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Zytotoxizitätsassays auf natürlichen Killerzellen lytische Reaktionen auf HIV-infizierten Zellen zu messen ist durch die Reinheit der Zielzellen beschränkt. Wir zeigen hier die Isolierung eines hochgereinigten Bevölkerung von HIV-1 infizierten primären T-Zell-Blasten durch die Nutzung von HIV-1 s Fähigkeit, down-Modulation CD4.
Natürliche Killerzellen (NK)-Zellen sind ein wichtiger Bestandteil der angeborenen Immunantwort auf Virus-infizierte Zellen. Es ist wichtig, die Fähigkeit der NK-Zellen zu erkennen und zu lysieren HIV-1 infizierten Zellen, weil die Identifizierung jeder aberrancy in NK-Zell-Funktion gegen HIV-infizierten Zellen könnte möglicherweise zu Therapien, die ihre zytolytische Aktivität zu erhöhen führen würde verstehen. Es ist notwendig, um HIV-infizierte primäre T-Zell-Blasten als Zielzellen eher dann infizierten-T-Zell-Linien in der Zytotoxizitätsassays verwenden. T-Zell-Linien, auch ohne Infektion, sind sehr anfällig für NK-Zell-Lyse. Darüber hinaus ist es notwendig, autologe primäre Zellen verwenden, um Haupthistokompatibilitätskomplex Klasse I Diskrepanzen zwischen Soll-und Effektor-Zelle, in Lyse Ergebnis zu verhindern. Frühe Studien, die NK-Zelle zytolytische Antworten auf primären HIV-infizierten Zellen keine signifikanten Abtötung der infizierten Zellen 1,2 zeigen. Allerdings mit HIV-1 infizierten primären T-Zellen als Zielzellen in NK-Zellen funktionelle Assays wurde schwierig, da das Vorhandensein von kontaminierenden nicht infizierten Zellen 3. Dieser Widerspruch infizierten Zelle zu Zelle infiziert Verhältnis wird in Variation in NK-Zellen töten zwischen den Proben, die möglicherweise nicht durch Schwankungen in Spender NK-Zell-Funktion führen. So wäre es von Vorteil sein, mit einer gereinigten infizierte Zellpopulation zu arbeiten, um den Effektor zu standardisieren, um Zell-Verhältnissen zwischen 3,4 Experimente Ziel. Hier zeigen wir die Isolierung eines hochgereinigten Bevölkerung von HIV-1 infizierten Zellen durch die Nutzung von HIV-1 die Fähigkeit down-Modulation CD4 auf infizierten Zellen und die Verfügbarkeit von kommerziellen Kits zu entfernen tote oder sterbende Zellen 3-6. Das gereinigte infizierten primären T-Zell-Blasten können dann als Ziele entweder in einer Degranulation oder zytotoxische Assay mit gereinigten NK-Zellen als Effektor-Population 5-7 verwendet werden. Verwendung von NK-Zellen als Effektoren in einer Degranulation Test bewertet die Fähigkeit eines NK-Zellen, die lytische Inhalte spezialisiert Lysosomen 8, genannt "zytolytische Granulat" freizugeben. Durch Färbung mit einem Fluorochrom konjugierte Antikörper gegen CD107a, eine lysosomale Membranprotein, ausgedrückt auf der NK-Zell-Oberfläche, wenn die zytolytische Granulat zur Plasmamembran verschmelzen wird, können wir bestimmen, welcher Prozentsatz der NK-Zellen degranulieren in Reaktion auf Zell-Erkennung Ziel. Alternativ können NK-Zell-lytischen Aktivität in einem zytotoxischen Assay, dass für die Ermittlung des Prozentsatzes der Zielzellen durch Freisetzung von 51 Cr aus der Zielzelle in Gegenwart von NK-Zellen lysiert ermöglicht ausgewertet werden.
1. Isolierung humaner CD4 + T-Zellen aus dem peripheren Blut (siehe Abbildung 1)
2. Die Infektion von CD4 + T-Zellen mit HIV-1 (siehe Abbildung 1)
3. Isolierung von humanen natürlichen Killerzellen aus dem peripheren Blut
4. Reinigung von HIV-1 infizierten Zellen (siehe Abbildung 1)
5. CD107a Degranulation Assay (siehe Abbildung 2)
6. CD107a Gating-Strategie (siehe Abbildung 3)
7. 51 Cr-Freisetzungs-Assay (siehe Abbildung 4)
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
A | K562 E: T (1:1) | K562 E: T (1:1) | K562 E: T (1:1) | K562 E: T (2,5:1) | K562 E: T (2,5:1) | K562 E: T (2,5:1) | K562 E: T (5:1) | K562 E: T (5:1) | K562 E: T (5:1) |
B | UI E: T (1:1) | UI E: T (1:1) | UI E: T (1:1) | UI E: T (2,5:1) | UI E: T (2,5:1) | UI E: T (2,5:1) | UI E: T (5:1) | UI E: T (5:1) | UI E: T (5:1) |
C | HIV-1 infizierten E: T (1:1) | HIV-1 infizierten E: T (1:1) | HIV-1 infizierten E: T (1:1) | HIV-1 infizierten E: T (2,5:1) | HIV-1 infizierten E: T (2,5:1) | HIV-1 infizierten E: T (2,5:1) | HIV-1 infizierten E: T (1:1) | HIV-1 infizierten E: T (1:1) | HIV-1 infizierten E: T (1:1) |
D | |||||||||
E | |||||||||
F | K562 spontane Freisetzung | K562 spontane Freisetzung | K562 spontane Freisetzung | UI spontane Freisetzung | UI spontane Freisetzung | UI spontane Freisetzung | HIV-1 infizierten spontane Freisetzung | HIV-1 infizierten spontane Freisetzung | HIV-1 infizierten spontane Freisetzung |
G | K562 maximale Freisetzung | K562 maximale Freisetzung | K562 maximale Freisetzung | UI maximale Freisetzung | UI maximale Freisetzung | UI maximale Freisetzung | HIV-1 infizierten Maxmum Veröffentlichung | HIV-1 infizierten Maxmum Veröffentlichung | HIV-1 infizierten Maxmum Veröffentlichung |
8. Repräsentative Ergebnisse:
Abbildung 1. Schritte bei der Isolierung von natürlichen Killerzellen beteiligt und die Generierung von HIV-1 infizierten Zielzellen aus dem peripheren Blut.
Abbildung 2. Schritte in den Bau einer CD107a Degranulation Assay unter Verwendung von NK-Zellen als Effektoren und K562-Zellen, nicht infizierten CD4 + T-Zellen und HIV-1-infizierten T-Zellen als Ziele beteiligt.
Abbildung 3. Durchflusszytometrie-Gating-Strategie für eine CD107a Degranulation Assay. (A) Gating an einzelnen Zellen und ohne Klumpen oder Dubletten auf einem Grundstück von FSC-A (forward scatter Bereich) vs FSC-H (forward scatter Höhe). (B) Einzelzelle Tor aufgetragen als FSC-A vs SSC (side scatter) Gating auf die Lymphozyten-Population. (C) Lymphozyten-Gate aufgetragen als CD3/14/20(T-Zellen, Monozyten, B-Zellen) vs CD56 (NK-Zellen) Gating auf dem CD56 pos andCD3/14/20 neg Bevölkerung (NK Tor). (D) NK Tor aufgetragen als CD107a vs CD56 auf NK-Zellen, die degranulierte (CD107a pos) haben zu visualisieren.
Abbildung 4. Schritte in den Bau eines 51 Cr-Freisetzungs-Assay unter Verwendung von NK-Zellen als Effektoren und K562-Zellen, nicht infizierten CD4 + T-Zellen und HIV-1-infizierten T-Zellen als Ziele beteiligt.
Abbildung 5. Repräsentative Ergebnisse für die Beurteilung der zytotoxischen Reaktion der natürlichen Killerzellen gegen HIV-1 infizierten Zellen. (A) NK-Zellen wurden für ihre Fähigkeit, ohne Ziele und als Reaktion auf K562-Zellen degranulieren ausgewertet, primäre CD4 + T-Zellen und HIV-infizierten primären T-Zellen wie durch den Prozentsatz der NK-Zellen, die zum Ausdruck Oberfläche CD107a beurteilt. Die Zahlen in jedem Quadranten repräsentieren den Prozentsatz aller NK-Zellen. T): B) NK-Zellen sind bekannt für ihre Fähigkeit, K562-Zellen, nicht infizierten CD4 + T-Zell-und HIV-1-infizierten T-Zellen in einem 51 Cr-Freisetzungs-Assay lysieren bei verschiedenen Effektor-Zelle zu Zelle Verhältnisse (E Ziel ausgewertet.
Wenn es richtig gemacht die Tests in diesem Protokoll beschriebenen sollte ein repräsentatives Bild der NK-Zellen die Fähigkeit, gegen degranulieren und lysieren HIV-1 infizierten Zellen (siehe Abbildung 5). NK-Zell-Degranulation in Reaktion auf HIV-infizierten Zellen und der NK-Zellen Lyse HIV-infizierten Zellen sollten direkt proportional 10. Zuverlässige Ergebnisse für die beiden NK-Zell-funktionellen Assays, zytotoxische Reaktionen auf HIV-infizierten Zellen zu messen sind abhängig von der Isolierung von hochreinem NK-Zellen sowie ein hochreines Bevölkerung von infizierten Zellen. Nachdem gereinigt NK-Zellen und HIV-1 infizierten Zellen sind von entscheidender Bedeutung für die Erreichung der eine ziemlich genaue Effektor-Verhältnisses Ziel. Ebenso ist das Entfernen von toten und apoptotischen Zellen aus dem Ziel-Zell-Populationen vor 51 Cr Kennzeichnung oder der Inkubation mit den Effektorzellen wichtig. 51 Cr kann durch Zellen, die Apoptose sind als das Vorhandensein von toten oder apoptotischen Zellen während der Isotopenmarkierung Schritt verinnerlicht werden wird in eine hohe spontane Freisetzung führen und den berechneten% spezifische Lyse zu verzerren. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von toten oder apoptotischen Zellen auslösen NK-Zell-Degranulation was zu ungewöhnlich hohen CD107a Ausdruck. Präzise Pipettieren ist notwendig, wenn das Entfernen der zellfreien Überstände nach der Inkubation von NK-Zellen und Zielzellen in der 51 Cr-Release Assays, da die Unterschiede in der Lautstärke der Überstand aus jeder Wiederholung entfernt und wird in hohen Standardabweichungen führen. Änderungen können auf dieser Protokolle vorgenommen werden, um die Rolle spezifischer NK-Rezeptoren bei der Auslösung von NK-Zellen die Lyse von HIV-infizierten Zellen durch Inkubation der Effektoren oder Ziele vor Co-Kultur mit antagonistischen Antikörpern an spezifische Rezeptoren oder Liganden 6,11 zu bewerten. Zytokin-behandelten NK-Zellen (zB IL-2, IL-15) kann verwendet werden, um die Funktionalität der stimulierten NK Zellen 12 zu bewerten. In ähnlicher Weise können Antikörper-abhängige zelluläre Zytotoxizität erfolgt über diese Protokolle werden. Anti-HIV-Antikörper (zB Anti-gp120) an den Zielzellen für die Erkennung durch die NK-Zelle mit niedriger Affinität Fc-Rezeptor CD16 13 hinzugefügt werden. Diese Assays, obwohl bis zu NK-Zelle zytotoxische Reaktionen auf HIV-infizierten Zellen zu messen, kann auch geändert werden, um die Fähigkeit der NK-Zellen, Zytokine zu folgenden HIV-infizierten Zelle Anerkennung produzieren zu messen. Obwohl wir in diesem Protokoll beschrieben die Verwendung von in vitro infizierten Zellen als Zielzellen haben wir kürzlich die Erzeugung von Ziel-Zellen von Patienten mit HIV infiziert beschrieben. Dies erfordert die Isolierung von CD4 + T-Zellen durch Ausdehnung der Zellen über einen Zeitraum von zwei Wochen nach Stimulation durch Mitogene in Anwesenheit von Interleukin-2 11 gefolgt. Nach der zweiwöchigen Periode der Expansion werden die Protokolle in diesem Artikel beschrieben wird verwendet, um die Zielzellen zu isolieren.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Vaccutainer Tubes (Sodium Heparin) | BD Biosciences | 367874 | |
RosetteSep CD4+ T-cell Isolation Kit | Stem Cell Technologies | 15062 | |
CMF PBS | Hyclone | SH30256.01 | |
FBS | Hyclone | 10437-028 | |
Lymphocyte Separation Medium | Cellgro | 25-072-CV | |
RPMI-1640 | Hyclone | SH30096.01 | |
Penicillin / Streptomycin | Hyclone | SV30010 | |
L-glutamine | Cellgro | 25-005-Cl | |
T-cell Expansion Kit | Miltenyi Biotec | 130-091-441 | |
CMF HBSS (1x) | Hyclone | SH30588.01 | |
0.5M EDTA | 46-034-Cl | ||
NK Cell Negative Isolation Kit | Miltenyi Biotec | 130-092-657 | |
IMDM | GIBCO, by Life Technologies | 12440-046 | |
CD4+ Positive Isolation Kit | Invitrogen | 113.31D | |
Dead Cell Removal Kit | Miltenyi Biotec | 130-090-101 | |
Polybrene | Santa Cruz Biotechnology, Inc. | sc-134220 | |
CD3 PacificBlue | BD Biosciences | 558117 | |
CD14 PacificBlue | Biolegend | 325616 | |
CD20 PacificBlue | Biolegend | 302328 | |
CD56 APC | Biolegend | 318310 | |
CD69 PE | BD Biosciences | 555531 | |
CD107a FITC | BD Biosciences | 555800 | |
51Chromium | PerkinElmer, Inc. | NEZ030002MC | |
Gamma Counter Tubes | PerkinElmer, Inc. | 1270-401 | |
2470 Automatic Gamma Counter | PerkinElmer, Inc. | 2470-0050 | |
FACS Diva | BD Biosciences | 643629 | |
FlowJo | Tree Star, Inc. | FJ-9-1YR |
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