RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ru_RU
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Yan Zhang*1, Xingxing Su*2, Lisha Wang2, Zhengliang Yue2, Qiao Liu3, Ling Ran2, Shun Lei2, Jianjun Hu2, Lifan Xu2, Lilin Ye2, Ping Ji4, Guimei Li1, Qizhao Huang5, Shuqiong Wen4
1College of Veterinary Medicine,Qingdao Agricultural University, 2Institute of Immunology,Third Military Medical University, 3Institute of Cancer, Xinqiao Hospital,Third Military Medical University, 4Stomatological Hospital of Chongqing Medical University, 5Institute of life science,Chongqing Medical University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Представленный здесь дизайн эксперимента представляет собой полезную репродуктивную модель для изучения антиген-специфических CD8+ Т-клеток при метастазировании в лимфатические узлы (ВН), которая исключает возмущение CD8+ Т-клеток.
CD8+ Т-клетки опухолевого антигена из дренирующих лимфатических узлов приобретают все большее значение в формировании противоопухолевого иммунного ответа в процессе онкогенеза. Однако во многих случаях раковые клетки образуют метастатические локусы в лимфатических узлах перед дальнейшим метастазированием в отдаленные органы. В какой степени метастазы ЛН влияли на локальный и систематический ответ CD8+ Т-клеток, остается неясным. С этой целью мы создали мышиную модель метастазирования LN в сочетании с клеточной линией меланомы B16F10-GP, экспрессирующей суррогатный неоантиген, полученный из вируса лимфоцитарного хориоменингита (LCMV), гликопротеина (GP) и P14 трансгенных мышей, содержащих рецепторы Т-клеток (TCR), специфичные к пептиду GP33-41 , полученному из GP, представленному молекулой главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса I H-2Db. Этот протокол позволяет изучать антиген-специфический ответ CD8+ Т-клеток при метастазировании ВН. В рамках этого протокола мышам C57BL/6J подкожно имплантировали клетки B16F10-GP с последующим адоптивным переносом наивными клетками P14. Когда подкожная опухоль достигала примерно 5 мм в диаметре, первичную опухоль иссекали, а клетки B16F10-GP вводили непосредственно в опухоль дренирующий лимфатический узел (TdLN). Затем контролировали динамику CD8+ Т-клеток в процессе метастазирования ВН. В совокупности эта модель обеспечила подход к точному исследованию антиген-специфического иммунного ответа CD8+ Т-клеток во время метастазирования ВН.
Иммунотерапия рака, особенно блокада контрольных точек иммунного ответа (ICB), произвела революциюв терапии рака1. ICB блокирует коингибирующие иммунорецепторы (такие как PD-1, Tim-3, LAG-3 и TIGIT), которые высоко экспрессируются в истощенных CD8+ Т-клетках в опухолевом микроокружении (TME), что приводит к оживлению истощенных CD8+ Т-клеток2. Учитывая гетерогенность истощенных CD8+ Т-клеток, накопление доказательств показало, что опухолеспецифичные CD8+ Т-клетки, полученные с периферии, включая дренирующий лимфатический узел (dLN), но не в TME, опосредуют эффективность ICB 3,4,5,6,7,8. Недавно было подтверждено, что полученные из TdLN TCF-1+TOX - опухолеспецифичные CD8+ Т-клетки памяти (TdLN-TTSM) являются подлинными ответителями на ICB, которые воплощают в себе несколько функциональных свойств обычных Т-клеток памяти и могут в дальнейшем расширяться и дифференцироваться в истощенные клетки потомства при лечении ICB9. В целом, эти результаты подтвердили важность ЛН в формировании противоопухолевого иммунитета.
Лимфатические узлы функционируют как важнейшее место в содействии праймингу и активации опухолеспецифичных CD8+ Т-клеток, обеспечивая структурную основу, а также биологические сигналы10. Некоторые типы раковых клеток часто засеивают сторожевые лимфатические узлы (SLN, первый LN, дренирующий первичную опухоль) перед систематической диссеминацией11. Наличие метастазов SLN связано с плохим исходом при раке человека, и доклинические модели показали, что опухолевые клетки в TdLN могут распространяться в отдаленные органы как через лимфатические сосуды, так и через кровеносные сосуды узла 12,13,14,15. Биопсия SLN в настоящее время представляет собой стандартную процедуру для принятия последующих решений о лечении многих типов солидных опухолей, что позволяет избежать ненужной резекции непораженного LN16,17. Даже для пациентов с ВН остается спорным вопрос о том, нужна ли хирургическая резекция, и если да, то когда, поскольку несколько исследований показали, что удаление регионарной ВН не продемонстрировало улучшения общей выживаемости по сравнению с теми, кто получал лучевую или системную терапию без регионарной резекции ВН18,19. Одна из интерпретаций заключается в том, что метастатическая ВН (мЛН) с микроскопическим заболеванием может сохранять некоторую способность обучать иммунные клетки и обеспечивать некоторые терапевтические преимущества. Таким образом, критически важно выяснить, как метастазы ЛН влияют на противоопухолевый иммунный ответ, особенно на свойства и функции TdLN-TTSM.
До сих пор как доклинические, так и клинические данные выявили некоторые структурные и клеточные изменения в mLN20. Однако динамические изменения опухолеспецифичных CD8+ Т-клеток при метастазировании ЛН не очерчены. Поэтому для дальнейшего изучения необходима разработка убедительной модели метастазирования ВН. Действительно, в нескольких исследованиях сообщалось о моделях mLN на мышах различными способами 14,21,22. Например, спонтанное метастазирование в подмышечных ЛУ проводили путем имплантации клеток рака молочной железы 4Т1 в жировую подушкумолочной железы 22. В другом исследовании Reticker-Flynn et al. создали клеточные линии меланомы с высокой частотой распространения от подкожной первичной опухоли к ВН путем последовательной инокуляции опухолевых клеток, культивируемых из диссоциированных тканей mLN (девять раундов)14. Другая широко используемая модель была получена путем инъекции опухолевых клеток в подушечку стопы, и метастатические локусы образовывались в подколенной LN22. Примечательно, что трудно оценить точные сроки вмешательства, поскольку метастазы ВН в этих моделях не всегда точны.
В настоящем исследовании мышиная метастатическая модель LN была создана путем интранодальной инъекции клеток B16F10-GP23,24, полученных путем CRISPR/Cas9-опосредованной вставки последовательности гена гликопротеина (GP) вируса LCMV в геном клеточной линии9 B16F10. Затем этим мышам были пересажены клетки P14, которые содержат трансгенные Т-клеточные рецепторы (TCR), специфически распознающие эпитоп H-2Db GP33-41 25,26, и можно было исследовать системную и локальную динамику антиген-специфических CD8+ Т-клеток при метастазировании ЛН. Наш экспериментальный дизайн представляет собой полезную модель для изучения иммунных реакций, особенно антиген-специфических CD8+ Т-клеток во время метастазирования ЛН, что исключает возмущение CD8+ Т-клеток. Эти результаты повлияют на варианты клинического лечения, связанные с удалением или сохранением mLN, и прольют новый свет на манипуляции с mLN для достижения максимального терапевтического эффекта.
Мыши C57BL/6J (относящиеся к мышам B6) и наивные трансгенные мышиP14 9,27 были в возрасте 6-10 недель с массой тела 18-22 г. Как мужчины, так и женщины были включены в исследование без рандомизации или ослепления. Все исследования на животных проводились в соответствии с рекомендациями Институционального комитета по уходу за животными и их использованию Циндаоского сельскохозяйственного университета.
1. Приготовление среды и реагентов
2. Приготовление клеточной суспензии B16F10-GP
3. Эктопический посев клеток B16F10-GP в двустороннюю паховую область мышей
4. Адоптивный перенос Т-клеток P14 мышам-опухоленосителям
5. Резекция первичной опухоли
ПРИМЕЧАНИЕ: Перед использованием убедитесь, что все хирургические инструменты автоклавированы. Стерилизовать операционную зону внутри шкафа биобезопасности 75% этанолом с последующим УФ-облучением в течение не менее 30 минут. Во время операции носите чистые халаты, головные уборы, маски и стерильные перчатки.
6. Интранодальное введение клеток B16F10-GP в паховый лимфатический узел
ПРИМЕЧАНИЕ: После двустороннего очищения опухоли клетки B16F10-GP вводились в односторонний паховый лимфатический узел, а PBS вводился в другую сторону.
Принципиальная схема этого экспериментального проекта показана на рисунке 1А. В общей сложности 5 x 105 клеток B16F10-GP в 100 мкл PBS были подкожно имплантированы в двустороннюю паховую область мышей CD45.2 C57BL/6J. Через 7 дней этим мышам с опухолью внутривенно (в/в) вводили 4 мг CTX с последующим адоптивным переносом 5 x 105 клеток CD45.1+P14 через хвостовую внутривенную (внутривенную) инъекцию. Когда опухоли вырастали примерно до 3-5 мм в диаметре (примерно через 7 дней после переноса клеток P14), первичные опухоли резецировали, и 5 x 104 клеток B16F10-GP в 20 мкл PBS вводили непосредственно в односторонний паховый лимфатический узел. В паховый лимфатический узел с другой стороны вводили равные объемы PBS. Репрезентативное окрашивание гематоксилином и эозином (H&E, 100x) неметастатического лимфатического узла (nLN) и метастатического лимфатического узла (mLN) в указанные моменты времени показано на рисунке 1B. Структура nLN осталась нетронутой. На ранней стадии метастазирования ВН (D8) mLN был частично занят опухолевыми клетками (черная стрелка), и еще остается некоторый участок с лимфоцитами, которые не были захвачены опухолевыми клетками (красная стрелка). В то время как на поздней стадии метастазирования ВН (D18) mLN заполнен опухолевыми клетками, сопровождающимися опухолевым ангиогенезом и малым количеством лимфоцитов. Активированные клетки Р14, восстановленные в TdLN, продуцировали высокий уровень ИФН-γ после стимуляции пептидами GP33-41 9,31. Здесь процентное соотношение активированных клеток P14 было проанализировано с помощью проточной цитометрии в разные моменты времени, а стратегия стробирования показана на рисунке 2. Частота антиген-специфических CD8+ Т-клеток в периферической крови на ранней стадии (D8) и поздней (D18) составляет 2,81% и 1,48% соответственно (рис. 3А). Сообщалось, что опухолеспецифичные CD8+ Т-клетки строго находятся в dLN во время опухолегенеза, а недренирующие LN восстанавливают ограниченные донорские клетки33. Процент антиген-специфических клеток Р14 в нЛН был стабильным при метастазировании ВН. Интересно, что антиген-специфические CD8+ Т-клетки в мЛН были временно усилены на ранней стадии, о чем свидетельствует более высокая частота клеток Р14 по сравнению с нЛН, в то время как на поздней стадии она резко снизилась (рис. 3Б).

Рисунок 1: Принципиальная схема схемы эксперимента. (A) Мышам C57BL/6J (CD45.2+) имплантируют 5 x 105 опухолевых клеток B16F10-GP в двустороннюю паховую область. Через 7 дней этим мышам внутрибрюшинно вводят 4 мг CTX, а затем на следующий день проводят адоптивный перенос различных конконгенически маркированных (CD45.1+) клеток P14. Когда опухоли вырастают примерно до 3-5 мм в диаметре (примерно через 7 дней после переноса клеток P14), первичные опухоли резецируют, затем 5 x 104 клеток B16F10-GP в 20 мкл PBS вводят непосредственно в односторонний паховый лимфатический узел, а в паховый лимфатический узел с другой стороны вводят равные объемы PBS. (B) Репрезентативное окрашивание ЛН гематоксилином и эозином (H&E,100x). Сокращения: s.c. = подкожный; CTX= циклофосфамид; в/в = внутривенно; Сак = жертвоприношение; nLN = неметастатическая LN; мЛН = метастатическая ВН. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Стратегия стробирования для анализа проточной цитометрии. Стратегия стробирования, используемая для идентификации донорских активированных антиген-специфических CD8+ Т-клеток. Аббревиатуры: L/D = живой/мертвый. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Динамика антиген-специфических CD8+ Т-клеток при метастазировании в ЛН. Доля антиген-специфических CD8+ Т-клеток в (А) периферической крови, (В) нЛН и мЛН в разные моменты времени. Сокращения: nLN = неметастатическая LN; мЛН = метастатическая ВН. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Представленный здесь дизайн эксперимента представляет собой полезную репродуктивную модель для изучения антиген-специфических CD8+ Т-клеток при метастазировании в лимфатические узлы (ВН), которая исключает возмущение CD8+ Т-клеток.
Эта работа была поддержана Национальным научным фондом выдающихся молодых ученых Китая (No 82122028 - LX), Национальным фондом естественных наук Китая (No 82173094 - LX), Фондом естественных наук Чун Цина (No 2023NSCQ-BHX0087 to SW).
| 1,5 мл центрифужная пробирка | KIRGEN | KG2211 | |
| 100 U инсулиновый шприц | BD Biosciences | 320310 | |
| Коническая трубка 15 мл | БОБР | 43008 | |
| 2,2,2-Трибромэтанол (Авертин) | Сигма | T48402-25G | |
| 2-метил-2-бутанол | сигма | 240486-100ML | |
| 70 μ m нейлоновый сетчатый фильтр | BD Falcon | 352350 | |
| Антимышь APC CD45.1 | БиоЛегенда | 110714 | Клон:A20 |
| B16-GP клеточная линия | Beijing Biocytogen Co.Ltd, China | Custom | |
| BSA-V (бычий сывороточный альбумин) | Чашка для клеточных культурBioss | bs-0292P | |
| BEAVER | 43701/43702/43703 | ||
| центрифуга | Eppendorf | 5810R-A462/5424R | |
| циклофосфамид | Sigma | C0768-25G | |
| Циклофосфамид (CTX) | Сигма | PHR1404 | |
| модифицированная среда Dulbecco's Eagle | Gibco | C11995500BT | |
| ЭДТА | Сигма | ЭДС-500Г | |
| Трубки | FACS BD Falcon | 352052 | |
| фетальной бычьей сыворотки | Gibco | 10270-106 | |
| проточный цитометр | BD | FACSКанто II | |
| гемоцитометр | PorLab Scientific | HM330 | |
| изофлуран | RWD life science | Р510-22-16 | |
| KHCO3 | Сангон Биотех | A501195-0500 | |
| LIVE/DEAD Исправимый набор для окрашивания мертвых клеток в ближнем инфракрасном диапазоне, для возбуждения 633 или 635 нм | Технологии жизни | L10199 | |
| держатель иглы | RWD Медико-биологические науки | Ф31034-14&nбсп; | |
| NH4Cl | Сангон Биотех | A501569-0500 | |
| параформальдегид | Beyotime | P0099-500ml | |
| PE антимышиный TCR Vα 2 | Клон BioLegend | 127808 | : B20.1 |
| Pen Strep Glutamine (100x) | Gibco | 10378-016 | |
| PerCP/Cy5.5 антимышиный CD8a | BioLegend | 100734 | Клон: 53-6,7 |
| RPMI-1640 | Sigma | R8758-500ML | |
| азид натрия | Sigma | S2002 | |
| хирургические щипцы | RWD Life Science | F12005-10 | |
| хирургические ножницы | RWD Life Science | С12003-09 | |
| шовная нить | RWD Life Science | F34004-30 | |
| трипсин-ЭДТА | Сигма | Т4049-100мл |