Гистосовместимости (MHC-I) молекулы представляют пептиды короткий (8-10 аминокислот), производным от Белки синтезируются в каждой ячейке. MHC-I молекулы на здоровые клетки представляют самостоятельной пептиды, полученные от эндогенных белков. Вирусная инфекция приводит к презентации несамоуправляющихся вирус производные пептидов на MHC-I, но даже инфицированные клетки нынешних несамоуправляющихся пептидов при наличии большого количества самостоятельной пептид MHC (реализует). MHC-я признан CD8 ко-рецептор на Т-клетки и Т-клеточных рецепторов (TCR). TCR сродство к пептид реализует сильно зависит от последовательности представленных пептиды, тогда как CD8 привязки пептид независимые. TCR привязки несамоуправляющихся агонист реализует комплекс приводит к активации и эффекторные функции Т-клеток. Non стимулирующее самостоятельно реализует комплексы не вызвать функции активации и эффекторных клеток T, но может повысить Т-клеток ответов реализует агонист, через процесс называется co агонизмом1,2,3. Co агонизмом наблюдается в мыши CD4 + T клетки4,5,6 , а также в человеческих CD8 + T клетки7,8,9,10, и мыши 11 , 12 , 13. в физиологических условиях, Т-клеток необходимо признать ограниченные количества агонист реализует на антиген представляющих клеток (БТР) совместного представления высокий уровень не стимулирующее реализует комплексов, предполагая, что co агонизмом способствует оптимальной T Мобильные ответы в естественных условиях. Общая клеток поверхности MHC класса я уровнях зачастую downregulated во время вирусных инфекций14 и15опухоли. Эта стратегия иммунной уклонение уменьшается агонист реализует презентации, но также уменьшает количество совместно агонист реализует я доступны для повышения активация Т-клеток. Кроме того высокая клеток поверхности выражение уровень MHC класса I молекулы HLA-C показали коррелируют с более ВИЧ управления16, предложив решающую роль для всего MHC класса выражение в активации клеток T. Несмотря на физиологическое значение co агонизмом его молекулярный механизм по-прежнему неполно понимается. Это обусловлено главным образом технические проблемы экспериментально контролировать количество представленных совместно агонист реализует сохраняя агонист реализует константа.
Мы разработали экспериментальный системы расследования co агонизмом во время активации клеток человека CD8 + T, выразив человека MHC I класса молекул, представив заранее пептид как одного полипептида (Одноместный цепи MHC-I, рис. 1A) в ячейке культивированная линия9,10. Агонист реализует единую цепь (sc) была выражена под контролем промотора тетрациклин индуцибельной в строке хомяк производные клеток T-REx Чо, выражая тетрациклин репрессор; Это позволяет очень низкий «Дырявый» выражение sc агонист реализует в отсутствие тетрациклин и высокого sc агонист реализует выражение после добавления тетрациклина (рис. 1BC). Sc агонист реализует выражая T-REx Чо клетки были затем supertransfected с стимулирующее, Сопредседатель агонист sc реализует-я под контролем промотора конститутивно активных (рис. 1BC). Использование этой экспериментальной системы позволило нам сравнить CD8 + Т-клеток ответов агонист реализует в наличие или отсутствие высокого уровня не стимулирующее реализует. Критически, начиная с пептида и MHC-я тяжелые цепи ковалентно связан в scMHC-формате, это позволяет интродукции мутаций в MHC молекулы, представив заранее пептиды. Использование scMHC-я технология таким образом позволил нам конкретно модулировать TCR или CD8-привязки свойства агонистов или совместного агонист реализует.
Co агонизмом в активации клеток CD8 + T наблюдается с использованием очищенного MHC-I комплексы, представляя агониста и Сопредседатель агонист пептидов в виде гетеродимерами11,17 или представленных на квантовых точек12,13. Ранние работы по co агонизмом в активации клеток CD8 + T в контексте признания реализует агониста на APC в качестве БТР TAP2-недостаточным клеточных линий. TAP необходим для транспортировки пептид из цитоплазмы в эндоплазматический ретикулум, и кран дефицит резко снижает в пул доступных MHC класса-привязки пептиды. В отсутствие пептиды, зарождающейся комплекс MHC класса I тяжелые цепи и β2- микроглобулина неустойчива, что приводит к очень низкой MHC-я клеток поверхности выражение. Первоначально сравнение Т-клеток, стимулируется с антигеном, загружены на TAP-достаточно - и несовершенным мыши RMA и RMA-S клеточных линий, соответственно, как БТР, не выявило каких-либо доказательств для co агонизмом во время мыши Т-клеток активации18. Однако использование этой экспериментальной системы не позволяют точно контролировать количество агонист реализует представил независимо от не стимулирующее самостоятельно реализует. Кроме того эти два клеточных линий могут также отличаться в выражение других молекул, которые модулируют активации Т-клеток, таких как лиганды рецепторов Т-клеток co-stimulatory или тормозящее или молекул адгезии.
Впоследствии мы разработали протокол для загрузки TAP2-недостаточным RMA-S клетки с экзогенной пептиды разрешить представление фиксированное количество агонист реализует в наличие или отсутствие не стимулирующее реализует. Это было достигнуто благодаря следующее: инкубационный TAP2-недостаточным RMA-S клеток при более низких температурах (28 ° C, вместо обычного 37 ° C) для стабилизации пустой MHC класса I тяжелые цепи/β2 микроглобулин комплексы19; Инкубация при 28 ° C с экзогенной агонист пептид; Инкубация при 28 ° C в присутствии или отсутствии внешних не стимулирующее пептид; и инкубации при 37 ° C для уменьшения поверхности выражение ячейку пустой MHC класса я комплексы8,9. Использование этой экспериментальной установки показали, что присутствие не стимулирующее реализует расширение активация тимоцитов мыши, наивно периферийных CD8 + Т-клеток и ЦТЛ8. Механически присутствие не стимулирующее реализует может вызвать CD8 набора для ячейки: APC иммунной синапса T даже в отсутствие агонист реализует, и не стимулирующее реализует может усилить взаимодействие TCR с CD8 coreceptor7,8. Однако эта экспериментальная система не позволяет тестирование относительного вклада TCR и CD8 coreceptor привязки агониста и Сопредседатель агонист реализует в посредничестве активации расширения, как любые изменения, изменяя TCR или CD8 привязки MHC класса, я бы влияет на все молекулы MHC, независимо от представленных пептид. Поэтому мы использовали MHC класса я одной цепи технологии для преодоления этой проблемы.
Класс MHC единой цепи (sc), которую я формат уже использовался для улучшения антигенной реализует презентации для терапевтических стратегий, фундаментальные вопросы о механизмах TCR и NK клеток рецепторов активации и функционируют20,21 . scMHC-я состоит из пептид, β2- микроглобулина и MHC-я тяжелые цепи, к которым присоединились два гибких Серин/глицин богатые линкеры (рис. 1A), несколько различных компоновщика последовательности были разработаны и протестированы22. scMHC-я могу сложить независимо от крана комплекс и шаперона белки, необходимые для обычных реализует комплекс Ассамблеи20. scMHC-у меня было показано сложить правильно, как определено с помощью конформации специфичные антитело пятная22 и решая sc структуры с рентгеноструктурного23. Основные scMHC-я был изменен дизайн для улучшения привязки низкого сродства пептиды24,25.
Этот протокол описывает использование человеческих scMHC-я расследовать co агонизмом во время человека CTL клонировать активации. Протокол был оптимизирован для человеческого клона CTL конкретных эпитопу вирусом гепатита в (HBV). HBV является тяжелым бременем здравоохранения во всем мире, как есть 350 миллионов человек, инфицированных ВГВ и хронической HBV инфекции может привести к развитию гепатоцеллюлярной карциномой (HCC). КЦУК клетки в результате инфекции ВГВ может обычно присутствуют ГВ производные эпитопов и могут быть признаны конкретного человека Т-клеток. ГВ и КЦУК Распродажа опирается на ответы клеток человека T26, но КЦУК пациенты часто страдают от истощения Т-клеток и снижение Т-клеток ответов27. Введение в Т-клетки ГВ ГВ конкретные TCR пробовало как потенциальной стратегии иммунотерапии для устранения хронической HBV инфекции28. Однако, это неизвестно, если этот метод будет эффективным в клинических условиях, из-за низкого уровня поверхности MHC-I в человека гепатоцитов29. Таким образом понимание механизма coagonism может предоставить альтернативные перспективы для иммунотерапии ГВ, возможно путем повышения презентации эндогенного реализует побудить co агонизмом опосредованной Т-клеток ответов. Протокол охватывает все необходимые шаги для проведения исследований на человека co агонизмом: transfection клеток T-REx Чо с агонистом и Сопредседатель агонист sc реализует, поколение стабильной T-REx Чо клеточных линий, культуры HBV-конкретного человека CTL CD8 + T линии клеток и активации CTL эксперименты, производство цитокинов и дегрануляции в ответ клетки T-REx Чо. Хотя мы сосредоточить внимание на использовании sc MHC класса I технологии расследовать co агонизмом во время активации клеток HBV T, необходимо отметить, что представленные методы может быть легко адаптирована для исследования других аспектов активация Т-клеток в клетки человека T системах с известными реализует-я специфика.
Этот протокол использует конкретного человека CD8 + CTL линии на ГВ производные пептид Е183-91 (FLLTRILTI: «Е183»)30 представлены по HLA-A2. молекулы HLA SC, состоящий из последовательности сигнала от человека β2-МИКРОГЛОБУЛИНА, HLA-A2 привязки пептид интерес, глицин/сериновые компоновщик, β2-микроглобулина человека, глицин/сериновые компоновщик и А2, тяжелые цепи могут быть коммерчески синтезированных (Рисунок 1A ). Плазмиды кодирования scA2 конструкции с агонистом Е183 пептид, или coagonist кляп ВИЧ (SLYNTVATL)31 пептиды доступны от авторов по запросу. Пептид последовательности могут быть изменены с помощью сайта направленного мутагенеза. Тетрациклин индуцибельной вектор pcDNA5/TO был использован выразить одной цепи агонист HLA-A2 с Е183 пептида (sc Е183-HLA-A2). Присутствии тетрациклин репрессор, pcDNA5/плазмида позволяет только очень низкая, «Дырявый» выражение протеина интереса; высокое выражение может быть вызвана добавлением Тетрациклин (рис. 1BC). Использование системы тетрациклин индуцибельной выражение позволяет контролировать количество клеток поверхности агонист реализует выражение. Учредительный выражение плазмида pcDNA3.1 был использован для Экспресс coagonist scA2 с кляп пептида (sc кляп-HLA-A2). Тетрациклин регулируемых выражение Чо (T-REx) клетки (линия хомячка клетки, не эндогенного человеческого MHC) был использован выразить конструкции агониста и Сопредседатель агонист sc-HLA-A2. Эта экспериментальная система позволяет точно контролировать реализует презентации (рис. 1 c): не реализует презентации (untransfected T-REx), большое количество совместно агонист реализует презентации (учредительных sc кляп-HLA-A2 выражение), низкое количество агонист реализует Презентация (sc Е183-HLA-A2 в отсутствие тетрациклина), большое количество агонист реализует презентации (sc Е183-HLA-A2 присутствии тетрациклина), низкое количество агонист реализует представления и высокой выражения реализует совместное агонистов (sc Е183-HLA-A2 в отсутствие тетрациклин и учредительные sc выражение кляп-HLA-A2). Использование этой экспериментальной системы позволяет точно контролировать поверхности количество клеток агониста и реализует coagonist.