מחוגי ניידות ותפקוד ציטוטוקסיות של retroviral מעתיקה וקטור transduced, שאינם חסיד Alloresponsive T לימפוציטים
Summary
We describe a protocol to monitor radial mobility of non-adherent immune cells in vitro using a cell sedimentation manifold/slide apparatus. Cell migration is tracked on monolayers of tumor cells or on extracellular matrix proteins. Examination by light and fluorescence microscopy allows for observation of cell mobility and cytotoxic functionality.
Abstract
אנו מדווחים הסתגלות רומן של assay נדידת תאי מחוגי חד שכבתי, שפורסם לראשונה למדוד את הגירת רדיאלי של תאים סרטניים חסיד על חלבוני מטריצת חוץ תאיים, למדידת תנועתיות של תאי מערכת חיסון שכותרתו fluorescently, אדם שאינו חסיד או מפעיל עכברי. טכניקה זו מעסיקה סעפת נירוסטה ולהחליק טפלון 10 היטב להפקיד focally תאי T שאינם חסיד לתוך הבארות מוכנות עם שני monolayers תאים סרטניים ומחוברות או חלבוני מטריקס. מיקרוסקופ פלואורסצנטי אור ו / או רב-ערוצית משמש כדי לעקוב אחר התנועה וההתנהגות של תאי מפעיל לאורך זמן. צבעי ניאון ו / או וקטורים ויראליים שהקוד לtransgenes ניאון משמש תווית באופן דיפרנציאלי סוגי התאים להדמיה. שיטה זו שונה מדומה מסוג במבחני חוץ גופית העוקבים אחר הגירה / פלישה אופקית או אנכית ניצול תאי שקופיות, אגר או transwell צלחות. Assay מאפשר הדמיה נתונים מפורטים לbדואר שנאסף עם סוגי תאים שונים נבדלים בסמני ניאון ספציפיים; אפילו תת-אוכלוסיות ספציפיות של תאים (כלומר, transduced / nontransduced) יכולות להיות במעקב. מגרשי הקרינה בעוצמה משטח נוצרים באמצעות ערוצי הקרינה ספציפיים שמתאימים לסוג התא הנודד. זה מאפשר להדמיה טובה יותר של ניידות תא החיסון שאינו חסיד בזמנים מסוימים. ניתן לאסוף ראיות של פונקציות תא מפעיל אחרות, כגון cytotoxicity או העברה של וקטורים ויראליים ממפעיל למקד תאים, כמו גם. לכן, השיטה מאפשרת לחוקרים לתעד מיקרוסקופיים אינטראקציות תא אל התא של דיפרנציאלי שכותרתו, שאינו חסיד עם תאים חסיד מסוגים שונים. מידע זה עשוי להיות רלוונטי במיוחד בהערכת סוגים ביולוגי מניפולציות או הופעלו תאים חיסוניים, שבו הוכחה ויזואלית של פונקציונליות רצויה עם תאי מטרה סרטנית לפני השימוש בם לטיפול בסרטן.
Introduction
Assay נדידת תאי מחוגי חד שכבתי פותח במקור כדי למדוד את תכונות infiltrative של תאים סרטניים חסיד 1-4 בשקופיות מצופות במטריצה תאית חלבונים (ECM) 5-7 או עם רכיבי ECM בודדים, כגון פיברונקטין או laminin 1,2. הטכניקה מעורבת זריעת השעיה תא בודדת של תאים סרטניים במרכז בארות באמצעות סעפת נירוסטה שקיעת תא (CSM). לאחר שקיעה, התאים הסרטניים היו לדבוק בתחתית הבאר והשינוי בקוטר של אוכלוסיית התא הראשונית לאורך הזמן שימש להקמת שיעור של תנועתיות אופקית. Assay נדידת תאי מחוגי חד שכבתי סיפק יתרון חזותי על פני שיטות קיימות אחרות שהעסיקו transwell צלחות לassay יכולות נדידה במבחנה של תאים; מבחני אלה אינם תורמים להדמיה 8. וכן, זה גם סיפק כמות גדולה של חופש בבחירת timepointזה כאשר הגירה נבחנת, ללא הגבלה על מספר הנקודות זמן חוקר יכול לבחור תמונה לאחר שקיעה.
בגלל היכולת להעביר היא פונקציונלי חשובה לתאים שאינם חסיד, במיוחד בתחום של טיפול חיסוני או שבו הם יכולים לשמש ככלי רכב משלוח לוקטורים ויראליים, התאמנו השימוש בCSM להעריך את ההגירה של תאים שאינם חסיד סוגים על משטחי תאים סרטניים, בנוסף לחלבוני ECM. יתרון הנוסף של מיקרוסקופי לדמיין את הנדידה של תאים שאינם חסיד בmonolayers תאים סרטניים קיימא, על ECM המורכב מבודד מהגידול, או על רכיבי ECM פרט הופך assay זה צדדי. מבחני שמעסיקים בארות מצופים בחלבון תאי יחיד אינם משקפים במדויק את מצע רקמת ECM או גידול התאים היו להעביר דרך in vivo.
כאן, אנו משמשים alloreactive לימפוציטים ציטוטוקסיות T (alloCTL), רגיש לhistocomp הגדולחלבונים מורכבים atibility (MHC) באמצעות תגובות תאים הסרטניים מעורבים הלימפוציטים בכיוון אחד (MLTR) או תגובות מעורבות הלימפוציטים (הקה"ע) 9, כסוג התא שלנו נציג שאינו חסיד. בדקנו תאים של שני מוצא האדם והעכברי. כאשר הגירה נמדדה על משטחי גידול, תאי הגידול המועסקים היו מטרות או רלוונטיות באופן חלקי, בו מוצגות חלק מאותם החלבונים MHC מצאו על אוכלוסיית התאים המשמשת לרגישות effectors, או מטרות רלוונטיות באופן מלא, עם סט מלא של מולקולות MHC ש effectors היה רגיש כלפי. בחלק מהניסויים, שנהגנו CellTracker הניאון האדום CMPTX או צבע התפשטות תאי eFluor 670 להבחין בין תאי מפעיל והיעד. כמו כן נעשה שימוש התמרה עם קידוד וקטורים ויראליים לחלבוני ניאון כדרך נוספת כדי להמחיש את התאים. עבור מבחני מסוימים, אנחנו transduced alloCTL עם וקטורי retroviral המשכפלים (RRV) קידוד לאמרלד גרין (EMD) חלבון פלואורסצנטי 10,11; לothers, תאים סרטניים היו transduced עם וקטורי lentiviral הקידוד לmStrawberry.
AlloCTL היה זרע דרך ערוץ של הסעפת למרכז או monolayers גידול תא או ECM נקטף מן monolayers תאים סרטניים. אינטראקציות תא חסיד ולא חסיד היו דמיינו ידי אור ו / או על ידי מיקרוסקופ פלואורסצנטי לאורך זמן. תאי הפרעה בשכבת התאים הסרטניים בצריכת חשמל נמוך, או גידול עם גרעינים מקוטעים בהספק גבוה היו אינדיקטורים של פגיעה בתא על ידי תמוגה ואפופטוזיס, בהתאמה. אנו דיגיטליים יצרנו מפות ניאון עוצמת המשטח מראים את הנדידה של תאי T fluorescing לא חסיד על תרבויות monolayer. אנחנו גם ציינו cytotoxicity הולידה לmonolayer תא גליומה חסיד לאחר היווצרות אשכול alloCTL לא חסיד שמעליו. כמו כן, התמרה אופקית של RRV-EMD מalloCTL לmonolayer גליומה נצפתה.
Protocol
Representative Results
Discussion
תאי גידול בהשעית תא בודד היו pipetted לתוך הבארות של שקופיות-רעול פנים טפלון. התאים הורשו לדבוק ולאחר מכן יצרו monolayers בhumidified 5% CO 2, 37 ° C חממה (איור 1 א). monolayers הוקם או חלבוני ECM נגזר מmonolayer יכול להיות שנקטפו למבחנים אלה (איור 1). לימפוציטים מסוג T מפעיל שכ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
נתמך בחלקו על ידי NIH R01 CA121258, R01 CA125244, R01 CA154256, NIH / NCATS UCLA CTSI גרנט מספר UL1TR000124, USAMRMC W81XWH-08-1-0734, וג'ואן ס הולמס זיכרון קרן המחקר. MJH וGCO קיבלו תמיכה מג'ואן ס הולמס זיכרון דוקטורים המלגה באוניברסיטת קליפורניה. מכשיר CSM התקבל משיטות מדעיות Creative: www.creative-sci.com. וקטור lentiviral התקבל מאוניברסיטת UCLA וקטור Core, אשר נתמך על ידי DK041301 CURE / P30.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Teflon-masked microscope slides | Creative Scientific Methods | CSM002 | |
| Cell Sedimentation Manifold | Creative Scientific Methods | CSM001 | |
| Petri Dish, 150mm | Corning | 430597 | |
| Petri Dish, 35mm | Corning | 430588 | |
| Phosphate-Buffered Saline (PBS) | Mediatech | 21-040 | |
| 20 μL Pipetman | Gilson | F123600 | |
| 200 μL Pipetman | Gilson | F123601 | |
| 200 μL pipette tips | VWR | 89003-060 | |
| Distilled, deionized water (sterile) | Mediatech | 25-055 | |
| Trypsin | Mediatech | 25-054-CL | |
| Celltracker Red CMPTX | Invitrogen | C34552 | |
| TrypLE Express (optional) | Gibco | 12604 | |
| Tumor cell culture media (e.g. DMEM) | Mediatech | 10-013 | |
| AIM-V serum-free media | Invitrogen | 12055-083 | |
| Fetal Bovine Serum | Omega Scientific | FB-02 | |
| Inverted microscope | |||
| SPOT Advanced | Diagnostic Instruments | ||
| Poly-D-Lysine | Millipore | A-003-E | |
| Fibronectin | BD | 354008 | |
| 31/2 x 51/4 Autoclave Pouches | Crosstex | SCXS2 | |
| Trypan Blue | Mediatech | 25-900-CI | |
| Cell Proliferation eFluor 670 | eBioscience | 65-0840-85 | |
| ImageJ | NIH |
References
- Hwang, J. H., Smith, C. A., Salhia, B., Rutka, J. T. The role of fascin in the migration and invasiveness of malignant glioma cells. Neoplasia. 10 (2), 149-159 (2008).
- Valster, A., et al. Cell migration and invasion assays. Methods. 37 (2), 208-215 (2005).
- Berens, M. E., Rief, M. D., Loo, M. A., Giese, A. The role of extracellular matrix in human astrocytoma migration and proliferation studied in a microliter scale assay. Clin Exp Metastasis. 12 (6), 405-415 (1994).
- Osawa, H., Smith, C. A., Ra, Y. S., Kongkham, P., Rutka, J. T. The role of the membrane cytoskeleton cross-linker ezrin in medulloblastoma cells. Neuro-oncology. 11 (4), 381-393 (2009).
- Berens, M. E., Beaudry, C. Radial monolayer cell migration assay. Methods Mol Med. 88, 219-224 (2004).
- Giese, A., Rief, M. D., Loo, M. A., Berens, M. E. Determinants of human astrocytoma migration. Cancer Res. 54 (14), 3897-3904 (1994).
- Vlodavsky, I., Levi, A., Lax, I., Fuks, Z., Schlessinger, J. Induction of cell attachment and morphological differentiation in a pheochromocytoma cell line and embryonal sensory cells by the extracellular matrix. Dev Biol. 93 (2), 285-300 (1982).
- Hulkower, K. I., Herber, R. L. Cell migration and invasion assays as tools for drug discovery. Pharmaceutics. 3 (1), 107-124 (2011).
- Hickey, M. J., et al. Implementing preclinical study findings to protocol design: translational studies with alloreactive CTL for gliomas. Am J Transl Res. 4 (1), 114-126 (2012).
- Tai, C. K., Wang, W. J., Chen, T. C., Kasahara, N. Single-shot, multicycle suicide gene therapy by replication-competent retrovirus vectors achieves long-term survival benefit in experimental glioma. Mol Ther. 12, 842-851 (2005).
- Logg, C. R., Baranick, B. T., Lemp, N. A., Kasahara, N. Adaptive evolution of a tagged chimeric gammaretrovirus: identification of novel cis-acting elements that modulate splicing. J Mol Biol. 369 (5), 1214-1229 (2007).
- Koya, R. C., et al. Kinetic phases of distribution and tumor targeting by T cell receptor engineered lymphocytes inducing robust antitumor responses. Proc Nat Acad Sci USA. 107 (32), 14286-14291 (2010).
- Zumwalde, N. A., Domae, E., Mescher, M. F., Shimizu, Y. ICAM-1-dependent homotypic aggregates regulate CD8 T cell effector function and differentiation during T cell activation. J Immunol. 191 (7), 3681-3693 (2013).
- Campbell, C. B., Cukierman, E., Artym, V. V. 3-D extracellular matrix from sectioned human tissues. Curr Protocol Cell Biol. 62 (Unit 19), 11-20 (2014).
- Prevention, C. f. D. C. a. . Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories (BMBL). , (2009).
- Zigmond, S. H. Ability of polymorphonuclear leukocytes to orient in gradients of chemotactic factors. J Cell Biol. 75 (2 Pt 1), 606-616 (1977).
- Alstergren, P., et al. Polarization and directed migration of murine neutrophils is dependent on cell surface expression of CD44. Cell Immunol. 231 (1-2), 146-257 (2004).
- Nelson, R. D., Quie, P. G., Simmons, R. L. Chemotaxis under agarose: a new and simple method for measuring chemotaxis and spontaneous migration of human polymorphonuclear leukocytes and monocytes. J Immunol. 115 (6), 1650-1656 (1975).
- Yin, X., Knecht, D. A., Lynes, M. A. Metallothionein mediates leukocyte chemotaxis. BMC Immunol. 6 (12), 21 (2005).
- Hadjout, N., Laevsky, G., Knecht, D. A., Lynes, M. A. Automated real-time measurement of chemotactic cell motility. Biotechniques. 31 (5), 1130-1138 (2001).
- Zhang, J. G., et al. Tumor antigen precursor protein profiles of adult and pediatric brain tumors identify potential targets for immunotherapy. J Neuro-oncol. 88, 65-76 (2008).
