In this antigen-driven colitis model, OT-II CD4+ T cells expressing a red fluorescent protein were adoptively transferred into RAG-/- mice that express a green fluorescent protein in mononuclear phagocytes (MPs). The hosts were challenged with Escherichia coli (E.coli) expressing the ovalbumin protein (OVA) fused to a cyan fluorescent protein (CFP).
Inflammatory bowel disease (IBD) is a chronic inflammation which affects the gastrointestinal tract (GIT). One of the best ways to study the immunological mechanisms involved during the disease is the T cell transfer model of colitis. In this model, immunodeficient mice (RAG-/- recipients) are reconstituted with naive CD4+ T cells from healthy wild type hosts.
This model allows examination of the earliest immunological events leading to disease and chronic inflammation, when the gut inflammation perpetuates but does not depend on a defined antigen. To study the potential role of antigen presenting cells (APCs) in the disease process, it is helpful to have an antigen-driven disease model, in which a defined commensal-derived antigen leads to colitis. An antigen driven-colitis model has hence been developed. In this model OT-II CD4+ T cells, that can recognize only specific epitopes in the OVA protein, are transferred into RAG-/- hosts challenged with CFP-OVA-expressing E. coli. This model allows the examination of interactions between APCs and T cells in the lamina propria.
bağırsak dış ortama maruz vücudun büyük bir yüzeydir. yerleşik mikropların geniş diziler bağırsak Mikrobiyota (veya mikroflora) oluşturmak için insan bağırsağa kolonize. Bu kadar 100 trilyon mikrobiyal hücrelerin oluştuğu tahmin ve biyoloji 1-3 bilinen en yoğun nüfuslu bakteriyel habitatların biri oluşturmaktadır. GIT bakteriler hayatta ve 4 çarpın bir bağırsak niş kolonize. Buna karşılık, Mikrobiyota genomu 1 kodlanmış almayan ek fonksiyonel özellikleri ile ev sahibi endows. Örneğin Mikrobiyota, epitel hücrelerinin çoğalmasını uyarır kendileri tarafından ev sahipliği üretemez vitamin üretir, metabolizmasını düzenler ve patojenlere 4-6 karşı korur. Bu yarar ilişkisi göz önüne alındığında, bazı yazarlar insanların bakteriyel ve insan genlerinin 7,8 bir karışımı olan "süper organizmalar" veya "holobionts" olduğunu ileri sürmüşlerdir. (Insan) ana bilgisayarda Mikrobiyota yararlı etkileri göz önüne alındığında, intestinal bağışıklık sistemi lümen varlıklarını etkinleştirmek değil, aynı zamanda luminal kenarında 9-11 istila patojenleri öldürmek için ortakçı mikropların tahammül gerekiyor. Bağırsak bağışıklık sistemi zararsız ve potansiyel olarak zararlı lümen mikroplar ayırt etmek mekanizmalar geliştirmiştir; Ancak bu mekanizmalar henüz tam olarak 12 anlaşılamamıştır. Bağırsak bütünlüğünü korumak tolerans ve bağışıklık 13 arasındaki dengeyi korumak için sıkı regüle bağışıklık homeostazı gerektirir. Immün homeostasisin bir dengesizlik enflamatuar bağırsak hastalığı (IBD), 3,14 gibi bağırsak hastalıklarının indüksiyonu katkıda bulunur.
Crohn hastalığı (CD) ve ülseratif kolit (UC), iki büyük IBD tipi vardır. Bu hastalıkları olan hastalar genellikle rektal kanama, şiddetli ishal ve karın ağrısı 15,16 muzdarip. IBD tek sebebi halagenetik faktörler, çevresel etkilere ve düzensiz immün yanıtın bilinmeyen, ama bir arada hastalık gelişimi 15 anahtar olay olabilir.
IBD için hayvan modelleri 50 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır. Son birkaç yıl içinde yeni IBD model sistemler IBD 17,18 patogenezinde ilişkin çeşitli hipotezleri test etmek için geliştirilmiştir. Kronik kolit en iyi karakterize edilmiş bir model T-hücresi homeostazında 19,20 bozulmasını mukozada T-hücre transferi modelidir. 16,21 Bu model T ve (- / – ve SCID farelerde bu RAG gibi) B hücreleri eksikliği konaklara bağışıklığı yeterli fareden naif T hücreleri aktarımı kapsamaktadır. Bu modelde hastalığın gelişimi vücut ağırlığı ishal varlığı, düşük fiziksel aktivite ve zarar değerlendirerek 3-10 hafta boyunca izlenir. Bu yüzden israf sendromu 16 olarak adlandırılır. Sağlıklı farelere kıyasla nakledilen konak kolon doku thicke olduğunur, daha kısa ve 16 ağır. T hücre transferi modelini kullanarak, T hücre popülasyonları IBD 22 patogenezinde nasıl katkıda bulunabileceğini farklı anlamak mümkündür. T hücre transferi modeli antijene özgü bir şekilde hastalık sürecinde APC ve T hücreleri arasındaki etkileşim analiz etmez. Miyeloid hücreler ve lenfoid hücreler arasında bir etkileşim bağırsak iltihabı 23 gelişiminden sorumlu olabileceği gösterilmiştir. IBD pek çok açıdan açıklık olmasına rağmen, hastalık gelişmesine neden ilk olaylar hala net bir şekilde anlaşılması gerekir.
Bu Mikrobiyota transfer kolit yokluğunda gösterilmiştir 24 tespit edilemez. Son zamanlarda, çeşitli teoriler İBH bakterilere 25 karşı bir bağışıklık tepkisinin bir sonucu olabileceğini düşündürmektedir. Yazarlar ayrıca ortakçı bakteri uzak bağırsakta inflamasyon uyarmak için gerekli olduğunu önerdi26. Germ bilgilerini (GF) hayvanlar intestinal immün sistemi genellikle 27,28 bozulmuş, fakat tam yetkin bağırsak bağışıklık sisteminin 29 geliştirilmesine özel patojen içermeyen bakteriler sonuç karışımı ile, bu farelerde bir kolonizasyon. Bu nedenle, Mikrobiyota yatkınlık veya bağırsak iltihabı 30,31 gelişmesine karşı koruyan bir mekanizma olarak ya patogenezde önemli bir unsur olarak gözükmektedir. Güncel teoriler İBH genetik olarak yatkın hastalarda 32, dysbiosis denilen mikrobiyal dengesizlik, bir sonucu olduğunu düşündürmektedir, ancak henüz belli değil dysbiosis neden veya hastalık 12 sonucu ise. IBD gelişiminde mikroorganizmaların rolü dikkate alındığında, in vitro deneyler, CD4 + T hücreleri, bağırsak bakterileri 33,34 ile doldurulan APC 'ler ile aktive edilebilir olduğunu göstermiştir.
Ayrıca, antijenlerin gösterilmiştirBöyle E. gibi farklı kommensal bakteri türleri, E. coli, Bacteroides, Eubacterium ve Proteus, CD4 + T hücrelerini aktive 35 edebiliyoruz. Bu T hücrelerine bakteriyel antijenlerin sunumu IBD gelişimi için önemli olduğunu gösterir. Hastalık sürecinde mikroflorasının türetilen birden fazla antijene karmaşıklığını azaltmak için, bir E. coli suşu OVA antijen üreten oluşturuldu. – / – Transfer kolit RAG olarak OVA spesifik T hücreleri enjekte edilerek indüklendi hayvanların OVA eksprese eden E. ile kolonize E. coli.
Bu model CX 3 CR1 + milletvekilleri, kolon lamina propria (CLP) 36 büyük bir hücre alt kümesi, aktarım sırasında CD4 + T hücreleri ile etkileşim olduğunu düşündüren son kanıtlara dayanmaktadır 37 kolit. Milletvekilleri kendi dendrit 36, 38,39 kullanılarak, bakteri gibi partikül antijeni için bağırsak lümen, örnek. Önceki çalışmalarMilletvekilleri ayrıca 40,41 lümen intestinal sokulan gibi OVA olarak çözünür antijenler, sürebilir gösterdi. CLP CX 3 CR1 + milletvekilleri bolluğu göz önüne alındığında, bu hücrelerin lümen bakterileri örnek ve CD4 T hücreleri ile etkileşim olması mümkündür. E. ile kolonize OVA'ya özel CD4 + T hücreleri ile transplante farelerin Konfokal görüntüleme E. coli CFP OVA CX 3 CR1 + MP'ler antijen tahrik kolit gelişimi sırasında OT-II, CD4 + T hücresi ile temas içinde olduğunu göstermektedir. Bu model, bağırsak APC 'sadece bağırsak lümeninde özel bir antijen-ifade eden bakteriler için spesifik T hücreleri arasındaki antijen sunumu işlemi etüdüne olanak sağlamıştır.
her modelde olduğu gibi, yukarıda tarif edilen antijen odaklı kolit modeli tekniği gerçekleştiren araştırmacı farkında olmalıdır birkaç sorunları ortaya çıkabilir. OT-II hosts / Kırmızı +, CD4 + T CD62L + hücreleri enjekte zaman araştırmacı periton boşluğuna iğneyi çok nazik ve dikkatli olmak gerekir. Aksi takdirde, ölüme yol açabilecek bir fare ya da bir hastalık oluşturmak olmaz hücre deri altına bağırsak yırtılabilir.
<p class="jove…The authors have nothing to disclose.
JHN is supported by the Swiss National Foundation (SNSF 310030_146290).
LB Broth, Miller (Luria-Bertani) | Difco | 244620 | |
Rotary Shake | Reiss Laborbedarf e. K. | Model 3020 GFL | |
2 mm gap couvettes | Peqlab Biotechnologie GmbH | 71-2020 | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516-100ML | |
Gene Pulser Xcell system | BioRad Laboratories GmbH | 1652660 | |
LB Agar, Miller (Luria-Bertani) | Difco | 244510 | |
Ampicillin | Sigma-Aldrich | A9393-5G | |
SOC Medium | Sigma-Aldrich | S1797-100ML | |
High Pure Plasmid Isolation Kit | Roche | 11754777001 | |
Agarose | Carl Roth GmbH & Co | 3810.1 | |
EDTA | Sigma-Aldrich | E9884-100G | |
Tris-HCl | Sigma-Aldrich | T5941 | |
Glacial acetic acid | Sigma-Aldrich | 537020 | |
Gel chamber | PEQLAB Biotechnology GmbH | 40-0708 | |
Loading Dye | Thermo Fisher | R0611 | |
GeneRuler 1 kb DNA Ladder | Thermo Fisher | SM0312 | |
Ethidium bromide solution | Carl Roth GmbH & Co. KG | 2218.3 | |
Photo-documentation system | Decon Science Tech GmbH | DeVision G | |
DNA sequencing | MWG-Biotech GmbH | ||
Phosphate buffered saline (PBS) | Biochrom | L182-50 | |
Fluorescent microscope | Zeiss | HBO 100 | |
Mini-PROTEAN Tetra System | Bio-Rad Laboratories GmbH | 1658005 | |
PageRuler Prestained Protein Ladder | Fermentas, St. Leon-Rot, Germany | ||
IstanBlue Solution | Expedeon, Cambridgeshire, United Kingdom | ||
Nitrocellulose membrane | Macherey-Nagel GmbH & Co. KG | 741280 | |
Electro blotter | Biometra GmbH | 846-015-600 | |
Bovine Serum Albumins (BSA) | Sigma-Aldrich | A6003-25G | |
Anti-Ovalbumin antibody | Abcam | ab181688 | |
Anti-rabbit IgG HRP | Sigma-Aldrich | A0545 | |
Pierce ECL Plus Western Blotting Substrate | Pierce Biotechnology, Thermo Fischer Scientific Inc | 32132 | |
Forene | Abbott | 2594.00.00 | |
FBS | Invitrogen | 10500-064 | |
Falcon Cell Strainers | Fischer Scientific | 08-771-19 | |
Ammonium chloride | Sigma-Aldrich | 254134-5G | |
Tris Base | Sigma-Aldrich | 10708976001 | |
CD4+ CD62 L+ T isolation kit | Miltenyi Biotec | 130-093-227 | |
MACS LS Columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MACS MS Columns | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
MidiMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
MiniMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-042-102 | |
MACS MultiStand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
Feeding Needle 20G | SouthPointe Surgical Supply, Inc | FN-7903 | |
Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 | |
Paraffin | Sigma-Aldrich | 1496904 | |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H9627 | |
Eosin Y | Sigma-Aldrich | 230251 | |
Dithiothreitol | Sigma-Aldrich | D9779 | |
Collagenase type VIII | Sigma-Aldrich | C-2139 | |
Roswell Park Memorial Institute (RPMI) medium | AppliChem | A2044, 9050 | |
Percoll (density 1.124 g/ml) | Biochrome | L-6145 | |
Sodium azide | Sigma-Aldrich | 438456 | |
Mouse BD Fc Block | BD Pharmingen | 553141 | |
FITC-conjugated mAb binding Vß 5.1, 5.2 | BD Pharmingen | 553189 | |
APC-conjugated mAb binding CD4 GK1.5 | eBioscience | 17-0041-83 | |
FACS Calibur | BD Biosciences | ||
FCS Express V3 software | DeNovo | ||
Meta scanning confocal microscope | Zeiss | LSM 710 | |
Zeiss Workstation | Zeiss | LSM 7 | |
Zeiss ZEM software | Zeiss | v4.2.0.121 | |
Maxisorp immuno plates | NUNC, Roskilde | 442404 | |
Streptavidin conjugated alkaline phosphatase | Jackson Immuno Research | 016-050-084 | |
Alkaline phosphatase substrate 4-Nitrophenyl phosphate disodium salt hexahydrate | Sigma-Aldrich | 71768-5G | |
mAb R4-6A2 | BD Biosciences | 551216 | |
mAb XMG1.2 | BD Biosciences | 554410 | |
TECAN microplate-ELISA reader | Tecan | ||
EasyWin software | Tecan |