Этот протокол обеспечивает метод первичной изоляции Т-клеток мыши и покадровую микроскопию миграции Т-клеток в конкретных условиях окружающей среды с количественным анализом.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол обеспечивает метод первичной изоляции Т-клеток мыши и покадровую микроскопию миграции Т-клеток в конкретных условиях окружающей среды с количественным анализом.
Адаптивный иммунный ответ зависит от способности Т-клеток мигрировать через кровь, лимфу и ткани в ответ на патогены и инородные тела. Миграция Т-клеток является сложным процессом, требующим координации многих сигналов, поступающих из окружающей среды и местных иммунных клеток, включая хемокины, хемокиновые рецепторы и молекулы адгезии. Кроме того, на подвижность Т-клеток влияют динамические сигналы окружающей среды, которые могут изменить состояние активации, транскрипционный ландшафт, экспрессию молекул адгезии и многое другое. В естественных условиях сложность этих, казалось бы, взаимосвязанных факторов затрудняет различение отдельных сигналов, способствующих миграции Т-клеток. Этот протокол предоставляет ряд методов от выделения Т-клеток до компьютерного анализа для оценки миграции Т-клеток в режиме реального времени в высокоспецифических условиях окружающей среды. Эти условия могут помочь пролить свет на механизмы, регулирующие миграцию, улучшить наше понимание кинетики Т-клеток и предоставить убедительные механистические доказательства, которые трудно получить с помощью экспериментов на животных. Более глубокое понимание молекулярных взаимодействий, влияющих на миграцию клеток, важно для разработки улучшенных методов лечения.
Т-клетки являются основными эффекторами адаптивного, антиген-специфического иммунного ответа. На популяционном уровне Т-клетки неоднородны, состоят из клеточных субпопуляций с различными специализированными функциями. Важно отметить, что CD8+ Т-клетки являются основными цитолитическими эффекторами иммунной системы, которые непосредственно устраняют инфицированные или дисфункциональные клетки1.
Зрелые CD8+ Т-клетки находятся в тканях и циркулируют через кровь и лимфатические системы в поисках антигенов. Во время инфекции Т-клетки получают антигены в крови или тканях и быстро дренируются к селезенке или ближайшему дренажному лимфатическому узлу, чтобы начать продуктивный иммунный ответ. В любом случае Т-клетки активируются, подвергаются клональной экспансии и покидают лимфатическую систему, чтобы попасть в кровь, если ее там еще нет. Во время этого процесса внутриклеточная сигнализация обеспечивает подавление лимфатических рецепторов самонаведения и активацию многочисленных рецепторов интегрина и хемокинов, необходимых для тканеспецифической миграции2. В конечном счете, направленная миграция Т-клеток к местам инфекции обусловлена сходящимися сигналами окружающей среды, которые включают передачу сигналов интегрина и хемокина.
Хемокины можно разделить на два основных класса: (1) гомеостатические сигналы, которые необходимы для дифференцировки, выживания и базальной функции, и (2) воспалительные сигналы, такие как CXCL9, CXCL10 и CCL3, которые необходимы для хемотаксиса. Как правило, хемокины создают градиент сигнала, который управляет направленной миграцией, известной как хемотаксис, в дополнение к активации экспрессии интегрина1. Хемотаксис тонко регулируется и обладает высокой чувствительностью, при этом Т-клетки способны реагировать на крошечные изменения градиента, которые могут привести их к определенному направлению или месту.
В дополнение к этим факторам, связанным с Т-клетками, на миграцию также влияют состав и плотность внеклеточного матрикса (ВКМ). ВКМ состоит из плотной сети белков, включая коллаген и протеогликаны, которые обеспечивают каркас для адгезивных рецепторов интегрина на Т-клетках. Интегрины представляют собой разнообразное семейство трансмембранных белков, каждый из которых обладает узкоспециализированными связывающими доменами и нисходящими сигнальными эффектами. Динамическая экспрессия интегриновых рецепторов на поверхности Т-клетки позволяет быстро адаптироваться к изменяющейся среде3. Важно отметить, что интегрины соединяют ВКМ и внутриклеточные цитоскелетные актиновые сети, которые работают вместе, чтобы генерировать движущую силу, необходимую для движения Т-клеток.
Таким образом, модели миграции варьируются в зависимости от фенотипа иммунных клеток или сигналов окружающей среды. Эти сложные биологические процессы жестко регулируются экспрессией цитокинов, хемокинов и интегринов на поверхности Т-клетки, окружающих клетках и местных, инфицированных тканях. In vivo эти миграционные механизмы могут быть сложными и могут быть результатом нескольких аддитивных сигналов4. Из-за этой сложности может оказаться невозможным установить причинно-следственную связь между, казалось бы, взаимосвязанными переменными. Чтобы преодолеть это, существует несколько подходов in vitro для изучения специфических аспектов миграции Т-клеток, таких как реакция на специфические хемокиновые сигналы и взаимодействие между интегринами Т-клеток и электронно-связывающими белками. Этот протокол рассматривает методы выделения и активации CD8+ Т-клеток мыши, с анализами миграции in vitro в двумерном пространстве и инструментами вычислительного анализа для анализа определенной миграции Т-клеток. Эти методы выгодны для пользователя, поскольку они не требуют сложных материалов или устройств, как в случае с некоторыми другими анализами миграции клеток, описанными в литературе. Данные о миграции клеток, полученные с помощью этих методов, могут предоставить доказательства иммунных реакций в упрощенной форме, что позволяет проводить дальнейшие обоснованные исследования in vivo.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протоколы содержания животных были одобрены Университетским комитетом по животным ресурсам Рочестерского университета. Мыши в этом исследовании содержались в свободном от патогенов помещении для животных Университета Рочестера. В настоящем исследовании использовались самцы/самки мышей C57BL/6 в возрасте 6-12 недель (15-30 г). Изоляция тканей мышей может быть выполнена на столе с перчатками, закрывающими руки, и лицевой маской, закрывающей нос и рот, или в шкафу биобезопасности. Вся клеточная культура и подготовка планшетов должны выполняться в шкафу биобезопасности. Реагенты и оборудование, использованные в данном исследовании, перечислены в Таблице материалов.
1. Очистка и активация CD8+ Т-клеток
2. Поднятие активированных CD8+ Т-клеток
3. Подготовка стеклянной посуды
4. Подготовка клеток
5. Покадровая микроскопия
6. Программный анализ миграции Т-клеток
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Подтверждение активации Т-клеток может быть получено с помощью проточной цитометрии с целью выявления повышенной экспрессии CD69 и CD44, которые являются каноническими маркерами активации в мышиных Т-клетках6. Кроме того, чистота популяции Т-клеток может быть определена с помощью проточной цитометрии для CD3+ CD8+ Т-клеток. Этот метод дает >90 % популяции CD8+ Т-клеток.
Миграция Т-клеток может быть оценена с помощью программных програ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Понимание биологического воздействия сходящихся сигналов in vivo является сложной и непростой задачей. Представленные здесь протоколы представляют собой разумный метод для понимания миграции Т-клеток в строго определенных и биологически значимых условиях. Эти условия могут быть определены по усмотрению исследователя, а протоколы могут быть изменены в соответствии с потребностями различных популяций Т-клеток, статусом активации и фенотипом клеток. Кроме того, многие лиганды и рецепторы могут быть исследованы с по...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что все исследования и подготовка рукописи проводились в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Мы благодарим бывших и нынешних членов Лаборатории Кима, которые внесли свой вклад в разработку этих протоколов на протяжении долгого времени. Репрезентативные данные были получены с помощью P01 AI102851/AI/NIAID NIH HHS/Соединенные Штаты и P01 HL018208/HLBI NIH HHS/Соединенные Штаты. Эта публикация стала возможной отчасти благодаря гранту No T32 GM135134 от Институциональной премии Рут Л. Киршштейн Национальной исследовательской службы.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Чашка 10 см | Corning | 353003 | или эквивалент |
| 15 мл коническая трубка | ThermoFisher | 339650 | или эквивалент |
| 1x DPBS | Gibco | 14190144 | без кальция и без магния |
| 6 лунок пластина без обработки TC | Corning | 3736 | или эквивалент |
| 70 &микро; m сетчатый фильтр | FisherScientific | 352350 | или аналог |
| лизирующего буфера ACK | ThermoFisher | A1049201 | или эквивалент |
| центрифуги Allegra 6KR | ThermoScientific | sorvall 16R с ротором и ведром tx400 3655 | или эквивалент |
| бета-меркаптоэтанола | Sigma | M3148 | или эквивалент |
| CellTrace Violet | ThermoFisher | C34571 | Или эквивалентная |
| центрифуга | ThermoScientific | Sorvall ST 16R | или эквивалентная |
| Коллаген (IV) | Corning | 354233 | или эквивалентная |
| чашка для культуры DeltaT толщиной .17 мм прозрачная | Bioptechs | 04200417C | |
| Dynabeads Sheep антикрысиный IgG | Invitrogen | 11035 | |
| DynaMag 15 Magnet | ThermoFisher Scientific | 12301D | или эквивалент |
| Easy sep мышиный набор для выделения Т-клеток | стволовые клетки | 19851 | |
| FBS | SigmaAldrich | F2442-500ML | или эквивалент |
| фибронектина | SigmaAldrich | 10838039001 | или эквивалент |
| Fiji | http://fiji.sc/ | weblink | |
| Filter cubes | Nikon или Olympus | ||
| GK1.5 | ATCC | TIB-207 | |
| HEPES | ThermoFisher | 15630080 | или аналогичная |
| HQ CCD камера | CoolSNAP | или аналогичная | |
| ImageJ | http://imagej.nih.gov/ij/h | веб-ссылка | |
| ImageJ автоматический следящий плагин в | http://imagej.net/TrackMate | веб-ссылка | |
| ImageJ ручное отслеживание вставьте https://imagej.nih.gov/ij/plugins/track/track.html | веб-ссылку | ||
| L-15 | Различные | материалы См | Материалы Средний Рецепт: Лейбовиц s L-15 среда без фенола красного (Gibco) с добавлением 1-5 г/л |
| глюкозы Среда L-15 Либовица, без фенола красного | ThermoFisher | 21083027 | |
| Luer Lok одноразовый шприц | Fisher Scientific | 14-955-459 | или эквивалент |
| Среда для разделения лимфоцитов | Corning | 25-072-CI | или эквивалент |
| M5/114 | ATCC | TIB-120 | |
| MEM Заменимые аминокислоты | ThermoFisher | 11140050 | или аналог |
| Микроскоп Система нагрева | Okolab | okolab.com | Доступны индивидуальные дизайны |
| Millicell EZ слайд | Millipore | C86024 | |
| Mojosort мышь CD8+ Naï ve Набор для выделения Т-клеток | Biolegend | 480043 | |
| мыши E-cadherin | R& D systems | 8875-EC-050 | или эквивалентный |
| набор для хирургического рассечения мышей | Fisher Scientific | 13-820-096 | или эквивалент |
| элементов | Nikon Software | ||
| non-TC 24wp | Corning | 353047 | или эквивалент |
| пенициллин-стрептомицина | ThermoFisher | 15140122 | или эквивалент |
| белка А | ThermoFisher Scientific | или эквивалент | |
| R9 | Различные | См Материалы | Средний Рецепт: RPMI 1640x с добавлением 10 % FBS, 1 % антибиотика-антимикотика (Gibco), 20 мМ буфера HEPES (Gibco), 1 % заменимых аминокислот MEM (Gibco), 50 мкм; M β-меркаптоэтанол (Sigma-Aldrich) |
| Рекомбинантная мышиная химера ICAM-1 Fc R | & D системы | 796-IC-050 | или эквивалент |
| рекомбинантной мыши IL2 | Biolegend | 575410 | или эквивалент |
| RPMI 1640x | ThermoFisher | 11875093 | или эквивалент |
| Т-образных контактов | Fisher Scientific | S99385 | или эквивалент |
| микроскопа | Nikon или эквивалент | ||
| Различные рекомбинантные хемокины мыши | R& D | или эквивалентная | |
| химера VCAM-1 Fc R | & D systems | 643-VM-050 | или эквивалентное |
| программное обеспечение | Volocity | PerkinElmer |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.