Method Article
פרוטוקול זה מתאר את השימוש בפפטיד: tetramers MHC וmicrobeads המגנטי לבודד אוכלוסיות בתדירות נמוכה של תאי T epitope ספציפיים ולנתח אותם על ידי cytometry זרימה. שיטה זו מאפשרת למחקר הישיר של אוכלוסיות תאי T אנדוגני עניין מ In vivo מערכות ניסיוניות.
צורך בסיסי לחוקרים הלומדים חסינות אדפטיבית עם במודלי ניסויי vivo הוא יכולת לזהות תאי T המבוססים על קולטן תא T אנטיגן (TCR) הספציפי. שיטות עקיפות רבות זמינות שבחלק ארי של אוכלוסיית תאי T היא מגורה במבחנה עם תאי T epitope ספציפי אנטיגן ספציפי ומזוהים באמצעות המדידה של מענה פונקציונלי כגון הפצה, ייצור ציטוקינים, או ביטוי של סמני הפעלה 1. עם זאת, שיטות אלו רק לזהות תאי T ספציפיים epitope מציגים אחד מפונקציות אפשריות רבות, והם אינם רגישים מספיק כדי לזהות תאי T epitope ספציפיים בתדרים מבשרים נאיביים. אלטרנטיבה פופולרית היא מודל העברת מאמצת TCR המהונדס, שבו תאי T חד שבטיים מעכבר מהונדס TCR הם seeded לתוך מארחי histocompatible ליצור אוכלוסיית מבשר גדולה של תאי T epitope ספציפיים שיכול להיות easily מעקב עם השימוש בנוגדני סמן congenic 2,3. אמנם חזק, שיטה זו סובלת מממצאי ניסויים הקשורים בתדירות לא הפיזיולוגית של תאי T עם ייחוד לepitope 4,5 אחת. יתר על כן, מערכת זו אינה יכולה לשמש כדי לחקור את ההטרוגניות התפקודית של תאי T שיבוטי epitope ספציפיים בתוך אוכלוסיית polyclonal.
הדרך האידיאלית ללמוד חסינות אדפטיבית צריכה לערב זיהוי הישיר של תאי T epitope ספציפיים מרפרטואר תא T אנדוגני בשיטה המייחדת את הספציפיות TCR אך ורק על ידי הכריכה לאותו מקור פפטיד: מתחמי MHC (pMHC). השימוש בtetramers pMHC וcytometry זרימה משיג זאת 6, אך מוגבל לזיהוי של אוכלוסיות בתדירות גבוהה של תאי T epitope ספציפיים נמצאו התרחבות משובטת אנטיגן מושרה הבאה בלבד. בפרוטוקול זה, אנו מתארים שיטה שמתאמת את השימוש בtetramers pMHC וMagneטכנולוגיה להעשרת תאי טיק כדי לאפשר זיהוי של תאים מאוד נמוכים תדר epitope ספציפיים T מרקמות עכבר הלימפה 3,7. בעזרת טכניקה זו, ניתן לעקוב אחר אוכלוסיות שלמות מקיף epitope ספציפיים של תאי T אנדוגני בעכברים בכל שלבי התגובה החיסונית.
1. בידוד תא מרקמת הלימפה
2. כתמי tetramer
3. העשרה מגנטית
4. זרימת cytometry
5. ניתוח נתונים
איור 1 מתאר עלילות cytometry זרימה מייצגות של טחול pMHCII tetramer מועשר ודגימות הלימפה מעכברים נאיביים, בעוד איור 2 מציג נתונים יציגים לעכברים שחוסנו בעבר עם פפטיד הרלוונטי + CFA. gating הסידורי מסיר אירועים לא רצויים autofluorescent ואחרים מניתוח מהסוג CD4 + אוכלוסיות תאי T. + אוכלוסיית תאי T CD8 משמשת כשליטה שלילית פנימית שימושית לצביעת pMHCII tetramer של CD4 + T לתאים. שים לב שברים המאוגדים מהעשרת בדרך כלל מכילים שיעור גבוה משמעותי של תאי autofluorescent מהשברים לא הכרוכים, מה שהופך gating יותר מאתגר.
מספרים מוחלטים של תאי T epitope ספציפיים במדגם מחושבים על ידי הכפלת המספר הכולל של כל התאים בשבריר הכרוך של המדגם המועשר, כפי שיקבע מניתוח ספירת החרוז, עם השיעור של תאים אלה ש+ tetramer, כdetermiנד מניתוח מכתים התא (תיבה 1).
לעכבר הנאיבי באיור 1, הריכוז של כל התאים בשבריר הכרוך של המדגם הוא (4411/5589) (200.000) (0.200/0.005) = 6,31 x 10 6 / מ"ל. המספר הכולל של כל התאים במדגם הוא (6.31 x 10 6 / מ"ל) (0.095) = 6.00 x 10 5. לבסוף, המספר הכולל של CD4 epitope הספציפי + תאי T הוא (6.00 x 10 5) (41.5%) (96.6%) (10.2%) (62.3%) (0.64%) = 98.
לעכבר המחוסן באיור 2, הריכוז של כל התאים בשבריר הכרוך של המדגם הוא (6410/3590) (200.000) (0.200/0.005) = 1,43 x 10 7 / מ"ל. המספר הכולל של כל התאים במדגם הוא (1.43 x 10 7 / מ"ל) (0.095) = 1.36 x 10 6. לבסוף, המספר הכולל של CD4 epitope הספציפי + תאי T הוא (1.36 x 10 6) (40.9%) (93.9%) (9.54%) (72.0%) (42.7%) = 1.53 x 10 4 </ Strong>.
היעילות של ירידות העשרה כמספר תאי T epitope ספציפיים מגדילה 8, כך tetramer + תאים ניתן לראות בשבריר המאוגד של דגימות המכילות תדרים גבוהים מאוד של תאי T epitope ספציפיים. במקרים כאלה, מספר תאי T epitope ספציפיים להציג בשבריר המאוגד ניתן לחשב בנפרד והוסיף למספר שנמצא בחלק המאוגד. לכן, באיור 2, הריכוז של כל התאים בשבריר המאוגד של המדגם הוא (9031/969) (200.000) (0.200/0.005) = 7,46 x 10 7 / מ"ל, המספר הכולל של כל התאים הוא (7.46 x 10 7 / מ"ל) (2.0) = 1.49 x 10 8, והמספר הכולל של CD4 epitope הספציפי + תאי T הם (1.49 x 10 8) (62.7%) (96.4%) (44.5%) (54.7%) (0.0409 %) = 8.97 x 10 3. הוספת המספרים בשברים הכפותים ומאוגדים, יש 1.53 x 10 4 + 8.97 x 10 x 3 = 2.4310 4 CD4 כלל epitope ספציפי + תאי T בכל המדגם. ואכן, אם הרחבת התא epitope הספציפי היא מספיק חזקה, בתהליך ההעשרה ניתן לדלג עליו.
Fluorochrome | נוגדן |
פסיפיק בלו | מזבלה (B220, CD11b, CD11c, F4/80) |
פסיפיק אורנג' | CD8 |
FITC | CD3 |
PE | pMHC tetramer או סמן הפנוטיפי |
PerCP | CD4 |
APC | pMHC tetramer או סמן הפנוטיפי |
AlexaFluor 700 | CD44 |
טבלה 1. מוצעת אסטרטגית מכתים נוגדן
: תוכן רוחב = "6in" fo: src = "/ files/ftp_upload/4420/4420fig1highres.jpg" src = "/ files/ftp_upload/4420/4420fig1.jpg" />
איור 1. ניתוח תזרים cytometric של CD4 epitope הספציפי + תאי T בעכברים נאיביים בא העשרת tetramer המבוסס pMHCII. חלקות יציגות מוצגות ל( B) השברים הכפותים () ולא מאוגדים. רצף של שערים נקבעים כדי לבחור בפיזור ימפואידית +, צד פיזור widthlo, טיפרים, CD3 + אירועים. מבין אלה, מסוג CD4 + או CD8 + אירועים הם מגודרים לניתוח תאי T epitope ספציפיים או צביעת רקע. Aliquots של תאי בתוליים מהכבול (C) ולא מאוגד שבריר (ד ') היה מעורב עם חרוזי ספירת ניאון ונותח בנפרד. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.
oad/4420/4420fig2.jpg "/>
איור 2. ניתוח cytometric זרימה של CD4 epitope הספציפי + תאי T בעכברים שחוסנו פפטיד-בא העשרת tetramer המבוסס pMHCII. חלקות יציגות מוצגות ל( B) השברים הכפותים () ולא מאוגדים. רצף של שערים נקבעים כדי לבחור בפיזור ימפואידית +, צד פיזור widthlo, טיפרים, CD3 + אירועים. מבין אלה, מסוג CD4 + או CD8 + אירועים הם מגודרים לניתוח תאי T epitope ספציפיים או צביעת רקע. Aliquots של תאי בתוליים מהכבול (C) ולא מאוגד שבריר (ד ') היה מעורב עם חרוזי ספירת ניאון ונותח בנפרד. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.
תיבת 1. חישוב כמות תאי ה T epitope ספציפי
מספרים מוחלטים של תאי T epitope ספציפיים מחושבים טוב ביותר בעזרת חרוזי ספירת ניאון. Aliquot של כתםתאים מכל דגימה מעורבבים עם נפח מוגדר של ספירת חרוזים שנקבעו בריכוז ידוע ולאחר מכן נותח על ידי cytometry זרימה. הריכוז של תאים במדגם ניתן להסיק מהשוואה של התדר שלהם עם הריכוז הידוע של חרוזי ספירת ניאון.
המספר הכולל של תאים בדגימה אז מחושב על ידי הכפלת ריכוז התא עם נפח הדגימה הכוללת.
המספר הכולל של תאי T epitope ספציפיים במדגם הוא פשוט המספר הכולל של כל התאים במדגם המוכפל באחוז התאים שtetramer חיוביים.
שיטת pMHC tetramer מבוססת תא ההעשרה הוצגה על ידי פרוטוקול זה היא כלי רב עצמה ללימוד תאי T epitope ספציפיים מרפרטואר התאים T אנדוגני. השימוש בtetramers pMHC מאפשר זיהוי של תאי T epitope ספציפיים המבוססים ישירות על היכולת שלהם להיקשר TCRs ligands pMHC מאותו מקור. ההעשרה מספקת רמת רגישות כך שאוכלוסיות נדירות של תאי T ספציפיים לאנטיגן יכולות להיות מזוהות ברפרטוארים אנדוגניים של תאי T ללא כל מניפולציה של המבנה הגנטי שלהם או התדירות מבשרת. כתוצאה מכך, טכניקה זו מאפשרת לחוקר ישירות לעקוב אחר אוכלוסיות תאי T אנדוגני אנטיגן ספציפי ממערכות ניסיוניות vivo מרמותיהם התמימות דרך כל השלבים של התגובה החיסונית.
פרוטוקול זה כבר מותאם לשימוש בpMHC כיתה השנייה (pMHCII) tetramers להעשיר CD4 epitope ספציפי + תאי T מאיבר הלימפה המשניהים של עכברים. עם זאת, הטכניקה היא ישימה גם לtetramers pMHC הכיתה (pMHCI) וCD8 + תאי T 9. בשונה מסוג CD4, CD8 coreceptor משחק תפקיד משמעותי בייצוב אינטראקציות TCR-MHC, וזה יכול להיות השלכות מעשיות לצביעת pMHCI tetramer 10. בעיקר, השימוש בנוגדני CD8 צריך להיות מוגבל לשיבוטים שלא לפגוע CD8-tetramer מחייב, והם צריכים להיות נוספו תאים לאחר צביעת tetramer. ואכן, כמה tetramers pMHCI כבר מהונדס עם CD8 MHCI אתרי מוטציה מחייב למתן מחייב ספציפית לתאי T CD8 + 11,12.
ריכוז tetramer, זמן דגירה, וטמפרטורת דגירה יכולים מאוד להשפיע על היעילות של מכתים tetramer, ותנאים צריכים להיות מותאמים כדי להשיג את השילוב הטוב ביותר של אות גבוהה tetramer, אות רקע נמוכה, הפנמת tetramer נמוכה, ושינויים מינימאליים לפיזיולוגיה של תא. באופן אידיאלי, תנאים אלה, צריכים בדואר נקבע אמפירי עבור כל ריאגנט ייחודי. בידות שלנו, לעומת זאת, ריכוז סופי של 10 ננומטר ודגירה של 1 שעה בטמפרטורת חדר מספקים תנאים הגנריות טובים עבור רוב tetramers pMHCI או pMHCII. באופן כללי, tetramers pMHCI נראה כתם בקלות רבה יותר מאשר tetramers pMHCII, וצביעה לעתים קרובות ניתן לבצע ב 4 ° C עבור קטן כמו 30 דקות.
הסולם של הליך זה מתאים לניתוח של כמעט כל איברי הלימפה המשניים של עכבר במדגם יחיד. לכן, כל מדגם מייצג ניתוח מקיף למדי של כל הרפרטואר במחזור ההיקפי תא T של עכבר. תאי T epitope ספציפיים יכולים גם להיות מועשרים מרקמות רלוונטיות אחרות, כולל 13,14 התימוס. כאשר thymii 4-5 עכברים בשבוע ישנים מנותח, thymocytes החיובי היחיד epitope הספציפי ניתן להבחין במספרים דומים לאלו של תאי T נאיביים פריפריה. thymocytes epitope הספציפי הכפול חיובי,עם זאת, קשים מאוד לזיהוי בשל הרמות הנמוכות שלהם ביטוי TCR.
פרוטוקול זה יכול גם להיות מותאם לאדם לזהות CD4 epitope ספציפי + או CD8 + תאי T בדם או רקמות אחרות 15-17. התדירות של תאי T epitope ספציפיים היא בערך אותו הדבר בין עכברים ובני אדם 17, ולכן הניתוח של 50-100 המ"ל של דם יניב מספרים דומים של תאי T epitope ספציפיים כמו טחול נקווה ובלוטות לימפה של עכבר 18.
אתגר עיקרי בניתוח cytometric זרימת התאים הבאים העשרה tetramer מבוסס הוא אירועים סלולריים אמיתיים להבחין מרקע. זה בעיקר בשל העובדה שתאים רבים autofluorescent גם העשירו את הלא במיוחד במהלך התהליך. אם לא מתוך זהירות מגודרת, תאי autofluorescent אלה יכולים להופיע כתאי שווא tetramer חיובי ולזרוק את הדיוק של הניתוח, בייחוד במקרה של T הנאיבי הנדיר התא populations. הפרוטוקול שלנו מעסיק אסטרטגית gating שני שלבים שבי CD3 אירועים + 1 הם מגודרים משושלת מזבלה + אירועים, ולאחר מכן מסוג CD4 + אירועים הם מגודרים מאירועים CD8 +. בתהליך זה, תאי autofluorescent, אשר נוטים לשקר לאורך מרכז האלכסון של כל חלקת FACS, נמצאים מחוץ מגודר של הניתוח בשני שלבים איטרטיבי. ההסרה היעילה של אירועי autofluorescent מגיעה במחיר של צבעי ניאון רבים, ולכן אנחנו מאוד ממליצים על השימוש בcytometers תזרים המסוגלים לפחות 6 פרמטרי ניאון.
tetramers pMHC ביותר הם מצומדת לPE ו APC בשל הבהירות של fluorochromes אלה, ונגד PE ואנטי APC microbeads המגנטי זמין כדי לאפשר העשרה איתם. עם זאת, fluorochromes האחר יכול לשמש גם כל עוד microbeads המגנטי המתאים זמין. אכן, tetramers המרובה עם תוויות fluorochrome שונות יכול לשמש יחד עם המיקרופון המקביל נוגדן מצומדותrobeads בו זמנית מעשיר אוכלוסיות תאי T מרובות epitope ספציפיים מאותו המדגם. נציין התקנה בסיסית מאוד בנוגדני fluorochrome כי הוא מותאם לשימוש בPE-וtetramers APC-הכותרת (טבלה 1), אבל הרבה שילובים יעילים אחרים אפשריים כדי להגדיל את הגמישות בחקר סמני פנוטיפי.
CD8 + אוכלוסיות תאי T יכולים לשמש כשליטה שלילית פנימית, שכן הם לא צריכים להיקשר לligands pMHCII (ולהיפך לCD8 + העשרת תא T epitope ספציפית). התדירות של tetramer + CD8 + תאים במדגם מספקת הערכה טובה של הרמה מכתימה tetramer רקע, למרות שתום לב tetramer חיובי CD8 + תאי T עם ייחוד צולב מוגבל לאפיטופים pMHCII יכולים להתקיים בתדרים קטנים מאוד 19. לעתים במהלך תגובה חיסונית חזקה מאוד, תאים אלו יכולים להתקיים בתדרים מורחבים. אם תרצה, TCR T המהונדס שנינות תאיםניתן להשתמש h או בלי סגולי epitope רלוונטי כפקדים חיוביים ושליליים נוספים. שים לב כי מסיבות שאינן ידועות, והחלק מהתאים מהונדסים hybridomas TCR לא יכתימו גם עם tetramers הרלוונטי שלהם.
הפרוטוקול שלנו כרוך בשימוש בחרוזי ספירת ניאון כדי לסייע בחישוב של מספרים סלולריים. אמנם ניתן להשיג ספירת תאים ידניים עם hemacytometer, אנו מוצאים כי השימוש בתוצאות ספירת חרוזים בדיוק ניסויי גדול בהרבה, במיוחד כאשר חוקרים שונים מעורבים. בגלל המספרים והנפחים הקטנים של תאים, המטופלים בפרוטוקול זה, המזעור של שגיאה ניסויית צריך להיות בעדיפות גבוהה.
מכתים tetramer תואם קיבעון תא וpermeabilization, ומספר מחקרים נתחו ציטוקינים תאיים וביטוי גורם שעתוק בתאים בהצלחה לאחר העשרת תאי tetramer המבוסס 20,21.עם זאת, הצעדים הנוספים המעורבים יתרמו להפסדים סלולריים נוספים בדגימות.
אין ניגודי האינטרסים הכריזו.
המחברים מבקשים להודות לין לורנס אנדרה האן ולתמיכה טכנית, וחברים של ג'נקינס המעבדה לעזרה בפיתוח של פרוטוקול זה.
מגיב ספק מספר קטלוג
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PE או APC מצומדת pMHC tetramer (או multimer) | תוצרת חוקר, המתקבל מליבת tetramer NIH, או נרכשו ממקורות מסחריים | ||
Anti-PE microbeads המגנטי מצומדות | Miltenyi | 130-048-801 | |
Anti-APC microbeads המגנטי מצומדות | Miltenyi | 130-090-855 | |
טורים מגנטיים LS | Miltenyi | 130-042-401 | |
MidiMACS או מגנט QuadroMACS | Miltenyi | 130-042-302 או 130-090-976 | |
חרוזי ספירת תאים | טכנולוגיות חיים | PCB-100 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved