Мы описываем протоколы приготовления одноклеточной суспензии эпителиальных клеток тимуса мыши и окрашивания внутриклеточных молекул для проточного цитометрического анализа.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Мы описываем протоколы приготовления одноклеточной суспензии эпителиальных клеток тимуса мыши и окрашивания внутриклеточных молекул для проточного цитометрического анализа.
Эпителиальные клетки тимуса (TEC) играют важную роль в содействии развитию и отбору репертуара Т-клеток. Корковые ТЭК (цТЭК) в коре тимуса индуцируют раннее развитие Т-клеток и положительный отбор корковых тимоцитов. Напротив, медуллярные ТЭО (мТЭК) в мозговом веществе тимуса привлекают положительно отобранные тимоциты из коры головного мозга и обеспечивают самотолерантность в Т-клетках. Различные молекулы, в том числе DLL4 и beta5t, экспрессируемые в цТЭК, а также Aire и CCL21, экспрессируемые в мТЭК, способствуют функции тимуса, поддерживая развитие и отбор Т-клеток. Проточный цитометрический анализ функционально значимых молекул в цТЭО и мТЭЦ полезен для улучшения нашего понимания биологии ТЭО, даже несмотря на то, что современные методы получения суспензий одиночных клеток ТЭО могут получить только небольшую часть ТЭМ (примерно 1% для цТЭО и примерно 10% для мТЭЦ) из тимуса молодых взрослых мышей. Поскольку многие из этих функционально значимых молекул в ТЭО локализованы в клетках, мы описываем наши протоколы приготовления суспензии одиночных клеток мышиных ТЭО и окрашивания внутриклеточных молекул для проточного цитометрического анализа.
Тимус - это эпителиальный мезенхимальный орган, который способствует развитию и выбору репертуара Т-лимфоцитов. В корковом и медуллярном микроокружении в тимусе эпителиальные клетки тимуса (ТЭК) играют решающую роль в управлении развитием и отбором Т-клеток. Общепризнано, что корковые ТЭО (цТЭК) в коре тимуса в первую очередь способствуют индукции раннего развития Т-клеток и положительному отбору вновь сгенерированных тимоцитов, экспрессирующих антиген-рецептор Т-клеток (TCR). В противоположность этому, медуллярные ТЭК (mTEC) в мозговом веществе тимуса необходимы для привлечения положительно отобранных тимоцитов из коры головного мозга и установления центральной самотолерантности путем элиминации самореактивных Т-клеток и генерации регуляторных Т-клеток1,2. Эти функции ТЭК в поддержке развития и отбора Т-клеток опосредованы различными молекулами, экспрессируемыми в цТЭЦ и мТЭК.
К ним относятся дельта-подобный лиганд 4 (DLL4), важный для спецификации Т-клеточной линии лимфоидных предшественников)3,4, beta5t (также известный как Psmb11, важный для положительного отбора CD8 Т-клеток)5,6, и Prss16 (также известный как специфичная для тимуса сериновая протеаза, или TSSP, важная для положительного отбора CD4 Т-клеток)7,8 экспрессируется в cTECs, и аутоиммунный регулятор (Aire, важен для беспорядочной экспрессии собственных генов)9,10, семейство Fez цинковый палец 2 (Fezf2, важен для беспорядочной экспрессии Aire-независимых самогенов и генерации клеток тимуса)11,12,13,14и C-C мотив хемокинового лиганда 21 (CCL21, важный для медуллярной миграции и накопления положительно отобранных тимоцитов)14,15,16 экспрессируется в mTECs. Проточная цитометрия предоставляет средства для количественного обнаружения этих функционально значимых молекул в ПЭС, облегчая оценку как развития, так и функции цТЭО и мТЭК. Поскольку многие молекулы в ТЭО в основном экспрессируются внутри клеток, например, в цитоплазме (например, компонент протеасомы бета5т) и ядре (например, регулятор транскрипции Aire), предпочтительным является количественный анализ внутриклеточных молекул в цТЭО и мТЭЦ с использованием проточной цитометрии.
TECs редко встречаются в тимусе. Самка мыши в возрасте 5 недель имеет примерно 1 × 106 цТЭО и примерно 2,5 × 106 мТЭК, в то время как кора тимуса содержит примерно 3 × 108 CD4+CD8+ тимоцитов, а мозговое вещество тимуса содержит примерно 5 ×10 7 CD4+CD8- и CD4-CD8+ тимоцит<ов класса = "xref">17. Таким образом, подавляющее большинство (>99%) клеток тимуса являются кроветворными клетками, включая тимоциты, а не ТЭО у молодых взрослых мышей. Кроме того, ТЭО тесно связаны с соседними клетками (например, тимоцитами) и архитектурными внеклеточными компонентами (например, коллагеном) в пределах тимуса, поэтому высвобождение ТЭО в клеточную суспензию требует протеазного переваривания тимуса. Традиционные методы ферментативного сбраживания дают лишь небольшую долю ТЭО; примерно 1% (1 × 104) и 10% (2 × 105) для cTEC и mTEC, соответственно, от 5-недельной мыши thymus17,18,19. Низкая эффективность высвобождения ТЭО из тимуса, вероятно, связана с восприимчивостью ТЭК к протеолитическим ферментам и механическим воздействиям, а также с тесной ассоциацией ТЭО с соседними клетками, особенно между цТЭО и CD4+CD8+ тимоцитами20. В связи с этим результаты одноклеточного анализа мышиных ТЭК, включая проточный цитометрический анализ и анализ секвенирования РНК одиночных клеток, основанные на современных методах ферментативного ферментативного грануляторного препарирования клеток, являются репрезентативными лишь для небольшой части ТЭО и, следовательно, далеки от полноты. Тем не менее, несмотря на такие ограничения в ферментативном извлечении ТЭС, проточный цитометрический анализ ТЭО мышей в суспензии одиночных клеток по-прежнему полезен для количественного анализа функционально значимых молекул в цТЭО и мТЭС. В клеточной суспензии ТЭО были определены как клетки, положительные на эпителиальную поверхностную молекулу EpCAM (CD326) и отрицательные на поверхностную молекулу гемопоэтической клетки CD45. В пределах EpCAM+CD45-TECs уровни экспрессии на клеточной поверхности молекул Ly51 (также известных как BP-1 и CD249) и связывающей способности агглютинина I Ulex Europaeus (UEA1) (в первую очередь связывания с гликопротеинами и гликолипидами, содержащими α-связанную фукозу) были использованы для фенотипической маркировки цТЭИ (Ly51высокийуровень UEA1) и мТЭЦ (Ly51низкий уровеньUEA1высокий). В данной статье мы описываем наши экспериментальные протоколы традиционного приготовления одноклеточной суспензии мышиных ТЭО и окрашивания внутриклеточных молекул для проточного цитометрического анализа, уделяя особое внимание количественному анализу внутриклеточных молекул бета5т, CCL21 и Aire в свежеприготовленных мышиных ТЭС.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все эксперименты на мышах проводились с одобрения Комитета по уходу за животными и их использованию Национального института рака (ASP21-431, ASP21-432 и EIB-076-3).
1. Приготовление суспензии клеток тимуса
ПРИМЕЧАНИЕ: Онтогенез мышей влияет на эффективность ферментативного высвобождения ТЭИ из тимуса. Ниже описаны три метода в зависимости от возраста мыши.
2. Окрашивание антителами клеток тимуса
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Для анализа требуется проточный цитофлуориметр, позволяющий детектировать не менее шести каналов флуоресценции (для CD45, EpCAM, Ly51, UEA1, Ghost Dye, а также beta5t, CCL21 и/или Aire), а также параметры прямого и бокового светорассеяния. Репрезентативные профили проточной цитометрии клеток тимуса 0-дневных мышей и 2-недельных мышей, переваренных коллагеназой/диспазой, показаны на Рисунке 1 и Рисунке 2 соответственно. На обоих рисунках на панели A
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Коллагеназа, с диспазой или без нее, широко используется для переваривания тимуса мышей для получения ТЭО 4,5,9,18,21. Либераза, содержащая смесь протеаз, включая коллагеназу, также используется для переваривания тимуса для получения ТЭО17,22. Использование коллагеназы и либеразы дает по существу эквив...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов.
Благодарим доктора Идзуми Охигаси за прочтение рукописи. Эта работа была поддержана Программой внутренних исследований ZIA BC 011806 Национальных институтов здравоохранения, Национального института рака и Центра исследований рака.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Коллагеназа/диспаза | Roche | 11097113001 | |
| Liberase TM | Roche | 5401127001 | |
| Foxp3 / Буферный набор для окрашивания транскрипционного фактора | eBioscience | 00-5523-00 | |
| Ghost Dye Violet 510 | Tonbo | 13-0870-T500 | |
| BV421 против мыши CD45, Клон 30-F11 | BD Horizon | 563890 | |
| Моноклональное антитело Alexa Fluor 647 против мыши Ly51, Клон 6C3 | BioLegend | 108312 | |
| PE/Cy7 против мыши EpCAM/CD326 моноклональное антитело, Клон G8.8 | BioLegend | 118216 | |
| DyLight 594 Ulex Europaeus Agglutinin I (UEA1) | Vector Лаборатории | DL-1067-1 | |
| Alexa Fluor 488 антимышиное моноклональное антитело Aire, клон 5H12 | eBioscience | 53-5934-82 | |
| Моноклональное антитело кролика против мыши Psmb11/beta5t, клон CPTC-PSMB11 (мышь)-1 | NIH NCI | CPTC-PSMB11 (мышь)-1 | https://proteomics.cancer.gov/antibody-portal |
| Антитело против мыши CCL21/exodus 2 кроличье поликлональное антитело | Bio-Rad | AAM27 | |
| Alexa Fluor 555 anti-rabbit IgG тяжелая цепь козье рекомбинантное антитело | Invitrogen | A27039 | |
| Anti-Mouse CD32/CD16 – Очищенный (антитело к блоку Fc) | Leinco Technologies | C247 | |
| Нейлоновая сетка 60 микрон | Компонент Поставка | W31436 | |
| Оборудование | |||
| Термомиксер | Eppendorf | Термоблок | |
| Целометр Auto 2000 Счетчик жизнеспособности клеток | Nexcelom | Подсчет | |
| LSRFortessa Cell Analyzer | BD Biosciences | Проточный цитометр | Пять лазеров (355, 408, 488, 595 и 637 нм) |
| FACSDiva версия программного обеспечения 9.0.1 | BD Biosciences | Проточный цитометрический анализ | |
| FlowJo 10.9.0 | BD Biosciences | Проточный цитометрический анализ | |
| Скорость | разведения антител (рабочая концентрация) | Буфер | |
| Anti-Mouse CD32/CD16 – Очищенный (антитело Fc-блока) | 1:40 | FACS Buffer | |
| BV421 против мыши CD45 моноклональное антитело | 1:25 | FACS Buffer | |
| PE/Cy7 против мыши EpCAM/CD326 моноклональное антитело | 1:100 | FACS Buffer | |
| Alexa Fluor 647 против мыши Ly51 моноклональное антитело | 1:100 | FACS Buffer | |
| DyLight 594 Ulex Europaeus Agglutinin I (UEA1) | 1:400 | FACS Buffer | |
| Anti-mouse CCL21/exodus 2 кроличье поликлональное антитело | 1:200 | 1x Permeabilization Buffer | |
| Anti-mouse Psmb11/beta5t кроличье моноклональное антитело, клон CPTC-PSMB11 (мышь)-1 | 1:1000 | 1x Пермеабилизационный буфер | |
| Alexa Fluor 555 анти-кроличий IgG тяжелая цепь козье рекомбинантное антитело | 1:400 | 1x Пермеабилизационный буфер | |
| Назначение | |||
| RPMI1640, содержащий 10 мМ HEPES | Для клеточного препарата | ||
| RPMI1640, содержащий 2% FBS | Для клеточного препарата | ||
| буфер FACS (1x HBSS, содержащий 1% BSA и 0,1% азид натрия) | Для клеточного препарата и окрашивания | ||
| 1 мг/мл коллагеназы/диспазы и 1 ЕД/мл раствора ДНКазы в RPMI1640, содержащей 2% FBS | Для ферментного расщепления | ||
| 2% PFA в PBS | Для фиксации | ||
| /пермеабилизации Буфер (1 часть концентрата фиксации/пермеабилизации с 3 частями разбавителя фиксации/пермеабилизации) | Для фиксации клеток | ||
| 1x Пермеабилизационный буфер (1 часть 10X концентрата с 9 частями дистиллированной воды) | Для окрашивания межклеточных антител |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.