и характеристика ICMVs Co загружены белкового антигена и адъюванта молекул
2. Рассмотрение лимфоузлов Слив флуоресценции-метками ICMVs с конфокальной микроскопии
3. Контроль Расширение антиген-специфические, люциферазы-экспрессирующих CD8 + Т-клеток после вакцинации наночастиц с целого животного изображений
4. Пептид-МНС тетрамеров Окрашивание РВМС для анализа антиген-специфических клеток CD8 + Т-
Примечание: В следующей процедуре протокола может быть выполнена с использованием либо мышей C57BL / 6 адаптивно передаваемые с OT-I / Люк CD8 + Т-клеток или C57BL / 6 мышей без приемных передачи.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этапы в синтезе ICMVs показаны на рисунке 1 6. Вкратце, липидную пленку, содержащую любые липофильные препараты или флуоресцентные красители гидратируют в присутствии гидрофильных лекарств. Двухвалентные катионы, такие как Ca 2+, добавляют привод сплав анионных липосом в многослойные везикулы. Дитиольному сшивающий агент, такой как DTT, добавляют к "сшивание" малеимид-функционализированного липидов на липидные слои соединяющий, и, наконец, остальные внешние группы малеими...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол в этой статье описан синтез и характеристику новой липидной основе системы наночастиц, называемый ICMVs, и обеспечивает процесс проверки эффективности вакцинных препаратов на основе наночастиц, чтобы вызвать антиген-специфических CD8 + Т-клеточные ответы. Синтез ICMV завершена во всех водном состоянии, что является важным преимуществом по сравнению с другими, обычно используемых полимерных систем наночастиц (например, поли (лактид-со-гликолид) частицы кислоты), которые, как правило, требуют органически...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Perkin Elmer при условии, себестоимость производства, понесенных в течение публикации этой статьи.
Это исследование было поддержано Национальным институтом здравоохранения предоставлять 1K22AI097291-01 и Национального центра Продвижение поступательного наук Национальных Институтов Здоровья в премии Количество UL1TR000433. Мы также признаем, профессор Даррелл Ирвайн в Массачусетском технологическом институте и профессор Маттиас Стефана в Фреда Хатчинсона онкологический центр за их вклад в первоначальной работы по наночастиц вакцин и OT-I / Luc трансгенных мышей.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 1. Синтез и характеристика ICMV в сочетании с белковым антигеном и молекулами адъюванта | |||
| 1,2-диолеоил-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[4-(p-maleimidophenyl)butyramide] (соль натрия) (MPB) | Avanti Polar Lipids, INC. | ||
| 1,2-диолеоил-<ЭМ>СН-глицеро-3-фосфохолин (ДОПК) | Avanti Polar Lipids, INC. | ||
| Монофосфориллипид А (синтетический) (PHAD™) (MPLA) | Avanti Polar Lipids, INC. | 699800 | |
| Стеклянные флаконы 20 мл | Wheaton | 0334125D | |
| Symphny Vacuum Oven | VWR 414004-580 | ||
| Овальбумин (OVA) | Worthington | 3054 | |
| Bis-Tris Propane (BTP) | Fisher | BP2943 | |
| Q125 Sonicator (125 W/20 кГц) | Qsonica | Q125-110 | |
| Дитиотреитол (DTT) | Fisher | BP172 | |
| 2 кДа Тиолированный полиэтиленгликоль (PEG-SH) | Laysan Bio | MPEG-SH-2000-1g | |
| Malvern ZetaSizer Nano ZSP | Malvern | ||
| ZetaSizer Cuvettes | Malvern | DTS1070 | |
| 2. Исследование дренирования лимфатических узлов флуоресцентно меченных ICMV с помощью конфокальной микроскопии | |||
| 1,1'-диоктадецил-3,3,3',3'-тетраметилиндодикарбоцианин, 4-хлорбензолсульфонат соли (DID) | Life Technologies | D-7757 | |
| Alexa Fluor 555-сукцинимидиловый эфир (AF555-NHS) | Life Technologies | A37571 | |
| Тканевая охлаждающая среда ОКТ | VWR | 25608-930 | |
| Тканевые криоформы | VWR | 25608-922 | |
| 3. Мониторинг экспансии антиген-специфичных, экспрессирующих люциферазу CD8+ Т-клеток после вакцинации наночастицами с помощью визуализации всего животного | |||
| C57BL/6 мышей | Джексон | 000664 | |
| альбинос C57BL/6 мышей | Джексон | 000058 | |
| OT-1 C57BL/6 мышей | Джексон | 003831 | |
| 70 мкм; m нейлоновый фильтр | BD | 352350 | |
| EasySep™ Мышиный набор для изоляции CD8+ Т-клеток | StemCell | 19853 | |
| IVIS® система визуализации всего животного | Perkin Elmer | ||
| 4. Пептидно-MHC тетрамерное окрашивание мононуклеарных клеток периферической крови (PBMCs) для проточного цитометрического анализа антиген-специфических CD8+ Т-клеток | |||
| K2EDTA tubes | BD | 365974 | |
| буфер для лизиса ACK | Life Technologies | A10492-01 | |
| Анти-CD16/32 Fc блок | Ebioscience | 14-0161-86 | |
| H-2Kb OVA Tetramer | MBL TS-5001-1C | ||
| Anti-CD8-APC | BD | 553031 | |
| Anti-CD44-FITC | BD | 553133 | |
| Anti-CD62L-PECy7 | Ebioscience | 25-0621-82 | |
| 4′,6- Диамидино-2-фенилиндола дигидрохлорид (DAPI) | SIGMA | D8417-10MG | |
| CyAn Проточный цитометр | Beckman Coulter | ||
| FlowJo Программное обеспечение | FlowJo |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение