В данной работе мы представляем простой и стандартизированный метод анализа гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора-продуцирующего Т-хелпера in vivo.
Методическая статья
В данной работе мы представляем простой и стандартизированный метод анализа гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора-продуцирующего Т-хелпера in vivo.
Параллельно с традиционными линиями Th1/Th2/Th17/Treg, гранулоцитарно-макрофагальные колониестимулирующие фактор-продуцирующие Т-хелперы (Th-GM) были идентифицированы как отдельное подмножество Т-хелперных клеток (GM-CSF+ IFN-γ-IL-17A-IL-22-эффекторные CD4+ Т-клетки) у человека и мышей. Контактная гиперчувствительность (CHS) считается отличной животной моделью аллергического контактного дерматита (АХД) у человека, проявляющего интактный иммунный ответ, опосредованный Т-клетками. Чтобы обеспечить стандартизированный и всесторонний анализ субпопуляции Th-GM клеток в Т-клеточном иммунном ответе in vivo, мышиную модель CHS индуцировали путем сенсибилизации/провокации с реактивным, низкомолекулярным, органическим гаптеном, 2,4-динитрофробензолом (DNFB). Субпопуляция Th-GM в эффекторных CD4+ Т-клетках, полученная при иммунизации гаптеном, анализировали с помощью проточной цитометрии. Мы обнаружили, что Th-GM в основном был расширен в поражениях и дренирующих лимфатических узлах в мышиной модели CHS, индуцированной DNFB. Этот метод может быть применен для дальнейшего изучения биологии Th-GM клеток и фармакологических исследований терапевтических стратегий, основанных на GM-CSF при различных состояниях, таких как ACD.
Т-хелперные клетки, продуцирующие гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF) - подмножество Th-GM - выделяются в отдельную подгруппу Т-хелперов у человека и мышей и, как считается, включают в себя "только экспрессирующие GM-CSF" (GM-CSF+ IFN-γ- IL-17A- IL-22-) CD4 Т-клетки, идентифицированные с помощью анализа одноклеточной РНК, массовой цитометрии и картирования судьбы мышей GM-CSF 1,2,3. В 2014 году Sheng et al. сообщили о программировании сигнального преобразователя и активатора транскрипции 5 (STAT5) подмножества Th-GM и впервые концептуализировали подмножество «Th-GM» 4,5. Клетки Th-GM характеризуются цитокиновой экспрессией GM-CSF, IL-2, TNF-α, IL-3, CCL20 и хемокиновых рецепторов типа C-X-C (CXCR) 4 или CXCR6 1,2. STAT и/или путь NF-κB имеют важное значение для дифференциации линии Th-GM. Был разработан метод in vitro для дифференцировки наивных CD4 Т-клеток в Th-GM клетки с использованием IL-7 в присутствии стимулов TCR6. Между тем, было показано, что цитокины IL-23 и IL-1β поддерживают экспрессию и патогенность клеток Th-GM ex vivo 3,7.
Повышение уровня клеток Th-GM было связано с несколькими аутоиммунными заболеваниями, такими как рассеянный склероз и ревматоидный артрит 2,8,9, что предполагает потенциальную роль в патогенезе аутоиммунитета10. Накапливающиеся данные свидетельствуют о том, что ГМ-КСФ может функционировать как медиатор воспаления. У мышей с генетической гиперэкспрессией Csf2 (гена, кодирующего GM-CSF) в CD4+ Т-клетках спонтанно развивался неврологический дефицит, сопровождающийся инфильтрацией фагоцитов в центральную нервную систему. В модели колита, связанного с переносом Т-клеток, адоптивный перенос Csf2−/− Т-клеток мышам Rag1−/− значительно снижал клинические и гистопатологические особенности заболевания. Тем не менее, существует мало сообщений о роли субпопуляции Th-GM в развитии аллергических заболеваний, таких как АХЗ.
АХП является одним из наиболее распространенных воспалительных дерматологических состояний с высокой распространенностью на работе и в быту11,12. Это реакция гиперчувствительности отсроченного типа IV, опосредованная интактной иммунной цепью, которая развивается в двух временных сегментированных фазах: сенсибилизация и выявление. АКД человека вызывается воздействием некоторых химических веществ (гаптенов или металлов), которые приводят к сенсибилизации. Во время этой фазы Т-клеточный ответ стимулируется гаптен-белковыми комплексами, представленными антигенпрезентирующими клетками. При последующем воздействии того же гаптена гаптен-специфические эффекторные и Т-клетки памяти реактивируются и локализуются на коже, что включает в себя инфильтрацию различных популяций иммунных клеток. Эта острая воспалительная реакция известна как элицитация, приводящая к полному развитию поражений13. ACD человека может быть изучена с использованием животных моделей контактной гиперчувствительности (CHS)14.
Модель CHS, индуцированная реакционноспособным, низкомолекулярным органическим гаптеном, 2,4-динитрофорбензолом (DNFB), является широко используемой мышиной моделью, которая использовалась при изучении патологии, а также потенциальных терапевтических вмешательств ACD15,16. Таким образом, эта Т-клеточно-зависимая модель может быть применена для изучения генерации субпопуляции Th-GM при аллергических заболеваниях. В данной работе мы индуцировали мышиную модель СЧХ с помощью DNFB, проанализировали генерацию Th-GM в поражениях и дренирующих лимфатических узлах и обнаружили, что субпопуляция Th-GM в основном расширяется при повторном воздействии того же гаптена. Это говорит о том, что субпопуляция Th-GM может быть существенной для развития АХД и представляет собой специфическую терапевтическую мишень при АХД.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все мыши, используемые в этом протоколе, находились на генетическом фоне C57BL/6, содержались в определенных условиях, свободных от патогенов, и получали пищу и воду в неограниченном количестве. Все эксперименты были одобрены органом по этической экспертизе благополучия животных Западно-Китайского медицинского центра Сычуаньского университета (20210302059).
1. Подготовка реагентов и материалов
2. Индукция CHS у мышей
3. Выборочная коллекция мышей CHS
4. Приготовление одноклеточной суспензии из ушей
5. Приготовление одноклеточных суспензий из дренирующих лимфатических узлов (дЛН)
6. Рестимуляция субпопуляции Th-GM 12-миристатом 13-ацетатом (PMA)/иономицином в присутствии ингибитора транспорта белка
7. Анализ субпопуляций Th-GM, полученных in vivo путем окрашивания клеточной поверхности и внутриклеточного окрашивания
8. Стратегия стробирования для идентификации подмножества Th-GM
9. Статистический анализ
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
DNFB-индуцированная CHS (контактная гиперчувствительность) у мышей
Чтобы индуцировать CHS у мышей, мышам проводили сенсибилизацию и вводили DNFB, наносимый на кожу уха, как показано на рисунке 1A. Толщина уха, являющаяся индикатором эпидермального спонгиоза, была заметно увеличена у мышей, получавших DNFB, по сравнению с мышами, получавшими носители (рис. 1B, 70 против 3 мкм в 1-й день, 203 против 7,5 мкм во 2-й день, 276 против 5 мкм в 3-й д...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол обеспечивает простой анализ in vivo для анализа генерации и расширения субпопуляции клеток Th-GM. Важно использовать Т-клеточно-опосредованную модель заболевания у мышей, инициируемую гаптенами или антигенами, имитируя эту активацию у человека. DNFB представляет собой низкомолекулярный гаптен, который является более экономичным и экономящим время, чем пептидные или белковые антигены, для запуска иммунного ответа Т-клеток in vivo18,19
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (No 81602763, 81803142, 82003347), Программой выдающихся исследователей Китайского фонда постдокторантуры (No 2017T100700) и Программой регулярных исследователей Китайского фонда постдокторантуры (No 2016M592673). Авторы хотели бы поблагодарить Ян Ванга и Мэн-Ли Чжу (Male Wang и Meng-Li Zhu) (Основные учреждения Западно-Китайской больницы, Сычуаньский университет) за техническую поддержку проточной цитометрии в этом исследовании.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 2,4-динитрофторбензол | РЕАГЕНТ | P0001746 | CAS NO: 70-34-8 |
| Ацетон | CHRON CHEMICALS | / | 67-64-1 |
| анти-CD4 антитело | Biolegend | 300506 | 1:100 Разведенное |
| анти-CD44 антитело | Biolegend | 103012 | 1:100 Разведенное |
| анти-CD62L антитело | Biolegend | 104417 | 1:100 Разведенное |
| антитело против GM-CSF | BD Bioscience | 554507 | 1:100 Разбавленное |
| антитело против ИФН-&гамма | Biolegend | 505836 | 1:100 Разбавленное |
| антитело против IL-17A | BD | Bioscience 563354 | 1:100 Разбавленное |
| антитело против IL-22 | Biolegend | 516411 | 5 &микро; L/test |
| CD45 | Biolegend | 103101 | 1:200 Разбавленный |
| хлоралгидрат | CHRON CHEMICALS | / | 302-17-0 |
| Циферблатный толщиномер (тип 0,01 мм) | PEACOCK | G-1A | / |
| DMSO | LIFESCIENCES | D8371 | 67-68-5 |
| EDTA Na2 | Solarbio | E8030 | 6381-92-6 |
| F4/80 | Biolegend | 123102 | 1:200 Разбавленный |
| Корректируемый Окрашиватель Жизнеспособности 780 | BD Bioscience | 565388 | 1:1,000 Разбавленный, Краситель |
| Проточный цитометр | BD Bioscience | BD FACS ARIA II SORP/ | |
| GraphPad Prism | Программное обеспечение GraphPad Программное обеспечение | Prism 7 | Программное обеспечение для статистики и построения графиков |
| Набор буферов для внутриклеточной фиксации и пермеабляции | Thermo Fisher | 88-8824-00 | Свежеприготовленный |
| иономицин | Sigma-Aldrich | 407951 | CAS NO: 56092-81-0 |
| Ly6G | Biolegend | 127602 | 1:200 Разведенный |
| NovoExpress | Agilent | / | Программное обеспечение для анализа данных проточной цитометрии; https://www.agilent.com.cn/zh-cn/product/research-flow-cytometry/flow-cytometry-software/novocyte-novoexpress-software-1320805 |
| Оливковое масло | YUANYE BIO | S30503 | 8001-25-0 |
| PMA | Sigma-Aldrich | P8139 | CAS NO: 16561-29-8 |
| Ингибитор переноса белка (содержащий брефельдин A) | BD Bioscience | 555029 | 1 &микро; Л/мл |
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