Здесь мы представляем протокол к развивать и характеризуют tolerogenic дендритных клеток (TolDCs) и оценить их иммунотерапевтических полезности.
Иммунная система работает, поддерживая туго баланс между координации реакции против иностранных антигенов и поддержание отвечать государства против себя антигены, а также антигены от синантропных организмов. Нарушение этого иммунного гомеостаза может привести к хроническому воспалению и развития аутоиммунных заболеваний. Дендритные клетки (DCs) являются профессиональные антиген представляющих клеток иммунной системы участвует в активации наивно T клетки инициировать иммунного ответа против иностранных антигенов. Однако DCs, также могут быть продифференцированы в TolDCs, которые действуют для поддержания и поощрения терпимости Т-клеток и подавить эффекторных клеток, способствуя развитию условий либо аутоиммунных или хронического воспаления. Недавние улучшения в нашем понимании TolDCs предполагает, что DC толерантность может быть достигнуто путем модулирования условий их дифференциация. Это явление привело к огромным ростом развивающихся TolDC терапии для многочисленных иммунных, причиненный из-за перерыва в иммунной толерантности. Успешные исследования в доклинических аутоиммунитета мышиных моделях дополнительно подтверждена иммунотерапевтических утилита TolDCs в лечении аутоиммунных заболеваний. Сегодня TolDCs стали перспективным иммунотерапевтических инструментом в клинике для восстановления иммунной толерантности в различных иммунных ориентации патогенных аутоиммунных реакций, оставляя нетронутыми защитного иммунитета. Хотя массив стратегии было предложено несколько лабораторий, чтобы побудить TolDCs, не существует согласия в характеристике сотовой и функциональных фенотип этих клеток. Этот протокол обеспечивает пошаговое руководство для развития костного мозга, полученных DCs в больших количествах, уникальный метод, используемый, чтобы отличить их в TolDCs с синтетическими тритерпеновые 2-cyano-3,12-dioxooleana-1,9-dien-28-oic кислота difluoro пропил Амид (CDDO-ОАФК) и методы, используемые для подтверждения их фенотип, включая анализ основных молекулярной подписей TolDCs. Наконец мы покажем метод для оценки TolDC функции путем проверки их иммуносупрессивные ответ в пробирке и в естественных условиях в доклинических модели рассеянного склероза.
Дендритные клетки (DCs) являются неотъемлемой частью иммунной системы и были впервые обнаружены и характеризуется Ральф Стейнман и Zanvil кон в 1973 году как основной профессиональный антиген представляющих клеток1. Показано, что РСУ, играть важную роль в иммунной активации, представив обработанные антигенам Т-клетки и клетки B через комплексов гистосовместимости (MHC) в средних лимфоидных органов связать врожденная и адаптивного иммунитета2. В иммунной системе млекопитающих существует по крайней мере две категории DCs, которые были описаны как миелоидного DCs и плазмоцитарная контроллеров домена (PDC)3. Миелоидные DCs, также известный как обычных DCs (cDCs), характеризуются проявлением CD11c и можно дифференцировать как незрелых DCs (ОРС) в пробирке прогениторных клеток костного мозга и периферической крови моноциты с помощью Гранулоцитарно макрофагальный колониестимулирующий фактор (ГМ-КСФ) и Ил-4 в мышиных или человеческого вида, соответственно4.
Активация «угроза» сигналы, такие как патоген связанные молекулярные структуры (PAMP) или повреждения связанные молекулярные модели (сырой), будет управлять созревания ОРС к иммуногенность DCs как зрелые DCs (офицеров) через обязательную различных рецепторов признание шаблон DC поверхности5. Иммуногенность DCs далее премьер наивные Т-клеток пролиферации и дифференцировки через upregulation MHCII2, костимуляторных лигандами (CD80, CD86 и CD40)6, цитокины, и других растворимых медиаторов7. Каскад производства про воспалительных посредника от иммуногенных DCs имеет важное значение для дифференциации cytokine опосредованной Т-клеток. К примеру ИФН γ и Ил-12, необходимые для Th1 дифференцировки8 и IL-1, IL-6 и IL-23 имеют решающее значение для наивного поляризации Т-клеток к Th17 клетки9. Хотя пожилые DCs реагируют на иностранных антигены, неконтролируемая DC активации self-антигенами может привести к терпимости абляции и содействовать развитию аутоиммунных заболеваний путем создания аутореактивная T-клетки, чьи Активация приводит к разрушению тканей10 .
Недавние доклады представили четкие доказательства DC пластичности, подтверждается их способности взаимодействовать с различными подсказками в пределах их микроокружения ткани и дифференцироваться в различных эффекторных/подавитель DC подмножеств. Было показано, что противовоспалительное посредников, как Ил-1011, TGF-β12и Хо-113 играть важную роль в иммуносупрессия, вызывая tolerogenic DCs (TolDCs). Эти TolDCs приобретают функции регулирования и пресечения распространения клеток T14. Кроме того отсутствие сотрудничества стимуляции, DCs производство противовоспалительных медиаторов из TolDCs способствовать индукции регулирующих Т-клеток (Tregs) и также эффективно подавляют дифференциации и расширения Th1 и Th1715. В последние два десятилетия, терапевтический потенциал TolDCs было зарегистрировано несколько следователей. В этих исследованиях администрация экс vivo сгенерирована различных доклинических моделей аутоиммунных заболеваний16 TolDCs не только улучшили патологических симптомов, но и привели к развитию иммунной толерантности больных17 ,18. Интересно, что сегодня TolDCs терапии было рассматривать как альтернативные или добавочной подход для аутоиммунных заболеваний в нескольких клинических испытаний, в том числе тип 1 сахарный диабет19, ревматоидный артрит20, 21, рассеянный склероз (РС)22,23,24и болезнь Крона25.
Существует множество протоколов, которые были использованы для разработки TolDCs и несколько лаборатории сообщили методы для генерации и фенотипические характеристики TolDCs. Эти методы могут использоваться для герметизации создания TolDCs в пробирке из гемопоэтических прародителями и стабильно поддерживать их в tolerogenic государства в vivo26,27,28,29. ОРС могут быть преобразованы в TolDCs под воздействием различных фармакологических агентов иммуномодулирующих или противовоспалительных цитокинов. Например витамин D3 является хорошо известных фармакологических агент, известный для увеличения производства Ил-10 и подавляют секрецию Ил-12 от РСУ и тем самым увеличить их иммуносупрессивные функции30. Кроме того, когда DCs подвергаются мощной воспалительных раздражителей, таких как липополисахаридов (LPS), несколько фармакологических агентов, таких как дексаметазон31,32rapamycin и кортикостероиды33 было показано побудить TolDC фенотип путем сокращения поверхности выражение DC CD40, CD80, CD86 и MHCII34. Ил-10 и TGF-β-это было показано, что наиболее изучены противовоспалительных цитокинов побудить DC терпимости35 и сопутствующей подверженности обоих этих цитокинов побудить tolerogenic фенотип в DCs36.
Начиная с tolerogenic, DC определяется функциональных характеристик, а не фенотипические маркеры, есть большой необходимо разработать согласованный метод для сотовых и функциональных характеристик TolDCs. Кроме того, строгого и последовательного протокола должен быть создан для постоянной оценки и характеристика tolerogenic DC фенотип, если мы хотим эффективно и можно воспроизвести сравнить новых агентов способность вызывать TolDC фенотип в Лаборатория. Здесь мы предоставляем подробный протокол с шаг за шагом методы изолировать ОРС из гемопоэтических прародителями мышей и впоследствии анализировать эффективность новых агентов по оценке для их способность преобразовать ОРС в TolDCs, обеспечивая надежный функциональные и фенотипические характеристики TolDCs в пробирке и в естественных условиях. Это описание включает метод разработки характеризовать TolDCs их поверхности лигандов, цитокинового профиля и иммуносупрессивные функции в пробирке. Мы также предоставляем пример метода, позволяющего исследовать потенциал терапевтического применения этих TolDCs в доклинических модели МС, Экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (EAE). Этот протокол будет помочь следователям для оценки новых агентов способность содействовать индукции TolDCs и облегчит усилия по расширению сферы развития терапевтического TolDC.
В этом документе описывается эффективный протокол, который может использоваться для герметизации для создания ОРС и различать их впоследствии в TolDCs, и мы предлагаем, что это может применяться для оценки новых молекулярных целевых агентов способность заставить TolDC фенотип. Как описано …
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим повестования Фармацевтика за предоставление CDDO-ОАФК. Мы также признаем поддержку Джейн и ли Сейдман кафедры педиатрического рака инноваций (Джон Letterio). Эта работа была поддержана Министерством обороны [W81XWH-12-1-0452]; Энджи Фаулер подростков и молодых взрослых рака исследовательская инициатива в случае всеобъемлющем онкологический центр; и Каллахан выпускник Академии награду за Hsi Цзюй Вэй F.J. Каллахан фонда.
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 |