Tリンパ球接着分子の相互作用の研究のための接着性の下でせん断応力の測定
Summary
この流接着アッセイは、T細胞、上皮細胞間相互作用の単純な、耐衝撃性モデルを提供します。シリンジポンプは、剪断応力を生成するために使用し、共焦点顕微鏡は、定量化のための画像を捕捉します。これらの研究の目的は、効果的に流れ条件を使用して、T細胞接着を定量化することです。
Abstract
全体的に、T細胞の接着は、免疫学的シナプスの形成における抗原提示細胞（APC）と炎症との相互作用の部位への細胞漸増の明確なプロセスに貢献し、機能の重要なコンポーネントです。 T細胞の接着のこれら二つのコンテキストは、T細胞 – 血管相互作用が循環自体によって生じるせん断応力によりチャレンジされている間の相互作用は、静的と考えることができるT細胞APCが異なります。 2つの細胞パートナーが互いに静的な相対的であるという点で、T細胞APCの相互作用は、静的に分類されます。通常、この相互作用は、リンパ節内で発生します。 T細胞は、血管壁と相互作用するように、細胞が停止し、生成された剪断応力に耐えなければならない。1,2-これらの違いは、より優れた二つの別個の調節プロセスとして流動条件下での静的接着性及び密着性を理解する必要性を強調しています。 T細胞の接着の調節は、最も簡潔に詐欺のように記述することができます細胞表面上に発現される分子をインテグリン、それによって相互作用する細胞の表面に発現接着分子リガンドとインテグリンとの相互作用を調節する親和性状態をトローリング。インテグリン親和性状態の規制の我々の現在の理解は、in vitroモデル系において 、多くの場合、単純化から来ています。ここで説明したフロー条件を使用して接着のアッセイは、刺激に続くリアルタイムでT細胞、上皮細胞間相互作用の可視化と正確な定量を可能にします。フローアッセイの下の密着性が阻害または刺激性物質で処理した後のT細胞内のシグナル伝達接着の研究にも適用することができます。さらに、このアッセイは、任意の接着白血球集団および任意のインテグリン接着分子対にT細胞シグナル伝達を超えて拡張することができます。
Introduction
Tリンパ球の接着は、T細胞輸送および抗原提示において重要な役割を果たし3、健康な免疫系に異なるプロセスの数を媒介します。免疫監視またはアクティブな免疫応答の間の接着のために、これらの二つの大きな役割が重要であるかどうか。4 T細胞-内皮細胞相互作用の生理学的なシグナル伝達イベントは、T細胞抗原提示細胞（APC）の相互作用とは区別されるため、別個の方法を必要と最高の関与するシグナル伝達カスケードを理解するための研究。リンパ球の血管外遊出中の血管壁へのT細胞の強固な接着を迅速かつ動的なインテグリン活性化を必要とします。内皮に沿って、アクティブ状態のインテグリンおよび接着分子間の緊密な相互作用は、T細胞は、細胞の通過に許容エリアの探索に表面に沿ってクロールすることができ、血液の流れに耐性の密着性につながる。5 T細胞の双方向のクロール-directionally ALONGA血管壁は、T細胞の異なる接着フロントエンドと、偏接着に頼るである。 図6は、最も重要なことは、強固な接着および遊出は、血流を循環させることにより生成される剪断力に対する抵抗を必要とします。
リンパ球の接着を研究するための実験を設計する場合、注意が興味のある特定の刺激に支払われるべきです。インテグリン活性化は、T細胞の接着のすべての形態の共通の重要な要素であるが、活性化のカスケードは、個々の受容体および共受容体の下流で一意である可能性があります。同様に、インテグリンおよび接着分子のペアは、特殊な微小環境で、特定の部分集団に機能します。このようにして、これらのペアは非常に異なって調節され得ます。ここで紹介するモデルは、せん断応力条件下で行わインテグリン活性化をもたらすシグナル伝達カスケードの研究のための理想的です。7これらの相互作用が十分に静的adhesiで理解することはできませんシステム上の衝撃によるこれらの力は、T細胞の挙動に直接有することが示されている。8のシステムは、T細胞およびヒトICAM-1（CHO-ICAM細胞）を発現するように操作されたCHO（チャイニーズハムスター卵巣）細胞をここにすることができる提示けれども簡単に異なる白血球集団または接着分子を研究するために改変することができます。
このアッセイは、白血球の血管外遊出の強固な接着段階のためのモデルを提供し、剪断応力を用いて、T細胞の接着およびインテグリンの活性化を定量化する方法を提供します。 CHO-ICAM細胞の使用を介して、生細胞中のそのリガンドに対するLFA-1の親和性は、目的の種々の刺激に応答してリアルタイムで調べることができます。この手法は、簡単に大きく、他のモデルと比較して、血流および剪断応力をモデル化するために必要な設備を簡素化、シリンジポンプと組み合わせた市販のマイクロ流チャンバを得る必要があります。9このアッセイの別の主要な利点は、特定のシグナリングでありますカスケードおよび個々のインテグリンの結果として生じる活性化状態は、きれいに、目的のヒトの接着分子を発現する操作されたCHO細胞を使用することによって研究することができます。さらに、生細胞イメージングで定量的データの組み合わせは、この方法の重要な利点です。静的なT細胞の接着のアッセイ数がうまくT細胞APCの相互作用をモデル化することが記載されているが全体として、これらのモデルは、T細胞、上皮細胞接着の動的なプロセスを取り込むには不十分です。接着アッセイを選択する際にこのような理由から、問題の刺激を考慮しなければなりません。
Protocol
Representative Results
Discussion
正常T細胞の接着を分析するために、刺激は、インビトロの方法を選択する際に考慮しなければならない研究に含まれます。 LFA-1の活性化および結合ICAM-1につながる信号を研究するためのいくつかのアッセイがありますが、すべてのメソッドには互換性がありません。静的接着アッセイ10は、T細胞、APCの相互作用を研究するのに最適な、その代わりに、ここで詳述せん断応力法?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The Rheumatology Research Foundation and the Hirschil Trust supported this work.
Materials
| T cell samples (cell line or primary) | ATCC | TIB-152 | Peripheral human T cells |
| CHO-ICAM-1 cells | ATCC | CRL-2093 | |
| µ-Slide VI 0.4 ibiTreat | ibidi | 80606 | |
| 500 ml glass bottle | Fisher | FB800500 | |
| 250 ml glass bottle | Fisher | FB800250 | |
| Silicone tubing 0.8 mm | ibidi | 10841 | |
| Confocal microscope with incubator chamber | Ziess | 700 | Any wide field fluorescent microscope |
| Syringe pump | New Era Pump Systems | NE-300 | |
| 60 ml syringe | BD | 309653 | |
| CFSE | eBioscience | 65-0850 | |
| SDF-1α | R&D | 350-NS-010/CF | |
| RPMI | Lonza | 12-702F/12 | |
| PBS | Lonza | 17-516F | |
| Microcentrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| D-Glucose | Sigma Aldrich | G8270 | |
| PMA | Sigma Aldrich | 16561-29-8 | |
| Volocity software | Perkin Elmer | Version 6.2.1 | |
| ImageJ software | NIH | Version 1.48V | |
| Tissue-culture treated culture dishes | Falcon | 353003 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%) Phenol Red | Gibco | 25200114 | |
| Heat Inactivated FBS | Denville | FB5001-H | |
| Penicillin/Streptomycin | Fisher | BP295950 |
References
- Alon, R., Ley, K. Cells on the run: shear-regulated integrin activation in leukocyte rolling and arrest on endothelial cells. Curr Opin Cell Biol. 20 (5), 525-532 (2008).
- Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated. Nat Rev Immunol. 7 (9), 678-689 (2007).
- Dustin, M. L., Bivona, T. G., Philips, M. R. Membranes as messengers in T cell adhesion signaling. Nat Immunol. 5 (4), 363-372 (2004).
- Mor, A., Dustin, M. L., Philips, M. R. Small GTPases and LFA-1 reciprocally modulate adhesion and signaling. Immunol Rev. 218, 114-125 (2007).
- Rose, D. M., Alon, R., Ginsberg, M. H. Integrin modulation and signaling in leukocyte adhesion and migration. Immunol Rev. 218, 126-134 (2007).
- Alon, R., Feigelson, S. W. Chemokine-triggered leukocyte arrest: force-regulated bi-directional integrin activation in quantal adhesive contacts. Curr Opin Cell Biol. 24 (5), 670-676 (2012).
- Su, W., et al. Rap1 and its effector RIAM are required for lymphocyte trafficking. Blood. 126 (25), 2695-2703 (2015).
- Judokusumo, E., Tabdanov, E., Kumari, S., Dustin, M. L., Kam, L. C. Mechanosensing in T lymphocyte activation. Biophys J. 102 (2), L5-L7 (2012).
- Zeltzer, E., et al. Diminished adhesion of CD4+ T cells from dialysis patients to extracellular matrix and its components fibronectin and laminin. Nephrol Dial Transplant. 12 (12), 2618-2622 (1997).
- Strazza, M., Azoulay-Alfaguter, I., Pedoeem, A., Mor, A. Static adhesion assay for the study of integrin activation in T lymphocytes. J Vis Exp. (88), (2014).
- Ibidi GmbH. Shear stress and shear rates for ibidi μ-Slides – based on numerical calculations. Application Note 11. , (2014).
- van Gijsel-Bonnello, M., et al. Pantethine Alters Lipid Composition and Cholesterol Content of Membrane Rafts, With Down-Regulation of CXCL12-Induced T Cell Migration. J Cell Physiol. 230 (10), 2415-2425 (2015).
- Tozeren, A., et al. Micromanipulation of adhesion of phorbol 12-myristate-13-acetate-stimulated T lymphocytes to planar membranes containing intercellular adhesion molecule-1. Biophys J. 63 (1), 247-258 (1992).
- Mortier, A., Van Damme, J., Proost, P. Overview of the mechanisms regulating chemokine activity and availability. Immunol Lett. 145 (1-2), 2-9 (2012).
- Rot, A. In situ binding assay for studying chemokine interactions with endothelial cells. J Immunol Methods. 273 (1-2), 63-71 (2003).
- Yang, L., et al. ICAM-1 regulates neutrophil adhesion and transcellular migration of TNF-alpha-activated vascular endothelium under flow. Blood. 106 (2), 584-592 (2005).
- Long, E. O. ICAM-1: getting a grip on leukocyte adhesion. J Immunol. 186 (9), 5021-5023 (2011).
