ERRATUM NOTICE
Important: There has been an erratum issued for this article. Read more …
Summary
DNabT celler er sjelden blant perifere T-celler; men de er rik på visse ikke-lymfoide vev. Vanskeligheter med å isolere DN T-celler fra ikke-lymfoid vev hindrer deres funksjonell analyse til tross for økende anerkjent patofysiologiske betydning. Vi beskriver en roman protokoll for isolering av høyrensede DN T-celler fra murin nyre.
Abstract
Det er for tiden ingen standard protokoll for isolering av DN T-celler fra de ikke-lymfevev tross sin stadig rapportert engasjement i ulike immunresponser. DN T-celler er en unik immuncelletype som har vært implisert i regulering av immune og autoimmune responser og toleranse for allotransplants 1-6. DN T-celler er imidlertid sjelden i perifert blod og sekundære lymfoide organer (milt og lymfeknuter), men er store beboere i normal nyre. Svært lite er kjent om deres patofysiologiske funksjon 7 på grunn av sin sparsommelige i periferien. Vi har nylig beskrevet en omfattende fenotypiske og funksjonell analyse av denne befolkningen i nyrene 8 i steady state og under iskemi reperfusjonsskade. Analyse av DN T-celle funksjon vil bli sterkt forbedret ved å utvikle en protokoll for deres isolering fra nyrene.
Her beskriver vi en ny protokoll som gjør det mulig isolasjon kon av svært rene ab CD4 + CD8 + T-celler og DN T-celler fra den murine nyre. Kort fortalt, vi fordøye nyrevevet ved hjelp av collagenase og isolere nyre mononukleære celler (KMNC) ved tettshetsgradient. Dette er etterfulgt av to trinn for å berike blodkreft T-celler fra 3% til 70% fra KMNC. Det første trinnet består av en positiv utvelgelse av hematopoetiske celler ved hjelp av et CD45 + isoleringssett. I det andre trinn blir DN T-celler isolert ved negativ fjerning av ikke-ønskede celler ved hjelp av CD4, CD8, og MHC klasse II monoklonale antistoffer og CD1d α-galcer tetramer. Denne strategien fører til en populasjon av mer enn 90% rene DN T-celler. Overflate farging med de ovenfor nevnte antistoffer etterfulgt av FACS-analyse er brukt for å bekrefte renheten.
Introduction
Perifere αβTCR + CD3 + CD4 - CD8 - dobbel-negativ (DN) T-celler er delt inn i ulike undergrupper som besitter forskjellige fenotyper og funksjoner 1-4. DN T-celler er dårlig forstått, men i økende grad innblandet i patofysiologiske immunresponser i ulike sykdomsmodeller 4-6.
DN T-celler er en unik immuncelletype som i økende grad implisert i regulering av en rekke immun-og autoimmunresponser, og modulering av allotransplant toleranse. 4-6, 9. De er sjeldne i perifert blod og sekundære lymfoide organer (milt og lymfeknuter ). Men de er store beboere i normal nyre og tarmepitel 10-12. Svært lite er kjent om deres funksjon 7 i nyrene i steady state og under patologiske tilstander som akutt nyreskade (AKI) forbundet med nyre transplmaur.
På grunn av de intrikate roller i ulike immunceller i å regulere immunreaksjoner inkludert alloresponses, definere rollen for hver spiller er avgjørende for å forstå alloresponses og designe nye behandlingsformer. Gitt de betydelige antall DN T celler i nyrene etter fysiologiske og ulike sykdomstilstander, DN T-celler er sannsynlig å spille en avgjørende rolle i å regulere immunsystemet og autoimmune reaksjoner i mus og mennesker, og alloresponses i resipienter. Samlende men fortsatt spredte bevis impliserer DN T-celler i både patogene og immunsupprimerende funksjoner, men det er dårlig forstått hvorfor og hvordan de viser en spesifikk skadelig eller undertrykkende funksjon og hvordan miljøet påvirker dem.
På grunn av deres lave overflod i nyrene, forbedrede fremgangsmåter for isolering er nødvendig.
Det er for tiden ingen standard protokoll for isolering av DN T-celler fra than ikke lymfevev. Vår protokoll beskriver en ny fremgangsmåte for isolering av DN T-celler fra nyrene; Imidlertid kan fremgangsmåten også brukes for en rekke ikke-lymfoide vev.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
En. Utarbeidelse av instrumenter, Kultur Media og reagenser
- Instrumenter: Klar reagenser under sterile forhold og bruker under en laminær hette.
- Tilbered en L av RPMI vevskulturmedium, tilsett 5% føtalt bovint serum, 2,1 g bikarbonat, 10 ml glutamat 100x, 10 mg HEPES, 1 mg natrium-pyruvat og 10 ml 100 x penicillin / streptomycin.
Merk: de anbefalte vevskultur medium, RPMI, er utbyttbare med DMEM. - Forbered 5% kollagenase "D"-løsning (5 ml kollagenase "D" til 9 ml vevskulturmedium).
- Lag Percoll oppløsning ved tre forskjellige konsentrasjoner: 100%, 80% og 40%. De følgende konsentrasjoner er beregnet for en prøve. Hold løsninger ved romtemperatur.
- Percoll løsning: legg 9 ml ufortynnet Percoll (fra stamløsning); legge til en ml PBS 10x.
- Percoll løsning: legg 8 ml Percoll 100%; tilsett 2 ml PBS 1x.
- Percoll løsning:legge 4 ml Percoll 80%; legge 4 ml PBS 1x.
- Gjør en L av fluorescens-aktivert celle sortering (FACS) buffer; tilsett 5 ml 10% BSA (0,1% BSA), 1 ml 10% natrium-azid (0,1%), 2 ml EDTA middel, fyll opp til 1000 ml med 1 x PBS.
2. Utarbeidelse av Kidney Fordøyelse
- Etter å ha kjøpt noen nødvendige institusjonelle godkjenning, ofre og exsanguinate musene med standardmetoder og følge de gjeldende forskrifter og retningslinjer dyr omsorg.
- Anesthetize musen med pentobarbital (0.07 mg / kg).
- Fortsett til exsanguination.
- Plasser musen i liggende stilling på en kirurgisk bord.
- Spray mageområdet med 70% etanol.
- Tilsett 10 ml collage D løsning på petriskål.
- Fjern og decapsulate begge nyrer fra hver mus.
- Åpne abdomimal hulrom ved å lage en midtlinjen snitt gjennom abdominal hud og bukhinne fra sternum tilpubis.
- Eksponer venstre nyre ved å bevege tarmen sideveis til side.
- Skille venstre kapselen forsiktig med pinsett.
Merk: kapselen ser ut som et gjennomsiktig lag rundt nyrene, og delvis dekket av perinefrisk fettvev. - Ta venstre nyre ved å kutte stilken fartøy ved hjelp av et kirurgisk saks.
- Gjenta samme prosedyre for høyre nyre.
Merk: Den høyre nyre er mer kranie og nærmere midtlinjen (pedicels er kortere).
- Plasser nyrene inn i petriskål.
- Skjær nyrevevet i små biter (1-2 mm i størrelse) ved hjelp av en vanlig bearbeiding av metaller blad og plassere brikkene inn i kollagenase-løsning i 30-45 min i inkubatoren ved 37 ° C (figur 1).
Tre. Utarbeidelse av Kidney Mononukleære Cells (KMNC) fra Nyre Fordøyelse
- Skaff en celle suspensjon av nyrefordøyelse ved mekanisk å forstyrre vev ved hjelp av en sil (70 mikrometer) og resuspender i 25 ml vevskulturmedium og bland.
- Sentrifuger ved 400 xg i 10 min ved 4 ° C for å pelletere cellesuspensjonen.
- Re-suspendere pelleten i 4 ml 40% Percoll-løsning og forsiktig overlappe på 4 ml 80% Percoll-løsning med en overførings plastpipette, meget langsomt og forsiktig. Dette vil resultere i to faser klart adskilt av et gjennomsiktig sjikt. På toppen blir det gule lag svarende til lipidene.
- Sentrifuger ved 1500 x g i 30 min ved romtemperatur med sentrifugen i bremse-off mode.
- Fjern ved aspirasjon, og den gule tykke topplaget (ca. 1-2 ml).
- Samle bare svak hvitaktig gjennomskinnelig sjikt fra grenseflaten av de to faser med en overførings pipette. Meget tilfreds overføre denne suspensjonen inn i et 15 ml konisk rør inneholdende 2 ml vevskulturmedium og deretter legge til 13 ml av medium til et totalt volum på15 ml.
- Sentrifuger ved 400 xg i 10 min ved 4 ° C.
- Resuspender prøvene i 1 ml medium.
- Tell antall KMNC hjelp trypanblått uttrekk på en hemocytometer og uttrykke resultatene som antall KMNC per ml pr Nyre.
- Vask en gang som ovenfor.
4. Isolation of Hematopoietic (CD45 +) Celler fra KMNC (Trinn I)
- Resuspender cellene opp til 10 7 til 90 pl rennende buffer.
- Tilsett 10 pl av CD45 mikroperler og inkuberes i 15 min ved 4 ° C.
- Tilsett 1 ml av buffer for å stoppe reaksjonen. Sentrifuger ved 400 xg i 10 min ved 4 ° C og resuspender i 500 pl rennende buffer.
- Klargjør det magnetiske kolonne ved å plassere på magneten og skyll med 3 ml buffer.
- Før cellesuspensjonen gjennom den magnetiske kolonnen og samle den umerkede celler som passerer gjennom kolonnen.
- Vask cellene tre ganger med 3 ml running buffer. Deretter samle avløpsvannet.
- Fjerne kolonnen fra separatoren og pipette 5 ml buffer på kolonnene og skylle ut den merkede brøkdel umiddelbart. Denne fraksjonen inneholder CD45 + celler. Telle celler.
- For å beregne det absolutte antall forskjellige T-celler delmengder inn i nyrene multiplisere det totale antall KMNC av prosentandelen av positive celler bestemt ved flowcytometri (figur 2).
5. Isolering av DN T Cell fra CD45 + Forberedelse av negativ seleksjon (trinn II)
- Legg 2,5 mL (0,5 mg / ml, 1,25 pg) av hver av de følgende biotinylerte antistoffer: anti-CD4, anti-CD8, anti-Fc-reseptor-(CD16/32), anti-MHC klasse II (IA b), anti- CD1d PBS-57 tetramer for hver 10 7. hematopoetiske celler.
- Inkuber cellene i 30 minutter i kaldt rom.
- Tilsett 1 ml anti-biotin mikroperler.
- Inkuber i 30 minutter i et kaldt rom.
- Plasser røret i than magnet og fortsett til utarming.
- Tell antall levedyktige celler til å bestemme det totale antall av DN T-celler i den negative fraksjon ved hjelp av et hemocytometer.
- Sjekk renhet DN T-celler med flowcytometri ved å følge denne gating strategi: første gate CD45 +, andre gate TCRαβ +. Ekskluder CD1d + celler. Plot CD4 + CD8 + g. å identifisere DN T-celler (figur 3).
- Multipliser det totale antallet av andelen fastsettes i renhet.
Merk: Bruk av denne protokollen resulterer i en befolkning på mer enn 90% ren DN T-celler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Villtype C57BL / 6 (B6) nyre inneholder ca 1.5 til 2.1 x 10 6 mononukleære celler per nyre. Omtrent mindre enn 10% er blodkreft CD45 + celler. For fremstilling av nyre mononukleære celler (KMNC), blir nyrene kuttet i små biter, som vist i figur 1, etterfulgt av fordøyelse anvendelse av 5% kollagenase.
Dette etterfølges av å utføre en tetthetsgradient-sentrifugering for å samle KMNC lag (fig. 2, venstre panel). KMNC ble deretter utsatt for positiv utvelgelse ved hjelp av CD45 + magnetiske microbeads som beskrevet i kapittel 4 (Trinn I). Kolonne bundet celler De ble deretter eluert og analysert for CD45 + ved FACS. Dette resulterer i anriking av CD45 +-celler til omtrent 80 til 95% som analysert ved strømningscytometri (Fig. 2, midtre panel). Blant anrikede hematopoetiske CD45 + celler, om lag 40 til 60% var αβ TCR + (data ikke vist), om lag 30-60% var DN T-celler (figur 2, høyre panel).
Det siste trinnet er involvert utsette beriket CD45 + celler til negativ seleksjon til å merke og fjerne CD4 +, CD8 +, MHC klasse II + og CD16/32 + celler ved hjelp av biotin spesifikke mAbs og anti-biotin microbeads og magnetiske kolonner. Dette resulterer i svært renset (90-95%) DN T-celler (figur 3). Etter denne protokollen var det mulig å få opp til 0,5 x 10 6 blodkreft CD45 + magnetisk merkede celler per mus (to nyrer).
Figur 1. Fremstilling av nyren for oppslutning med 5% kollagenaseoppløsning. Musen nyre er skåret i små stykker på 1-2 mm og plassert i kollagenase D 5% løsning i 30 min for å graveestion. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
. Figur 2 Strategi for anriking av CD45 + hematopoetiske celler fra nyre Venstre:.. CD45 farging av nyre MNC før berikelse bruker CD45 + kit av positiv utvelgelse Center: CD45 farging av nyre MNC etter berikelse hjelp CD45 + kit av positiv utvelgelse Høyre.: CD4 og CD8 profilen til αβTCR + celler blant gated CD45 + celler ulike undergrupper av T-celler. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figure.
. Figur 3 Purity av isolerte DN T-celler Venstre:. CD45 farging av isolerte nyre DN T-celler ved negativ seleksjon Center:.. TCRαβ farging av isolerte nyre DN T-celler ved negativ seleksjon Høyre: CD4 og CD8 flekker blant isolerte DN T-celler ved negativ seleksjon. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Fig. 4. Lymfocytter i nyrene før rensing. Høyre:.. CD45 flekker i nyrevevet før rensing Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det er økende interesse for DN T-celler, siden de blir innblandet i forskjellige patologiske tilstander slik som autoimmune sykdommer, kreft, transplantat-toleranse, og primær sykdommer i nyre inkludert akutt nyre-skade (AKI), glomerulonefritt 8, 13. Derfor er det behov for å bedre forstå og karakterisere pathophysiologic funksjonene til DN T-celler. Men for tiden er det en mangel på forståelse av disse cellenes funksjon i forhold til CD4 og CD8 T-celler. En viktig årsak er mangelen på DN T-celler i sekundære lymfoide organer og dermed problemer med å skaffe nok celler for in vitro analyse og adoptiv overføring eksperimenter. DN T-celler er primært lokalisert i ikke-lymfoide vev slik som nyre 8, men mangel på pålitelige fremgangsmåter for deres isolering fra fast organ ligger i veien for arbeidet med å undersøke deres funksjon. Derfor, vår nye protokoll for isolering av DN T celles fra nyrene forventes å fremskynde forskning på funksjonen av DN T-celler. DN T-celler akkumuleres i lymfeknuter i stort antall i Fas mangel (LPR) eller Fasl mangel (GLD) mus, og de kan lett bli isolert fra lymfoide organer 9, 14, 15, men det er fremdeles en utfordring å isolere disse cellene fra andre vev.
Ifølge denne protokollen, nyrer fra to mus gi ca 0,5 x 10 6 blodkreft celler (CD45 +) og ca 0,2 x 10 6 DN T-celler. Dette antallet er tilstrekkelig til å utføre in vitro-kultur, funksjonelle analyser og / eller FACS-analyse. Renheten av DN T-celle-populasjon skal bekreftes ved strømningscytometri. Denne protokollen gir en befolkning på DN T-celler som kan være så ren som 98%. Selv om denne protokollen er utformet for isolering av DN T-celler fra nyrene, kan den bli modifisert for isolering av T-celler fra andre ikke-lymfoide organer som hjerte, skjoldbrusk etc.
Siden DN T-celler representerer en liten populasjon, er det noen ganger nødvendig å øke utbyttet ved å gjennomføre ytterligere runder med rensing. Men dersom et høyere antall DN T-celler er nødvendig (høyere enn 0,5 x 10 6 celler) anbefales det å utføre sortering separasjon for å redusere tiden og kostnaden reagens.
Oppsummert beskriver denne protokollen en ny fremgangsmåte for isolering av DN T-celler fra nyrene. Det er sammensatt av et preparat (via fordøyelse og anrikning av KMNC) Trinn fulgt av positiv utvelgelse og deretter negativ seleksjon for uttømming av ikke-ønskede cellepopulasjoner. Derfor er det minimale direkte manipulering av DN T-celler i løpet av isoleringsprosessen. Det er bemerkelsesverdig at det er eksisterende protokoller for isolering av DN T-celler fra perifert blod i mus og mennesker, og fra sekundære lymfoide organer, i likhet med de som brukes for isolering av vanlige T-celler.
ove_content "> Fordi det har vist seg at noen DN T-celler uttrykker FcR-γ, er et alternativ å ikke inkludere CD16/32 + i cocktail 16, 17. vellykket isolering av DN T-celler krever stor oppmerksomhet på detaljer. Spesielt avgjørende fremgangsmåten omfatter: tissue fordøyelse, kutting av den renale vev i små stykker, og på riktig måte å identifisere og å samle lyset laget i densitetsgradient Totalt sett er flere runder med praksis og noen manuell dyktighet som kreves for å oppnå det ønskede resultat..Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Dette arbeidet støttes av NIH PBS (R21 AI095484). Vi takker NHI tetramer kjernefasilitet for CD1d tetramer.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Laminar flow hood | Baker Company, Inc | Or equivalent equipment | |
Centrifuge | Beckman Coulter | Or equivalent equipment | |
Hemocytometer | Electron Microscopy Sciences | 63514-11 | |
Atmosphere-controlled incubator | Fisher Scientific | (37 °C with 5% CO2) | |
Analytical flow cytometer | LSR II | ||
RPMI 1640 | Media Tech | 10-040-CV | |
Collagenase D | Roche | 11088858001 | |
Percoll | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
Fetal bovine serum | Corning Cellgro | 35-011-CV | |
0.1% sodium azide (NaN3) | Sigma-Aldrich | S2002 | |
Buffer phosphate buffered saline (PBS) | Corning Cellgro | 21-040-CV | |
PBS 10x | Mediatech | 46-013-CM | |
EDTA buffer | Sigma-Aldrich | E1161 | |
LS columns | MiltenyiBiotec | 130-042-401 | |
CD45+ microbeads | MiltenyiBiotec | 6.78E-51 | |
Biotin microbeads | MiltenyiBiotec | 130-090-485 | |
anti-CD45 (clone: 30-F11) PerCP | eBioscience | G1397 | |
anti-CD45 (clone: 30-F11) APC-Cy7 | Biolegend | 103116 | |
anti-TCR Pacific Blue (ab-chain, clone: H57-597) | Invitrogen | HM3628 | |
anti-CD4 PE | eBioscience | 12-0043 | |
anti-CD8 FITC | eBioscience | 8011-0087 | |
anti-CD4 biotinylated (GK1.5) | BD | 553728 | |
anti-CD8 biotinylated (clone 53-6.7) | BD | 553029 | |
anti-MHC class II (I-A b) biotinylated | BD | 553609 | |
AutoMACS Running Buffer - MACS Separation Buffer | MIlteny I Biotec | 130-091-221 | |
C57BL/6J mice | Jackson Labs | 000664 | Kidneys - Lymph Nodes |
Petri dish | BD Biosciences | 356517 | |
70 μm filter | Fisher Scientific | 22363548 | |
Plunger | Or equivalent equipment | ||
GeneMate Tubes 50 ml | Bioexpress | C-3394-3 | Or equivalent equipment |
GeneMate Tubes 15 ml | Bioexpress | C-3394-1 | Or equivalent equipment |
CD1d α-galcer tetramer | NHI |
References
- Zhang, Z. X., Yang, L., Young, K. J., DuTemple, B., Zhang, L. Identification of a previously unknown antigen-specific regulatory T cell and its mechanism of suppression. Nat Med. 6, 782-789 (2000).
- Ford, M. S., Young, K. J., Zhang, Z., Ohashi, P. S., Zhang, L. The immune regulatory function of lymphoproliferative double negative T cells in vitro and in vivo. J Exp Med. 196, 261-267 (2002).
- Ford McIntyre, M. S., Young, K. J., Gao, J., Joe, B., Zhang, L. Cutting edge: in vivo trogocytosis as a mechanism of double negative regulatory T cell-mediated antigen-specific suppression. J Immunol. 181, 2271-2275 (2008).
- Young, K. J., Yang, L., Phillips, M. J., Zhang, L. Donor-lymphocyte infusion induces transplantation tolerance by activating systemic and graft-infiltrating double-negative regulatory T cells. Blood. 100, 3408-3414 (2002).
- Chen, W., Ford, M. S., Young, K. J., Zhang, L. Infusion of in vitro-generated DN T regulatory cells induces permanent cardiac allograft survival in mice. Transplant Proc. 35, 2479-2480 (2003).
- Young, K. J., DuTemple, B., Phillips, M. J., Zhang, L. Inhibition of graft-versus-host disease by double-negative regulatory T cells. J Immunol. 171, 134-141 (2003).
- Mohamood, A. S., et al. Gld mutation of Fas ligand increases the frequency and up-regulates cell survival genes in CD25+CD4+ TR cells. Int Immunol. 18, 1265-1277 (2006).
- Ascon, D. B., et al. Normal mouse kidneys contain activated and CD3+CD4- CD8- double-negative T lymphocytes with a distinct TCR repertoire. J Leukoc Biol. 84, 1400-1409 (2008).
- Hamad, A. R., et al. B220+ double-negative T cells suppress polyclonal T cell activation by a Fas-independent mechanism that involves inhibition of IL-2 production. J Immunol. 171, 2421-2426 (2003).
- Rabb, H., et al. Pathophysiological role of T lymphocytes in renal ischemia-reperfusion injury in mice. Am J Physiol-Renal. 279, 525-531 (2000).
- Burne, M. J., et al. Identification of the CD4(+) T cell as a major pathogenic factor in ischemic acute renal failure. J Clin Invest. 108, 1283-1290 (2001).
- Yokota, N., Daniels, F., Crosson, J., Rabb, H. Protective effect of T cell depletion in murine renal ischemia-reperfusion injury. Transplantation. 74, 759-763 (2002).
- Crispin, J. C., et al. Expanded double negative T cells in patients with systemic lupus erythematosus produce IL-17 and infiltrate the kidneys. J Immunol. 181, 8761-8766 (2008).
- Igarashi, S., Takiguchi, M., Kariyone, A., Kano, K. Phenotypic and functional analyses on T-cell subsets in lymph nodes of MRL/Mp-lpr/lpr mice. Int Arch Allergy Appl Immunol. 86, 249-255 (1988).
- Dowdell, K. C., et al. Somatic FAS mutations are common in patients with genetically undefined autoimmune lymphoproliferative syndrome. Blood. 115, 5164-5169 (2010).
- Juvet, S. C., et al. FcRgamma promotes T cell apoptosis in Fas-deficient mice. J Autoimmun. 42, 80-93 (2013).
- Thomson, C. W., et al. FcR gamma presence in TCR complex of double-negative T cells is critical for their regulatory function. J Immunol. 177, 2250-2257 (2006).
Tags
Immunologi Double Negative (DN) αβ T-celler CD45 + T celle isolasjon nyre lymfocytter ikke-lymfoid-vev T-celler rensing Ischemia reperfusjonssykdommer Akutt nyre skade Tissue Resident lymfocytter lymfoproliferative sykdommer erythematosus LupusErratum
Formal Correction: Erratum: Isolation of Double Negative αβ T Cells from the Kidney
Posted by JoVE Editors on 02/10/2016.
Citeable Link.
A correction was made to: Isolation of Double Negative αβ T Cells from the Kidney.
There was an error with an author's name. The author's given name had a typo, this was corrected to:
Samatha Bandapelle
instead of:
Samantha Bandapelle