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Nous décrivons ici une méthode qui combine in situ MHC-tétramère de coloration avec l’immunohistochimie pour déterminer la localisation, phénotype et la quantité de lymphocytes T spécifiques de l’antigène dans les tissus. Ce protocole est utilisé pour déterminer les caractéristiques spatiales et phénotypiques des cellules CD8 T antigène-spécifiques par rapport à d’autre type de cellule et de structures dans les tissus.
Les lymphocytes T sont essentiels pour beaucoup de processus immunologiques, y compris la détection et élimination des cellules infectées par le virus, empêchant l’auto-immunité, aidant à la production de B-cellule et cellule-plasma des anticorps et détecter et éliminer les cellules cancéreuses. Le développement de MHC-tétramère de coloration des cellules de T antigène-spécifiques analysés par cytométrie en flux a révolutionné notre capacité à étudier et comprendre l’immunobiologie des cellules T. Bien qu’extrêmement utiles pour déterminer la quantité et le phénotype des cellules T spécifiques de l’antigène, cytométrie de flux ne peut pas déterminer la localisation spatiale des lymphocytes T spécifiques de l’antigène à d’autres cellules et structures dans les tissus et les techniques actuelles de désagrégation pour extraire le T cellules nécessaires à la cytométrie ont une efficacité limitée dans les tissus non lymphoïdes. In situ MHC-tétramère coloration (IST) est une technique permettant de visualiser les cellules T spécifiques d’antigènes d’intérêt dans les tissus. En combinaison avec l’immunohistochimie (IHC), IST peut déterminer l’abondance, localisation et phénotype des cellules CD8 et CD4 T antigène-spécifiques des tissus. Nous décrivons ici un protocole pour la tache et énumérer les cellules CD8 T antigène-spécifiques, avec des phénotypes spécifiques situés à l’intérieur des compartiments de tissus spécifiques. Ces procédures sont les mêmes que nous avons utilisé dans notre publication récente par Li et al., intitulé « cellules productrices des Virus de l’immunodéficience simienne de follicules sont partiellement supprimée par CD8 cellules+ In Vivo." Les méthodes décrites sont largement applicables parce qu’ils peuvent servir à localiser, phénotype et quantifier essentiellement n’importe quelle cellule CD8 T antigène-spécifiques pour lesquels les tétramères MHC sont disponibles, dans n’importe quel tissu.
Les lymphocytes T sont essentiels pour beaucoup de processus immunologiques, y compris la détection et élimination des cellules infectées par le virus, empêchant l’auto-immunité, aidant à la production de B-cellule et cellule-plasma des anticorps et détecter et éliminer les cellules cancéreuses. Le développement de peptide/MHC classe I tétramère coloration spécifique de l’antigène des cellules T CD81 et le récent développement de MHC classe II tétramère dégorgement des lymphocytes T CD4 des cellules2 par cytométrie en flux a révolutionné notre capacité à étudier et comprendre le immunobiologie des cellules T. Bien qu’extrêmement utiles pour déterminer la quantité et le phénotype des cellules T spécifiques de l’antigène, cytométrie de flux ne permet pas la détection de la localisation spatiale des lymphocytes T spécifiques de l’antigène à d’autres cellules et structures dans les tissus et actuel techniques de ventilation pour extraire les cellules T nécessaires pour la cytométrie en flux ont une efficacité limitée dans les tissus non lymphoïdes3.
Nous et autres avons mis au point des méthodes à l’aide de chargement peptide MHC classe I et classe tétramère II ou multimères réactifs pour colorer les cellules CD8 et CD4 T antigène-spécifiques en tissus4,5,6,7, 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. IST ces méthodes permettent la détermination de l’emplacement, l’abondance et le phénotype des cellules CD8 et CD4 T antigène-spécifiques des tissus et fournir un moyen de détecter ces cellules par rapport à d’autres structures dans les tissus et cellules. Notre groupe a largement utilisé MHC-j’ai tétramère coloration afin d’étudier le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) - et le virus de l’immunodéficience simienne (vis) - des cellules T CD8 spécifiques dans les tissus lymphoïdes, génitales et rectales à acquérir une compréhension de l’immunopathogenèse du VIH et SIV et de définir les corrélats des stratégies de vaccination réussie14,15,16,17. En outre, nous avons également développé une technique qui combine IST avec hybridation in situ (ISH) pour localiser et quantifier les cellules T CD8 spécifiques du virus et les cellules infectées par le virus dans les tissus et pour déterminer les niveaux d’effecteur-cible en vivo 18 , 19.
Nous décrivons ici un protocole utilisant chargés en peptide MHC-j’ai tétramères pour colorer les cellules CD8 T antigène-spécifiques dans les sections de tissu frais, de contre-colorant tissus par IHC et de quantifier les cellules avec des phénotypes spécifiques dans des compartiments de tissus spécifiques. Ces procédures sont les mêmes comme étaient utilisés dans notre publication récente par Li et al., dans lequel nous avons déterminé l’emplacement, l’abondance et le phénotype des cellules T spécifiques SIV dans les tissus lymphoïdes au cours de l’infection chronique par le SIV dans macaques20.
Pour cette procédure, tissus frais sont sectionnés et incubés durant une nuit avec chargement peptide MHC-j’ai tétramères conjugués à des molécules de thiocyanate de fluorescéine (FITC). Elles sont ensuite fixées à la paraformaldéhyde. Après avoir résolu le tissu, le signal provenant des tétramères de MHC est amplifié à l’aide d’anticorps de lapin anti-FITC et incubées avec les anticorps d’IgG anti-lapin fluorescent étiquetés, qui encore amplifient le signal des tétramères liés. IHC est utilisé en conjonction avec IST pour caractériser les cellules T spécifiques de l’antigène et les cellules environnantes. Anticorps qui reconnaissent des épitopes sur la surface des cellules ou dans l’espace extracellulaire sont inclus lors de l’incubation primaire avec les tétramères. Anticorps qui reconnaissent des épitopes intracellulaires exigent la perméabilité de la paroi cellulaire avant la coloration. Les coupes de tissus colorés sont imagés à l’aide d’un microscope confocal et analysées à l’aide de logiciels confocale. Cellules marquées sont quantifiés à l’aide de logiciels de microscopie confocale ou ImageJ. Le protocole décrit peut être utilisé pour colorer essentiellement n’importe quelle cellule CD8 T antigène-spécifiques dans n’importe quel tissu pour laquelle MHC-j’ai tétramères sont disponibles.
1. jour 1 : primaire d’Incubation et de coupes de tissus frais
2. Jour 2 : Fixation et Incubation secondaire
3. Jour 3 : Incubation tertiaire
4. Jour 4 : Montage des Sections
5. Acquisition d’Images de Microscope Confocal
6. Analyse quantitative d’images
Remarque : analyse Quantitative d’image peut être accompli en utilisant le logiciel d’analyse et de quantification microscope confocal ou en utilisant des logiciels ImageJ. Ici, ImageJ a été utilisé à titre d’exemple.
Figure 1 montre comment recueillir les images confocales à l’aide d’un microscope confocal. La figure 2 illustre analyse quantitative d’image à l’aide de ImageJ. Figures 3 et 4 montrent représentant des images de ganglion lymphatique tissus provenant d’un SIV infectés macaque rhésus tachée de tétramères MHC et CD8 anticorps anticorps CD20 et servent à démontrer la spécificité de la coloration de MHC-tétramère. Figure 3 compare MHC classe I tétramères chargé avec un peptide de SIV par rapport aux sections du même tissu teinté avec MHC classe I tétramères chargement avec un peptide non pertinent. La figure 4 montre que les cellules colorées avec le tétramère SIV-MHC/peptide sont conjointement colorées avec des anticorps CD8, mais pas les anticorps CD20, qui tachent les lymphocytes B. Figure 5 illustre un exemple d’un montage créé à partir de plusieurs champs de série z confocal utilisées pour la quantification du tétramère teinté de cellules avec des phénotypes spécifiques dans les différents compartiments anatomiques sur le ganglion lymphatique. L’agrandissement montre une zone du ganglion avec une follicule de lymphocytes B délimitée par coloration de CD20 et lymphocytes T zone avoisinante, dans lequel cellules MHC-tétramère-colorées peuvent être détectées, dont certains expriment conjointement Ki67 qui est un marqueur de l’activation des cellules T et la prolifération. Cette combinaison de coloration permet la détermination du phénotype des cellules T CD8 SIV-spécifiques à l’intérieur et à l’extérieur de follicules de cellules B, en relation aux cellules T CD8 spécifiques SIV et à d’autres cellules exprimant Ki67, et B.
Figure 1 : Représentant Screenshots montrant comment recueillir les Images confocales à l’aide d’un Microscope Confocal. Acquisition de (A) mode utilisé pour recueillir des images confocales. (B) les canaux utilisés pour la collecte de l’image. (C) 20 X objectif et 800 x 800 pixels, les champs ont été utilisés dans la collection d’images. (D) un séquentiel z-pile ont été recueillie à intervalles de 3 µm. Tuiles (E) ont été adoptées afin de délimiter et de recueillir des images dans plusieurs domaines. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Représentant Screenshots démontrant Quantitative d’images analyse à l’aide de ImageJ. (A) ouvrir un montage confocal en le faisant glisser vers la fenêtre ImageJ. (B) reproduire le z-scan sélectionné pour analyse. (C) diviser les différents canaux. Tirage au sort (D) le retour sur investissement pour l’analyse quantitative dans le canal correspondant à être objectif et ajoutez-le au gestionnaire du ROI en appuyant sur « t ». (E) de régler la luminosité de la fluorescence et le contraste de la chaîne à analyser. (F) Flatten le retour sur investissement sur l’image. (G) comte de la positive des cellules dans l’image. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : IST combiné avec IHC dans les ganglions lymphatiques axillaires Sections d’un Macaque rhésus infectés par le SIV. Mamu - A * 02 tétramères chargés avec des peptides de SIV Nef YY9 ont été utilisés pour colorer les cellules CD8 T antigène-spécifiques et similaires tétramères chargés avec un peptide FLP non pertinent contre le virus de l’hépatite B ont été utilisés comme contrôle négatif (rouge). Anticorps anti-CD20 souris ont été utilisés pour colorer les CD20+ B (vert) de cellules, et des anticorps anti-CD8 rat ont été utilisés pour colorer les CD8+ T cells (bleu). (A) A image représentative d’une section de ganglions axillaires tachée de tétramères, CD20 et CD8 YY9 anticorps. (B) la même image que le panneau une montrant le tétramère YY9 tache seul. (C) image représentative d’une section de même ganglion axillaire, colorées avec des anticorps CD20 et CD8 et tétramères FLP. (D) la même image que le groupe C avec le tétramère FLP tache seul. Barreaux de l’échelle = 100 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : IST combiné avec IHC montrant la spécificité de la coloration de MHC-tétramère. Section représentative des ganglions axillaires tachée de tétramères Mamu - A * 02 chargés avec des peptides de Nef YY9 pour marquer les cellules T CD8 spécifiques SIV (rouges), anticorps anti-CD20 souris pour marquer les cellules B (verts) et les anticorps anti-CD8 rat aux cellules de T de CD8 étiquette (bleus) (A ). Une cellule de T de CD8 spécifiques SIV est tétramère + (B), CD20– (C) et CD8+ (D). Barreaux de l’échelle = 10 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : IST combiné avec IHC pour montrer l’emplacement, l’abondance et phénotype des cellules T spécifiques de l’antigène CD8. (A) représentant des ganglions axillaires section tachée de tétramères Mamu - A * 02 chargés avec des peptides de Nef YY9 d’étiqueter les cellules T CD8 spécifiques SIV (rouges), Ki67 anticorps d’étiqueter les cellules en prolifération (vert) et IgM anticorps aux cellules étiquette B (bleu). Echelle = 100 µm. (B) l’élargissement d’une zone sélectionnée dans le panneau A. IgM coloration définit la zone folliculaire, qui est marquée comme « F ; » la zone extrafollicular est marquée comme « EF ». Cellules de tétramère+ sont indiqués par des flèches. Echelle = 100 µm. représentant tétramère+ Ki67 cellule– (C, D, E) et tétramère+ Ki67+ cellule (F, G, H). Echelle = 10 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
IST combiné avec IHC fournit un outil essentiel pour détecter, caractériser et quantifier les cellules T CD8 spécifiques de l’antigène dans les environnements natifs avec le contexte d’autres cellules et les structures tissulaires. Ici, nous avons décrit des procédures détaillées pour IST combiné avec l’IHC, suivie de l’analyse quantitative d’image, afin de déterminer l’emplacement, l’abondance et le phénotype des cellules T CD8 spécifiques de l’antigène dans les ganglions lymphatiques des macaques rhésus. Une coloration semblable peut être appliquée à l’humain, de souris ou d’autres tissus des espèces pour laquelle MHC-j’ai tétramères sont disponibles. En outre, peptide tétramère de MHC classe II ou dextramer coloration peut être effectuée conformément aux méthodes relativement semblable d’étiqueter les cellules CD4 T antigène-spécifiques des tissus4,5,6,7, 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. IST peut également être combiné avec ISH pour déterminer, par exemple, in vivo la cellule effectrice-cible niveaux18,19. À l’avenir, il sera intéressant de transporter IST/IHC plus loin en combinant IST/IHC avec pointe in situ ARN et ADN méthodologies de détection. Des avancées récentes dans des essais in situ hybridation comprennent l’élaboration de RNAscope et DNAscope24. Ces techniques permettent la détection de l’ADN et l’ARN cible dans les tissus. Il sera très intéressant de combiner ces méthodes avec les IST et IHC à détecter simultanément les cellules T CD8-virus-spécifique, l’ARN viral, l’ADN viral et antigène anticorps marqué d’intérêt.
Alors que nous avons décrit initialement méthodes IST avec les tissus frais, les tissus qui ont été résolus pour une courte durée et de tissus congelés4, ces dernières années, nous avons utilisé exclusivement des sections de tissu frais, car ils produisent toujours les taches de la plus haute qualité et permettre l’examen des cellules dans des sections de tissu épais. Comme une alternative aux procédures présentés ici, on peut appliquer des tétramères aux tissus, incuber pendant la nuit, difficulté, incorporer et cryoconservé au gel médium (p. ex., OCT), produisent des coupes minces congelées et effectuer IHC plus tard22. De même, nous régulièrement souiller un sous-ensemble des sections de tissu avec des tétramères seul et puis congeler les sections en octobre afin de permettre des combinaisons contre-coloration supplémentaires à l’avenir. En outre, multimères Qdot 655-conjugués peptide-MHC peut servir à visualiser directement les cellules T spécifiques de l’antigène dans les tissus cryopréservés sections13.
Nous avons décrit ici indirecte tétramère de coloration. Coloration directe à l’aide de tétramères APC ou PE-conjugué a aussi démontré que travailler4,22. Dans ce cas, la concentration du tétramère de MHC requis est supérieure à celui utilisé dans la coloration indirecte tétramère. Dans nos mains, une concentration de 20 µg/mL de tétramère APC marqués a été efficace pour détecter les cellules antigène-spécifiques. Cependant, l’intensité de la coloration a été beaucoup plus faible que celle obtenue avec un étiquetage indirecte, qui comprend l’amplification avec les anticorps anti-FITC.
Nous avons trouvé que l’utilisation d’un microtome axée sur la compression (voir la Table des matières) pour coupe de tissu frais facilité le processus de coupe des coupes de tissus frais comme par rapport à une vibration microtome23. Toutefois, dans les cas où un microtome axée sur la compression n’est pas disponible, une vibration microtome ou scalpel peut être utilisé pour la coupe de tissus frais.
Une limitation majeure de cette technique est l’utilisation de tissus frais. À l’aide de tissus frais est beaucoup plus difficile que des tissus fixes ou surgelés car ils nécessitent une attention immédiate et traitement. Nous avons embarqué avec succès des tissus frais toute la nuit sur la glace dans le milieu de culture tissulaire ou PBS-H. Cependant, il y a eu des problèmes occasionnels avec l’expédition ; par exemple, les tempêtes de neige ont retardé l’envoi des tissus pendant 48 h ou plus. Dans ces cas, nous avons constaté que frais tissus sectionnés et ceux tachés post-extraction 48 h généralement montrent une coloration spécifique, avec des signes de la dégradation de certains tissus ; tissus colorés post-extraction 72 h sont trop dégradés pour la coloration. Nous avons également constaté que l’expédition des tissus frais avec des blocs de glace qui sont trop froid ou trop proche de que tissus peuvent geler les tissus lors de l’expédition ; Ce gel détruit généralement le tissu pour la coloration. Ainsi, il est extrêmement important pour expédier des tissus frais réfrigérés, mais ne pas figée et lancer IST coloration dans les 24 h. tissu frais traitement aussi nécessite beaucoup d’étudiants et personnel du temps, comme les tissus d’animaux multiples ou participants à l’étude ne peut pas être collectées et Taché ensemble à une date ultérieure. Malgré ces difficultés, nous constatons que les coupes de tissus frais sont le meilleur choix pour la belle, spécifique IST/IHC souillure.
Une autre limitation de la méthode IST/IHC décrite ici est l’approche indirecte de coloration. En raison des limitations sur le nombre d’espèces distinctes d’animaux disponibles pour générer les combinaisons de l’anticorps secondaire, nous sommes limités par indirect anticorps coloration méthodes à seulement trois ou quatre immunofluorescence souillant des combinaisons à la fois. Ce qui limite la quantité d’informations pouvant être collectées sur une dalle de tissu. Coloration directe de IHC permet de surmonter cette limitation et pouvez étendre les capacités, la détection des antigènes anticorps marqués de huit ou plus simultanément, mais avec chaque anticorps produisant un signal fluorescent beaucoup plus faible par rapport à des méthodes indirectes. Ainsi, IHC indirect peut-être servir comme alternative à l’IHC indirecte pour contre-coloration tissus colorés à l’IST, permettant la détection d’un nombre accru d’antigènes cellulaires lorsqu’il est combiné avec la détection de l’IST de cellules T CD8 spécifiques de l’antigène.
Dans certains cas, autofluorescence substantielle et/ou tétramère ou anticorps non-spécifiques peut se produire avec IST/ISH. Pour cette raison, bons témoins positifs et négatifs sont nécessaires pour discerner les taches spécifiques du fond et auto-fluorescente coloration. Bon cliché commandes pour MHC I tétramères comprennent les tissus de contrôle négatif (par exemple, les tissus non infectés ; tissus colorés avec MHC I tétramères chargement avec les peptides non pertinents ou non pertinents tétramères MHC ; ou, à la rigueur, les tissus colorés avec no tétramères mais avec amplification d’anticorps).
En résumé, MHC I IST combiné avec l’IHC est un outil précieux pour déterminer l’emplacement, l’abondance et le phénotype des cellules T CD8 spécifiques de l’antigène dans les tissus. Cette méthode permet la détection des cellules T CD8 spécifiques de l’antigène dans les environnements natifs, avec la localisation relative à d’autres types de cellules et les structures tissulaires maintenus. Cette méthode est largement applicable car il peut être utilisé pour localiser, phénotype et quantifier essentiellement n’importe quelle cellule CD8 T antigène-spécifique pour laquelle MHC tétramères sont disponibles, dans n’importe quel tissu.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ce travail a été soutenu par le Service de santé publique accorde de la National Institutes of Health (T32 DA007097, R01AI096966, andUM1AI26617).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
MHC-I monomer | NIH tetramer core facility | Materials for MHC-tetramer preparation | |
ExtrAvidin-FITC | Sigma-Aldrich | E2716 | Materials for MHC-tetramer preparation |
Normal goat serum | Jackson Immunoresearch | 005-000-121 | |
Low melt agarose | Promega | V3121 | |
Heparin | Sigma-Aldrich | SLBL6391V | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | T-6878 | |
Urea | J.T.Baker | 4204-05 | |
Glycerol gelatin | Sigma-Aldrich | SLBH2672V | |
n-propyl gallate | Sigma-Aldrich | P3130 | |
rat-a-h-CD8 (1:500) | Acris | 0714 | Antibody unstable, use single use frozen aliquot |
m-a-h-CD20 (1:500) | NOVOCASTRA | 6026819 | |
m-a-h-Ki67 (1:500) | Vector | 6022201 | |
goat-a-m-A488 (1:2,000) | Jackson Immunoresearch | 124083 | |
goat-a-rb-Cy3 (1:5,000) | Jackson Immunoresearch | 106232 | |
goat-a-rat-Cy5 (1:5,000) | Jackson Immunoresearch | 118088 | |
goat-a-h-IgM-Dylight649 (1:5,000) | Jackson Immunoresearch | 86579 | |
Compresstome: VF-300 Microtome | Precisionary Instruments, LLC | 1079 | |
Quick Set Instant Adhesive | Loctite | 46551 | |
24-well flat bottomed tissue culture plates | Falcon | 353226 | |
Microscope slide | Globe scienfitic Inc. | #1321 | |
Razor blade | Ted Pella, Inc | 121-6 | |
Feather Disposable Scalpel | FEATHER SAFETY RAZOR CO. LTD. | No. 21 | |
Round paintbrush #2 | PRINCETON ART & BRUSH CO. | 4350R | Can trim as needed with razor |
Confocal Microscope | Olympus | FV1000 | |
FV10-ASW_Viewer4.0 | Olympus |
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