Murine Tolerogenic वृक्ष कोशिकाओं के विकास और कार्यात्मक लक्षण वर्णन
Summary
यहां, हम विकास और tolerogenic वृक्ष कोशिकाओं (TolDCs) की विशेषता और उनके immunotherapeutic उपयोगिता का मूल्यांकन करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं ।
Abstract
प्रतिरक्षा प्रणाली विदेशी प्रतिजनों के खिलाफ प्रतिक्रियाओं समंवय और स्वयं के खिलाफ एक अप्रतिसादी राज्य बनाए रखने के बीच एक तंग संतुलन बनाए रखने के द्वारा संचालित प्रतिजनों के रूप में अच्छी तरह से खाना खानेवाला जीवों से व्युत्पंन प्रतिजनों । इस प्रतिरक्षा homeostasis के विघटन जीर्ण सूजन और प्रतिरक्षा के विकास के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । वृक्ष कोशिकाएं (dc) पेशेवर प्रतिजन-प्रस्तुत जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं को सक्रिय करने में शामिल भोली टी कोशिकाओं को विदेशी एंटीजन के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को आरंभ करने के लिए कर रहे हैं । हालांकि, dc भी TolDCs में अंतर किया जा सकता है कि अधिनियम को बनाए रखने और टी सेल सहिष्णुता को बढ़ावा देने और प्रभाव या तो स्व-प्रतिरक्षित या जीर्ण सूजन की स्थिति के विकास के लिए योगदान कोशिकाओं को दबाने के लिए । TolDCs की हमारी समझ में हाल ही में प्रगति का पता चलता है कि डीसी सहिष्णुता उनके भेदभाव की स्थिति संग्राहक द्वारा प्राप्त किया जा सकता है । यह घटना प्रतिरक्षा सहिष्णुता में टूट के कारण कई प्रतिरक्षा विकारों के लिए TolDC चिकित्सा के विकास में जबरदस्त वृद्धि करने के लिए नेतृत्व किया गया है । नैदानिक प्रतिरक्षा murine मॉडल में सफल अध्ययन आगे स्व-प्रतिरक्षित विकारों के उपचार में TolDCs की immunotherapeutic उपयोगिता को मान्य किया है. आज, TolDCs सुरक्षात्मक प्रतिरक्षा बरकरार छोड़ जबकि रोगजनक स्व-प्रतिरक्षित प्रतिक्रियाओं को लक्षित करके विभिन्न प्रतिरक्षा विकारों में प्रतिरक्षा सहिष्णुता reinstating के लिए क्लिनिक में एक होनहार immunotherapeutic उपकरण बन गए हैं. हालांकि रणनीतियों की एक सरणी TolDCs प्रेरित करने के लिए कई प्रयोगशालाओं द्वारा प्रस्तावित किया गया है, इन कोशिकाओं के सेलुलर और कार्यात्मक phenotype निस्र्पक में कोई निरंतरता है. इस प्रोटोकॉल अस्थि मज्जा के विकास के लिए एक कदम दर कदम गाइड बड़ी संख्या में प्राप्त dc प्रदान करता है, एक अद्वितीय उंहें एक सिंथेटिक triterpenoid 2 के साथ TolDCs में अंतर करने के लिए इस्तेमाल किया विधि-cyano-3, 12-dioxooleana-1, 9-दिएँ-28-ओआईसी अम्ल-difluoro-propyl-छुटकारे (CDDO-DFPA), और phenotype के आवश्यक आणविक हस्ताक्षरों के विश्लेषण सहित उनके TolDCs की पुष्टि करने के लिए उपयोग की गई तकनीकें. अंत में, हम विट्रो में और vivo में एकाधिक स्केलेरोसिस के एक नैदानिक मॉडल में अपने immunosuppressive प्रतिक्रिया का परीक्षण करके TolDC समारोह का आकलन करने के लिए एक विधि दिखाते हैं ।
Introduction
वृक्ष कोशिकाओं (dc) जंमजात प्रतिरक्षा प्रणाली का एक अभिंन अंग है और पहले की खोज की और १९७३ में राल्फ Steinman और Zanvil Cohn द्वारा विशेषता प्राथमिक व्यावसायिक प्रतिजन के रूप में कोशिकाओं को पेश कर रहे है1। dc के लिए सहज और अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणालियों को जोड़ने के लिए माध्यमिक लसीकावत् अंगों में प्रमुख histocompatibility परिसरों (MHC) के माध्यम से कोशिकाओं और बी कोशिकाओं के लिए संसाधित एंटीजन को पेश करके प्रतिरक्षा सक्रियण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए दिखाया गया है2. स्तनधारी प्रतिरक्षा प्रणाली में, जो माइलॉयड dc और plasmacytoid dc (पीडीसी)3के रूप में वर्णित किया गया है dc की कम से दो श्रेणियां हैं । माइलॉयड dc, पारंपरिक dc (cDCs) के रूप में भी जाना जाता है, CD11c की अभिव्यक्ति की विशेषता है और अस्थि मज्जा जनक कोशिकाओं या परिधीय रक्त monocytes का उपयोग करने से इन विट्रो में अपरिपक्व dc (iDCs) के रूप में विभेदित किया जा सकता है granulocyte-मैक्रोफेज-कॉलोनी-उत्तेजक फैक्टर (जीएम-सीएसएफ) और murine या मानव प्रजाति में आईएल-४, क्रमशः४.
सक्रिय ‘ खतरे ‘ संकेतों, जैसे रोगज़नक़-जुड़े आणविक पैटर्न (PAMP) या नुकसान से संबंधित आणविक पैटर्न (नम), immunogenic dc की ओर iDCs परिपक्वता ड्राइव के रूप में परिपक्व dc (mDCs) के माध्यम से बाध्यकारी विभिन्न पैटर्न मान्यता रिसेप्टर्स पर DC सरफ़ेस5। Immunogenic के आगे प्रधानमंत्री भोली टी सेल प्रसार और MHCII2, costimulatory लाइगैंडों (CD80, CD86, और CD40)6, साइटोकिंस, और अंय घुलनशील मध्यस्थों7के विनियमन के माध्यम से भेदभाव । Immunogenic dc से समर्थक भड़काऊ मध्यस्थ उत्पादन का झरना cytokine-मध्यस्थता टी सेल भेदभाव के लिए आवश्यक है । उदाहरण के लिए, दोनों IFN-γ और il-12 Th1 भेदभाव के लिए आवश्यक है8 और आईएल-1, आईएल-6, और आईएल-23 Th17 कोशिकाओं9के प्रति भोली टी सेल ध्रुवीकरण के लिए महत्वपूर्ण हैं । हालांकि परिपक्व dc के लिए विदेशी एंटीजन प्रतिक्रिया, स्व द्वारा अनियंत्रित डीसी सक्रियकरण-एंटीजन सहिष्णुता पृथक कारण हो सकता है और प्रतिक्रियाशील टी कोशिकाओं जिसका सक्रियण ऊतक विनाश की ओर जाता है पैदा करके स्व-प्रतिरक्षित रोगों के विकास को बढ़ावा10 .
हाल ही में रिपोर्ट डीसी प्लास्टिक की स्पष्ट सबूत उनके ऊतक microenvironment भीतर अलग cues के साथ बातचीत करने की क्षमता से उदाहरण और विशिष्ट प्रभाव/दमन डीसी सबसेट में अंतर प्रदान की है । विरोधी भड़काऊ मध्यस्थों, IL-1011, TGF-β12, और हो-113 के रूप में tolerogenic (TolDCs) उत्प्रेरण द्वारा प्रतिरक्षा दमन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए दिखाया गया है. ये TolDCs विनियामक कार्य प्राप्त करते हैं और टी सेल जखीरे14को दबा देते हैं । इसके अलावा, dc द्वारा सह उत्तेजना की कमी और TolDCs से विरोधी भड़काऊ मध्यस्थों के उत्पादन दोनों विनियामक टी कोशिकाओं (Tregs) की प्रेरण करने के लिए योगदान और भी प्रभावी ढंग से दोनों Th1 और Th17 भेदभाव और विस्तार को बाधित15. पिछले दो दशकों में, TolDCs की चिकित्सीय क्षमता कई जांचकर्ताओं द्वारा सूचित की गई है । इन अध्ययनों में, पूर्व vivo के प्रशासन TolDCs जनित16 लेकिन यह भी रोगियों में प्रतिरक्षा सहिष्णुता के विकास के लिए नेतृत्व में न केवल उन्नत रोग लक्षण स्व-प्रतिरक्षित रोगों के17 ,18. दिलचस्प है, आज TolDCs चिकित्सा कई नैदानिक परीक्षणों में स्व-प्रतिरक्षित रोगों के लिए एक वैकल्पिक या सहायक दृष्टिकोण के रूप में माना गया है, प्रकार 1 सहित मधुमेह19, रुमेटी गठिया20, 21, मल्टीपल स्केलेरोसिस (एमएस)22,23,24, और Crohn की बीमारी25।
वहां प्रोटोकॉल है कि TolDCs विकसित करने के लिए नियोजित किया गया है की एक किस्म है और कई प्रयोगशालाओं पीढ़ी और TolDCs के phenotypic लक्षण वर्णन के लिए तरीकों की सूचना दी है । इन तरीकों को टेम progenitors से इन विट्रो में TolDCs उत्पंन reproducibly और छुरा उंहें vivo26,27,28,29में एक tolerogenic राज्य में बनाए रखने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । iDCs विभिंन इम्यूनोमॉड्यूलेटरी औषधीय एजेंटों या विरोधी भड़काऊ साइटोकिंस के लिए जोखिम द्वारा TolDCs में परिवर्तित किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, विटामिन डी 3 एक प्रसिद्ध औषधीय एजेंट IL-10 उत्पादन बढ़ाने और dc से il-12 स्राव को दबाने और इस तरह उनके immunosuppressive समारोह को बढ़ावा देने के लिए जाना जाता है30. इसके अलावा, जब dc lipopolysaccharides (एलपीएस) जैसे शक्तिशाली भड़काऊ उत्तेजनाओं को उजागर कर रहे हैं, कई औषधीय एजेंटों जैसे डेक्समेतएसॉनी31, rapamycin३२, और कोर्टिकोस्टेरोइड३३ प्रेरित करने के लिए दिखाया गया है TolDC phenotype CD40, CD80, CD86, और MHCII३४के DC सरफ़ेस व्यंजक को कम करके । IL-10 और TGF-β सबसे अध्ययन विरोधी भड़काऊ साइटोकिंस है डीसी सहिष्णुता के लिए प्रेरित करने के लिए३५ और इन दोनों साइटोकिंस के लिए सहवर्ती जोखिम dc३६में एक tolerogenic phenotype प्रेरित करने के लिए दिखाया गया है ।
चूंकि tolerogenic डीसी कार्यात्मक विशेषताओं के बजाय phenotypic मार्करों द्वारा परिभाषित किया गया है, वहां एक महान सेलुलर और TolDCs के कार्यात्मक लक्षण वर्णन के लिए एक सुसंगत तरीका विकसित करने की जरूरत है । इसके अलावा, एक कठोर और लगातार प्रोटोकॉल tolerogenic डीसी phenotype के अनुरूप मूल्यांकन और लक्षण वर्णन के लिए स्थापित किया जाना चाहिए अगर हम प्रभावी ढंग से कर रहे है और reproducibly नए एजेंटों की क्षमता की तुलना में TolDC phenotype प्रेरित प्रयोगशाला. यहाँ हम चूहों के टेम progenitors से iDCs को अलग करने के लिए कदम दर कदम तरीकों के साथ एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं और बाद में TolDCs में iDCs कन्वर्ट करने के लिए उनकी क्षमता के लिए मूल्यांकन के तहत नए एजेंटों की प्रभावकारिता का विश्लेषण करने के लिए, एक मजबूत प्रदान दोनों विट्रो में और vivo मेंTolDCs के कार्यात्मक और phenotypic लक्षण वर्णन । इस विवरण में TolDCs को उनके सरफ़ेस लाइगैंडों, cytokine प्रोफ़ाइल और immunosuppressive फ़ंक्शंस इन विट्रोद्वारा चिह्नित करने के लिए एक विस्तृत विधि शामिल है । हम भी एमएस, प्रयोगात्मक स्व-प्रतिरक्षित encephalomyelitis (EAE) के एक पूर्व नैदानिक मॉडल में इन TolDCs के संभावित चिकित्सीय आवेदन का पता लगाने के लिए एक विधि का एक उदाहरण प्रदान करते हैं । यह स्थापित प्रोटोकॉल जांचकर्ताओं को TolDCs की प्रेरण को बढ़ावा देने के लिए नए एजेंटों की क्षमता का मूल्यांकन करने में मदद करेगा और TolDC चिकित्सीय विकास के दायरे को व्यापक बनाने के प्रयास की सुविधा देगा ।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस पत्र का वर्णन एक कुशल प्रोटोकॉल है कि reproducibly के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है iDCs उत्पंन करने के लिए और बाद में उंहें TolDCs में अंतर है, और हम प्रस्ताव है कि इस के लिए नए आणविक लक्ष्य एजेंटों की क्षमता का मूल्य?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम CDDO-DFPA प्रदान करने के लिए Reata फार्मास्यूटिकल्स का शुक्रिया अदा करते हैं । हम बाल चिकित्सा कैंसर नवाचार (John Letterio) में जेन और ली Seidman चेयर के समर्थन को भी स्वीकार करते हैं । यह काम रक्षा विभाग द्वारा समर्थित किया गया [W81XWH-12-1-0452]; इस मामले में एंजी बहेलिया किशोर और युवा वयस्क कैंसर अनुसंधान पहल व्यापक कैंसर केंद्र; और F.J. Callahan फाउंडेशन से Hsi-जू वेई के लिए Callahan ग्रेजुएट विद्वान पुरस्कार ।
Materials
| CDDO-DFPA (RTA-408) | Reata Pharmaceuticals | in house synthesis | Cell culture |
| Mouse GM-CSF | Peprotech Inc. | 315-03 | BMDC differentiation |
| Mouse IL-4 | Peprotech Inc. | 214-14 | BMDC differentiation |
| Lipopolysaccharides (LPS) | Sigma Aldrich Inc. | L2880 | Cell culture |
| β-mercaptoethanol | Sigma Aldrich Inc. | 516732 | Cell culture |
| Pertussis toxin (PTX) | R&D systems | 3097 | EAE induction |
| MOG (35–55) peptide | 21stCentury Biochemicals | in house synthesis | EAE induction |
| Trypan blue | Gibco, Life Technologies | 15250-061 | Cell culture |
| RPMI-1640 plus L-glutamine | ThermoFisher Scientific | 11875-093 | Cell culture |
| Non-essential amino acid (100X) | ThermoFisher Scientific | 11140050 | Cell culture |
| HEPES | ThermoFisher Scientific | 15630080 | Cell culture |
| penicillin/streptomycin | ThermoFisher Scientific | 15140122 | Cell culture |
| 40 μm cell strainer | Corning | 352340 | Cell isolation |
| PE-conjugated CD80 | BD Biosciences | 557227 | Flow cytometry |
| PE-conjugated CD86 | BD Biosciences | 555665 | Flow cytometry |
| PE-conjugated PD-L1 | BioLegend | 124307 | Flow cytometry |
| APC-conjugated MHCII | Miltenyi Biotec Inc. | 130-112-388 | Flow cytometry |
| APC-conjugated CD11c | BD Biosciences | 340544 | Flow cytometry |
| Isotype matched PE | Miltenyi Biotec Inc. | 130-091-835 | Flow cytometry |
| Isotype matched APC | Miltenyi Biotec Inc. | 130-091-836 | Flow cytometry |
| CFSE | BioLegend | 423801 | T cell proliferation assay |
| Pan dendritic cell isolation kit | Miltenyi Biotec Inc. | 130-100-875 | T cell proliferation assay |
| FcR Blocking Reagent | Miltenyi Biotec Inc. | 130-100-875 | T cell proliferation assay |
| Pan Dendritic Cell Biotin-Antibody Cocktail | Miltenyi Biotec Inc. | 130-100-875 | T cell proliferation assay |
| Anti-Biotin MicroBeads | Miltenyi Biotec Inc. | 130-100-875 | T cell proliferation assay |
| CD4+ T cell isolation kit | Miltenyi Biotec Inc. | 130-104-454 | T cell proliferation assay |
| CD4+ T cell Biotin-Antibody Cocktail | Miltenyi Biotec Inc. | 130-104-454 | T cell proliferation assay |
| Anti-Biotin MicroBeads | Miltenyi Biotec Inc. | 130-104-454 | T cell proliferation assay |
| ACK lysing buffer | ThermoFisher Scientific | A1049201 | BMDC differentiation |
| 1 ml syringe | BD Biosciences | 309626 | T cell proliferation assay |
| 3 ml syringe | BD Biosciences | 309588 | BMDC differentiation |
| 25G needle | BD Biosciences | 309626 | T cell proliferation assay |
| 23G needle | BD Biosciences | 309588 | BMDC differentiation |
| BSA | Sigma Aldrich Inc. | A2058 | T cell proliferation assay |
| EDTA | ThermoFisher Scientific | 15575020 | T cell proliferation assay |
| LS Column | Miltenyi Biotec Inc. | 130-042-401 | T cell proliferation assay |
| Pre-Separation Filter | Miltenyi Biotec Inc. | 130-095-823 | T cell proliferation assay |
| collagenase D | Sigma Aldrich Inc. | 11088858001 | T cell proliferation assay |
| HBSS | ThermoFisher Scientific | 14025076 | T cell proliferation assay |
| ovalbumin (OVA) peptide 323–329 | Sigma Aldrich Inc. | O1641 | T cell proliferation assay |
| Mouse IFN-γ TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm01168134_m1 | qRT-PCR |
| Mouse IL-12a TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm00434165 | qRT-PCR |
| Mouse IL-12 p70 DuoSet ELISA | R&D systems | DY419-05 | ELISA |
| Mouse EDN-1 ELISA | RayBiotech | ELM-EDN1-1 | ELISA |
| TNF-α TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm00443258 | qRT-PCR |
| Mouse TNF-α Quantikine ELISA Kit | R&D systems | MTA00B | ELISA |
| IL-6 TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm00446190 | qRT-PCR |
| Mouse IL-6 Quantikine ELISA Kit | R&D systems | M6000B | ELISA |
| IL-23a TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm01160011 | qRT-PCR |
| Mouse IL-23 DuoSet ELISA | R&D systems | DY1887-05 | ELISA |
| IL-4 TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm99999154_m1 | qRT-PCR |
| IL-10 TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm01288386_m1 | qRT-PCR |
| TGF-β TaqMan probe | ThermoFisher Scientific | Mm01178820_m1 | qRT-PCR |
| Anti-Heme Oxygenase 1 antibody | Abcam | ab13248 | Western blotting |
| Anti-β-actin antibody | Abcam | ab8226 | Western blotting |
| CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System | Bio-Rad Inc. | qRT-PCR | |
| BD FACSCalibur Cell Analyzer | BD Biosciences | Flow cytometry |
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