Здесь мы представляем протокол сбора и обработки образцов миндалин, фенотипирования с помощью многомерной спектральной проточной цитометрии и проведения неконтролируемого анализа.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем протокол сбора и обработки образцов миндалин, фенотипирования с помощью многомерной спектральной проточной цитометрии и проведения неконтролируемого анализа.
Т-фолликулярные хелперы (Tfh) представляют собой подмножество CD4+ Т-хелперных клеток, которые способствуют переключению изотипов В-клеток, формированию зародышевого центра (GC), соматической гипермутации и созреванию аффинности, тем самым помогая организовать адаптивные гуморальные иммунные реакции во вторичных лимфоидных тканях во время инфекции, аутоиммунных и вакцинации. Понимание развития и функции клеток Tfh имеет решающее значение для разработки эффективных вакцин и разработки стратегий целенаправленного лечения заболеваний, затрагивающих эту группу населения. Клетки миндалин человека являются доступными слизистыми лимфоидными органами. Они предоставляют уникальную возможность профилировать различные иммунные популяции, такие как Tfh и GC-клетки, исследовать межклеточные взаимодействия, оценить динамические клеточные функции и раскрыть их регуляторные механизмы на уровне органов. Кроме того, культуры клеток миндалин in vitro просты в обработке и позволяют оценить биологию клеток Tfh в различных условиях. Здесь мы представляем протокол сбора, выделения, сохранения и культивирования клеток миндалин человека. Мы также описываем две оптимизированные панели спектральной проточной цитометрии, предназначенные для углубленной характеризации Tfh-клеток. Наконец, используя в качестве примера лечение ингибитором белка фосфатазы 2A (PP2A), мы демонстрируем эффективность и мощность неконтролируемого анализа данных проточной цитометрии высокой размерности, эффективно выявляя различия, вызванные лечением, в масштабах больших размеров.
Т-фолликулярные хелперы (Tfh) представляют собой отдельную подгруппу CD4+ хелперных Т-клеток, которые необходимы для формирования и функционирования зародышевых центров (ГЦ) и производства антител к В-клеткам. Tfh-клетки происходят из наивных CD4+ Т-клеток в результате взаимодействия с антигенпрезентирующими клетками и интеграции внутренних и внешних факторов, включая передачу сигналов рецепторов Т-клеток, костимулирующие взаимодействия с В-клетками, цитокинами и хемокинами1. Tfh-ячейки экспрессируют CXCR5 и PD-1, которые определяют их положение внутри или рядом с GC. BCL-6 является мастер-фактором транскрипции, критически важным для развития, поддержания и функции Tfh 1,2. Tfh-клетки играют ключевую роль в формировании гуморального иммунного ответа, особенно в ответе на вакцины и в защите от бактериальных и вирусных патогенов. Аномальные реакции Tfh-клеток связаны с различными расстройствами, включая аутоиммунные заболевания, иммунодефицит и, возможно, некоторые формы рака 3,4,5,6. Поэтому понимание их функции и регуляции имеет важное значение для разработки эффективных вакцин и терапевтических стратегий7.
В отличие от других CD4+ Т-хелперных клеток, таких как Th1, Treg и Th17, для которых системы дифференцировки in vitro хорошо известны8, Tfh-клетки более сложны для изучения, поскольку их развитие включает в себя динамические межклеточные взаимодействия и специализированные анатомические структуры. Таким образом, исследования Tfh-клеток в значительной степени опирались на фенотипирование ex vivo периферических циркулирующих Tfh-клеток человека (cTfh) и мышиных моделей in vivo . Таким образом, исследование регуляции специфических молекул на Tfh-клетках является сложной задачей, особенно для Tfh-клеток человека9. Таким образом, углубленное исследование клеток Tfh ex vivo , полученных из лимфоидных тканей, имеет важное значение для улучшения нашего понимания клеток Tfh человека.
Миндалины, как вторичные лимфоидные органы, содержат уникальные клеточные популяции, которые отсутствуют в периферической крови, такие как пре-Tfh (CXCR5intPD-1int CD4+) и GC-Tfh (CXCR5hiPD-1hi CD4+) клетки, которые играют важную роль в образовании GC. Кроме того, небные миндалины являются одними из наиболее часто удаляемых тканей при педиатрических операциях и легкодоступны, что делает их бесценным источником тканей человека для изучения сложных иммунных механизмов с участием клеток Tfh. Поскольку они расположены в верхних дыхательных путях, основном месте для респираторных вирусных инфекций, миндалины представляют собой благоприятную ткань для исследования иммунных реакций на такие вирусные инфекции. Например, наша лаборатория ранее охарактеризовала клетки Tfh в миндалинах и аденоидах детей, выздоравливающих от COVID-19, и сравнила эти ткани с тканями неинфицированных контрольных групп10. Здесь мы опишем наш протокол обработки и хранения клеток миндалин. Используя в качестве примера миндалины, обработанные ингибитором PP2A, мы подробно описываем, как охарактеризовать эти клетки с помощью многомерной спектральной проточной цитометрии и проанализировать данные с помощью неконтролируемого анализа.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этический кодекс Всемирной медицинской ассоциации (Хельсинкская декларация) соблюдался во всех исследованиях на людях в этом исследовании. Образцы миндалин человека были получены от пациентов с аденотонзиллярной гипертрофией, вызывающей нарушение дыхания во сне или обструктивное апноэ сна, полученные из отделения детской отоларингологии Детской национальной больницы, Вашингтон, округ Колумбия, США. Это исследование получило одобрение Институционального наблюдательного совета (IRB) при Детской национальной больнице (протокол IRB номер 00009806). Информированное согласие подписывалось родителями или опекунами всех зарегистрированных участников, а согласие было получено от несовершеннолетних участников в возрасте 7 лет и старше.
1. Сбор и выделение и хранение миндалин человека
2. Измерение экспрессии внутриклеточных цитокинов и факторов транскрипции после лечения ex vivo
ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь мы подробно описываем наш метод фенотипической характеристики тонзиллярных Tfh-клеток с использованием двух многомерных панелей проточной цитометрии. Учитывая, что активность PP2A имеет важное значение для оптимальной экспрессии белка BCL-6 и дифференцировки Tfh4, мы иллюстрируем нашу оценку поддержания и функциональности клеток Tfh с помощью исследования клеток миндалин, обработанных ингибитором PP2A кантаридином (CAN).
3. Неконтролируемый анализ данных многомерной проточной цитометрии
ПРИМЕЧАНИЕ: Программное обеспечение, пакеты и их версии, используемые для анализа, перечислены в Таблице материалов. Снимки экрана с шагов 3.2 по 3.4 находятся в дополнительном файле 1. Примеры сценариев с шагов 3.5 по 3.7 находятся вдополнительном файле 2 и дополнительном файле 3, шагах с 3.8 по 3.9 — в дополнительном файле 4 и дополнительном файле 5. Файлы ICS raw и TF raw файлы для скриптов представлены в Дополнительном файле 6 и Дополнительном файле 7 соответственно.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Чтобы сравнить общую жизнеспособность клеток, мы разрезали миндалины на три одинаковые части и обработали их по нашему протоколу в трех условиях: (1) обработка в тот же день, (2) хранение на ночь при 4 °C и (3) ночное хранение на льду. Жизнеспособность этих трех условий была весьма схожей без каких-либо существенных различий (рисунок 1А). Мы также оценили влияние процесса размораживания на жизнеспособность клеток. Использованный нами метод капельного размораживания привел к достоверно более ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В отличие от предыдущих сообщений о том, что свежие миндалины должны быть обработаны в течение 3 ч после операции19, мы обнаружили, что свежие образцы миндалин могут сохранять свою жизнеспособность при хранении при 4 °C и обработке в течение 24 ч. Для оптимизации жизнеспособности клеток из ткани миндалин после размораживания из хранилища жидкого азота мы приняли метод капельного размораживания, рекомендованный при секвенировании одиночных клеток, где высокая жизне...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликта интересов, который можно было бы раскрыть.
Это исследование было поддержано Отделом внутренних исследований NIAID, NIH.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Машины и инструменты | |||
| 3 мл Пластиковый шприц | BD | 309657 | |
| 96 Well U Нижняя пластина | Thermo Scientific | 163320 | |
| 1,2 мл Криогенные флаконы | Corning | 430487 | |
| Клеточный фильтр 70 &микро; m Нейлоновый | Falcon | 352350 | |
| Чашка для клеточных культур (60 мм) | VWR | 10062-890 | |
| Центрифуга | Thermo Scientific | Sorvall Legend XTR | |
| Benchmark B2000-2 MyBath 2L Цифровая водяная баня | Benchmark | B2000-2 | |
| Тонкие ножницы - Sharp | F.S.T | 14060-11 | |
| Пластиковые чехлы для инструментов | F.S.T | 20830-05 | |
| Спектральный проточный цитометр, Aurora | Cytek | 5L 16UV-16V-14B-10YG-8R | |
| Стандартные щипцы | F.S.T | 11000-13 | |
| Стандартные щипцы | F.S.T | 11000-20 | |
| Vi-cell Blu Анализатор жизнеспособности клеток | Beckman Coulter | C19201 | |
| <сильный>Реагенты | |||
| 0,5 м ЭДТА pH 8,0 | Качество Биология | 351-027-101 | |
| 2-меркаптоэтанол | Gibco | 21985-023 | |
| ACK лизирующий буфер | Gibco | A10492-01 | |
| Антибиотик-антимикотическая смесь (пенициллин-стрептомицин-амфотерицин B Суспензия, 100x) | Gibco | 15240-062 | |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | |
| кантаридин | Sigma | C7632-25MG | |
| Цитофиксный фиксирующий буфер | BD | 554655 | |
| диметилсульфоксидом (ДМСО) | Sigma | D8418-250ml | |
| DNAase I | Roche | 10104159001 | |
| плода Бычья сыворотка (FBS) | VWR | 97068-085 | |
| FoxP3/Transcription Factor Staining Buffer Set | eBioscience | 00-5523-00 | |
| Gentamicin (50 мг/мл) | Gibco | 15750-060 | |
| Golgiplug | BD | 555029 | |
| GolgiSTOP | BD | 554724 | |
| HEPES (1 M) | Gibco | 15630-080 | |
| Иономицин | Сигма | I0634-1 мг | |
| L-глутамина (200 мМ) | Gibco | 25030-081 | |
| MEM NEAA (100x) | Gibco | 11140-050 | |
| Параформальдегид 16% раствор, ЭМ класс (PFA) | Электронная микроскопия Science | 15710 | Разбавить PBS |
| PBS, pH 7,4 | Gibco | 10010072 | |
| пенициллин-стрептомицин (10 000 ЕД/мл) | Gibco | 15140-122 | |
| Phorbol 12-миристат 13-ацетат (PMA) | Sigma | P8139-1mg | |
| Контейнеры для заморозки с регулируемой скоростью | Millipore | Corning CoolCell FTS30 | |
| RPMI (+L-глутамин) | Gibco | 11875-085 | |
| Пируват натрия (100 мМ) | Gibco | 11360-070 | |
| Блокатор моноцитов с истинным окрашиванием | BioLegend | 426103< | |
| сильный>Буферы | |||
| культуральная среда | 10% термоинактивированный FBS (VWR), 2 нМ глутамин, 0,055 мМ 2-меркаптоэтанол, 1% пенициллин/ стрептомицин, 1 мМ пируват натрия, 10 мМ HEPES, 1% заменимых аминокислот в RPMI (+L-глутамин) | ||
| Буфер | мМ ЭДТА и 2% инактивированный при нагревании FBS в | ||
| среде | 90% термоинактивированный FBS и 10% буфер | ||
| размораживания | Буфер для промывки + 0,1 мг/мл ДНКазаI | ||
| Миндалинная среда | RPMI с добавлением 5% инактивированного при нагревании FBS, 10 мМ глутамина, 0,05 мг/мл гентамицина, 1% антибиотико-антимикотической смеси (пенициллин, стрептомицин и амфотерицин В). | ||
| Промывочный буфер | RPMI (+L-Glutamine) с добавлением 10% инактивированного при нагревании FBS и 10 мМ HEPES | ||
| антител и других регентов для цитокиновой панели | |||
| биотин античеловеческий CD107a (LAMP-1) Антитело | BioLegend | 328604 | 2 μ L в 200 μ L полная культуральная среда на лунку. Это антитело добавляли с клетками во время стимуляции PMA/иономицина. |
| Live Dead окрашивание | 100 μ L смеси на лунку | ||
| LIVE DEAD Blue | Thermo | L23105 | 1 : 800, 0,125 μ L в 100 μ L PBS на скважину. |
| Monocyte block | 50 μ L смеси на лунку | ||
| Блокатор моноцитов BioLegend | 426103 | 5 мкм; L True Stain блокатор моноцитов и 45 μ L FACS буфер на хорошо | |
| <сильный>поверхностный антитела для цитокиновой панели | |||
| Хемокиновые рецепторы смешивают | μ Л/ну | ||
| Античеловеческий CCR6-BV711 | BioLegend | 353436 | 1 |
| Античеловеческий CCR7-BV421 | BioLegend | 353208 | 1 |
| Античеловеческий CXCR3-PE-Cy5 | BD | 551128 | 5 |
| Античеловеческий CXCR5-BV750 | BD | 747111 | 1 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 18 μ L смесь на лунку для хемокиновых рецепторов; Добавить направленный в клетки с моноцитарным блок-буфером | |||
| Other surface антитела mix | μ Л/ну | ||
| Античеловеческий CD103-BUV661 | BD | 749993 | 2,5 |
| Античеловеческий CD14-Spark Blue 550 | BioLegend | 367148 | 2,5 |
| Античеловеческий CD19-Spark NIR 685 | BioLegend | 302270 | 2,5 |
| Античеловеческий CD25-BB515 | BD | 564467 | 10 |
| Античеловеческий CD27-Super Bright 436 | Thermo | 62-0279-42 | 5 |
| Античеловеческий CD3-BV510 | BioLegend | 344828 | 2,5 |
| Античеловеческий CD38 APC-Fire810 | BioLegend | 303550 | 1 |
| Античеловеческий CD4 CF YG584 | Cytek | R7-20041 | 2,5 |
| Античеловеческий CD45RA-BUV395 | BD | 740315 | 0,6 |
| Античеловеческий CD56-BUV737 | BD | 612766 | 3,5 |
| Античеловеческий CD57-FITC | BioLegend 359604 | 1,2 | |
| Античеловеческий CD69-BUV563 | BD | 748764 | 1 |
| Античеловеческий CD8-BUV805 | BD | 612889 | 1,2 |
| Античеловеческий FAS-BB700 | BD | 566542 | 0,6 |
| Античеловеческий HLA-DR APC-Fire 750 | BioLegend | 307658 | 2 |
| Anti-human PD1-BV785 | BioLegend | 329929 | 1,2 |
| Anti-human-CD45-PerCP | Thermo MHCD4531 | 1,2 | |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| FACS буфер | 61 | ||
| 112 μ L смеси на лунку для других поверхностных антител; Добавить непосредственно в буфер моноцитарного блока (50 μ L) и смесь хемокиновых рецепторов (18 μ L, 50+18+112 = 180 μ L всего на лунку | |||
| )Intracelluar цитокиновые антитела к цитокиновой панели | μ Л/ну | ||
| Античеловеческий Granzyme B-PE | BD | 1 | |
| Античеловеческий IL10-PE-Dazzle 594 | BioLegend | 506812 | 1 |
| Античеловеческий IL17A-BV605 | BioLegend | 512326 | 1 |
| Античеловеческий IL2-BV650 | BioLegend | 500334 | 3 |
| Античеловеческий IL21- Alexa Fluor 647 | BD | 560493 | 10 |
| Античеловеческий IL4-PerCP Cy5.5 | BD | 561234 | 1 |
| Античеловеческий перфорин-APC | BioLegend 353312 | 2,5 | |
| Античеловеческий TNFa-PE-Cy7 | BioLegend | 502930 | 0,1 |
| Анти-ИФН&гамма;-Тихоокеанский синий | BioLegend | 502522 | 1 |
| SAv-BUV615 | BD | 613013 | 0,25 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 1x буфер для пермеабилизации | eBioscience | 00-5523-00 | 19.15 |
| (50 μ L смесь на лунку) | |||
| <сильные>антитела и другие регенты для панели факторов транскрипции | |||
| CD40 антитело, античеловеческое | Miltenyi Biotec | 130-094-133 | 0,5 μ г/мл питательной среды для рабочей концентрации |
| <сильное>окрашивание живыми мертвецами | 100; L смеси на лунку | ||
| LIVE DEAD Blue | Thermo | L23105 | 1 : 800, 0,125 μ L в 100 μ L PBS на скважину. |
| Блокатор моноцитов BioLegend | 426103 | 5 L True Stain блокатор моноцитов и 45 μ L буфер FACS на хорошо | |
| <сильный>поверхностный антитела для группы транскрипционных факторов panel | |||
| >Chemokine рецепторов mix | μ Л/ну | ||
| Античеловеческий CCR6-BV711 | BioLegend | 353436 | 1 |
| Античеловеческий CCR7-BV421 | BioLegend | 353208 | 1 |
| Античеловеческий CXCR5-BV750 | BD | 747111 | 1 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 13 μ L-смесь на лунку | |||
| <сильную>Другая поверхностная смесь антител | μ Л/ну | ||
| Античеловеческий 4-1BB-PE-CY7 | BioLegend | 309818 | 2,5 |
| Античеловеческий CD14-Spark Blue 550 | BioLegend | 367148 | 2,5 |
| Античеловеческий CD19-Spark NIR 685 | BioLegend | 302270 | 2,5 |
| Античеловеческий CD200-PerCP-eFluor 710 | ThermoFisher | 46-9200-42 | 2,5 |
| Античеловеческий CD25-PE-Cy5 | BioLegend | 302608 | 5 |
| Античеловеческий CD3-BV510 | BioLegend | 344828 | 2,5 |
| Античеловеческий CD38-APC-Fire810 | BioLegend | 303550 | 1 |
| Античеловеческий CD4-Pacific Blue | BioLegend | 317423 | 1 |
| Античеловеческий CD40L-PE | BD | 15 | |
| Античеловеческий CD45RA-BUV395 | BD | 740315 | 0,6 |
| Античеловеческий CD56-BUV737 | BD | 612766 | 3.5 |
| Античеловеческий CD69-BUV650 | BioLegend | 310934 | 2.5 |
| Античеловеческий CD8-BUV805 | BD | 612889 | 1.2 |
| Античеловеческий HLA-DR APC-Fire 750 | BioLegend | 307658 | 2 |
| Античеловеческий ICOS-BUV563 | BD | 741421 | 1.2 |
| Античеловеческий OX40-APC | BioLegend | 350008 | 5 |
| Античеловеческий PD1-BV785 | BioLegend | 329929 | 1.2 |
| Anti-human-CD45-PerCP | Thermo | MHCD4531 | 1.2 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| FACS буфер | 54.1 | ||
| 117 μ L смеси на лунку для других поверхностных антител; Добавить непосредственно в моноцитарный блок буфер (50 μ L) и смесь хемокиновых рецепторов (13 μ L, 50+13+117 = 180 μ L всего на лунку) | |||
| Transcription factor антитела для панели факторов транскрипции | μ Л/ну | ||
| Античеловеческий T-bet-BV605 | BioLegend | 644817 | 4 |
| Античеловеческий Bcl6-PE-CF594 | BD | 562401 | 4 |
| Античеловеческий FoxP3-Alexa Fluor 488 | BD | 560887 | 1,6 |
| Античеловеческий GATA3-BB700 | BD | 566642 | 2 |
| Античеловеческий Ki67-Alexa Fluor 700 | BD | 561277 | 0,4 |
| Античеловеческий Rorgt-Alexa Fluor 647 | BD | 563620 | 2 |
| Brilliant Stain Buffer Plus (RUO) | BD | 566385 | 10 |
| 1 x Пермеабилизационный буфер | eBioscience | 00-5523-00 | 16 |
| 40 μ L mix per well | |||
| Программное обеспечение и пакеты для неконтролируемого анализа | |||
| Software/package | Version | Source | |
| 1 | data.table | 1.16.2 | The Comprehensive R Archive Network |
| 2 | FlowJO | 10.9.0 | Becton, Dickinson and Company |
| 3 | pheatmap | 1.0.12 | Всеобъемлющая сеть архивов R |
| 4 | R | 4.3.2 | Всеобъемлющая сеть архивов R |
| 5 | readxl | 1.4.3 | Всеобъемлющая сеть архивов R |
| 6 | Rstudio | 2023.12.1+402 | Posit PBC |
| 7 | Seurat | 5.1.0 | Комплексная сеть архивов R |
| 8 | SeuratData | 0.2.2.9001 | Комплексная сеть архивов R |
| 9 | SpectroFlo | 3.0 | Cytek |
| 10 | tidyverse | 2.0.0 | Комплексная сеть архивов R |
| 11 | viridis | 0.6.5 | Комплексная сеть архивов R |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Эта статья была опубликована
Видео скоро будет доступно