마우스에 동종 CD4 T 세포 반응을 연구하기 위해 테일 피부 이식
Summary
Tail-skin transplantation is a powerful model for studying T cell-dependent rejection and tolerance induction during allogeneic immune responses in mice. The advantages of this protocol are minor invasive surgery, and ease of monitoring with no need to sacrifice the recipient mouse.
Abstract
The study of T cell responses and their consequences during allo-antigen recognition requires a model that enables one to distinguish between donor and host T cells, to easily monitor the graft, and to adapt the system in order to answer different immunological questions. Medawar and colleagues established allogeneic tail-skin transplantation in mice in 1955. Since then, the skin transplantation model has been continuously modified and adapted to answer specific questions. The use of tail-skin renders this model easy to score for graft rejection, requires neither extensive preparation nor deep anesthesia, is applicable to animals of all genetic background, discourages ischemic necrosis, and permits chemical and biological intervention.
In general, both CD4+ and CD8+ allogeneic T cells are responsible for the rejection of allografts since they recognize mismatched major histocompatibility antigens from different mouse strains. Several models have been described for activating allogeneic T cells in skin-transplanted mice. The identification of major histocompatibility complex (MHC) class I and II molecules in different mouse strains including C57BL/6 mice was an important step toward understanding and studying T cell-mediated alloresponses. In the tail-skin transplantation model described here, a three-point mutation (I-Abm12) in the antigen-presenting groove of the MHC-class II (I-Ab) molecule is sufficient to induce strong allogeneic CD4+ T cell activation in C57BL/6 mice. Skin grafts from I-Abm12 mice on C57BL/6 mice are rejected within 12-15 days, while syngeneic grafts are accepted for up to 100 days. The absence of T cells (CD3-/- and Rag2-/- mice) allows skin graft acceptance up to 100 days, which can be overcome by transferring 2 x 104 wild type or transgenic T cells. Adoptively transferred T cells proliferate and produce IFN-γ in I-Abm12-transplanted Rag2-/- mice.
Introduction
이러한 피부, 심장, 신장 등 고형 장기의 이식은 지금 전 세계적으로 의료 행위 1의 표준 절차입니다. 성공적으로 장기 이식은 기증자의 주요 조직 적합성 항원을 인식받는 사람의 면역 시스템의 활성화에 의해 거부 될 수 있습니다. 따라서 이식 환자는 면역 억제 약물이 치료가 필요합니다. 생쥐 동종 피부 이식은 1955 년에 메다와 동료에 의해 설립 이후 주요 조직 적합성 복합체 (MHC) 클래스 I 및 II로 기술 대상 분자를 식별하는 데 도움이이었다. 그 이후로, 피부 이식 모델은 연속적으로 수정 및 T 세포 서브 세트의 역할 및 이식 거부 2-4을 억제하는 화학적 및 생물학적 개입의 관련성을 연구하도록 채택되었다. 귀 트렁크에서 피부는 준비하기가 더 어렵습니다 꼬리 피부 5보다 저산소증 및 괴사에 더 민감하다; 그러나,이식 절차는 비슷합니다. 또한 꼬리의 피부 이식의 모니터링으로 인해 피부의 특징적인 머리 짜임새에 용이합니다.
이 문서는 CD4 + T 세포 – 매개 동종 이식 거부 반응 및 생쥐의 허용 오차의 다양한 측면의 연구를 허용 MHC 클래스 II 불일치 꼬리 피부 이식에 대한 자세한 절차를 제공합니다. (IA BM12라고 함) MHC 클래스 II 분자 IA B의 자연 3 점 돌연변이는 6-9 C57BL / 6 마우스 8 피부 동종 이식의 거부 반응을 유발하기에 충분하다. IA의 BM12 분자는 다양한 αβ-T 세포 수용체 Vα2Vβ8-TCR 특정 T 세포의 TCR-트랜스 제닉 마우스 (10)를 생성하기 위해 식별 된 구비 C57BL / 6 생쥐 (TCR) 체인과 CD4 + T 세포를 활성화한다. Vα2Vβ8-TCR 특정 T 세포의 대체 송금 면역 결핍 C57B에서 거부 모델을 수립하는 데 사용되어왔다L / 6 Rag2 – / – IA BM12의 피부에 이식 된 쥐.
기증자와받는 사람 사이의 유전 적 차이는 이식 수용과 거부의 결과에 영향을 미칠. 이식의 다른 유형이있다 :자가 이식받는 사람의 개인 자체에서 이식이다; syngrafts 및 동종 이식은 각각 유 전적으로 동일하고 유 전적으로 관련이없는 개인의 이식입니다. 다른 동종 장기 이식의 수용 환자와 마우스 모델 11,3,4의 화학 및 생물 학적 개입에 의해 증명되었다. 기본적인 접근 방식에서, 항 CD3 항체 처리 C57BL / 6 마우스는 IA BM12 꼬리 피부 (게시되지 않은 데이터)의 장기 생존율을 보였다. 세포받는 생쥐에 이식하기 전에 CD4 +와 CD8 + T의 고갈은 MHC 클래스 I 및 II 일치하지 않는 이식 (12 목사)의 수용의 결과. 흥미롭게도, 피부 이식의 거부 반응은 CD4 +의 존재에 따라 달라집니다 </sup> T 세포 (12 계). 이 모델에서, 규제 T 세포와 항체 억제와 공동 자극 분자를 차단하여 다른 면역 세포 사이의 특정한 상호 작용을 대상으로하는 것은 허용 (게시되지 않은 데이터)를 유도 할 수 있습니다. 실제로, CD40 및 CD28을 모두 차단하는 것은 장기적으로 피부 이식 허용 오차 13, 14되었다.
꼬리 피부 이식은 다른 장기의 이식에 비해 수행하기 쉬운 모니터링하기 쉽습니다. 또한, 꼬리, 피부 이식을 준비하기 쉽고 다른 피부 조직에 비해 국소 빈혈에 덜 민감하다. 주입 마취제 달리, 이식 동안 마취 가스 (이소 플루오 란)의 사용 절차와 수신자 복구 시간을 모두 단축시킨다. 불완전 상처 치유 및 이식 거부로 이어질 수 꼬리 피부 이식의 컬링은, 조직 접착제의인가에 의해 방지된다. 또한, IA BM12 꼬리 피부 이식 모델은 독점적으로 CD4를 활성화 <sup> + (동일한 유전 적 배경) 면역 및 면역 결핍 마우스 모두에서 T 세포는 결과의 해석을 용이.
이 프로토콜은 화학 및 생물 학적 개입을 할 수있는, 신뢰할 수있는 재생 가능한 쉽게 모니터링 마우스 모델에 대해 설명합니다. 이 모델은 테일 피부 이식의 거부와 관용 유도를 조사하기위한 것입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
피부 이식은 거부하고 T 세포에 따라 허용 공부를위한 널리 사용되는 방법입니다. 피부 이식 모델이 확립 된 이후, 여러 가지 적응 및 변경 사항이 적용되었습니다. 설명 과정에서 IA BM12 꼬리 피부 이식은 마취 가스 (이소 플루오 란)를 사용하여 수행됩니다. 마취 가스의 사용은 이식 된 생쥐에 응력을 감소 실행 및 생쥐 복구 시간을 감소시킨다. 절차는 귀 또는 등쪽 피부 조직보다 말리는 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by SNF grants PPOOA-_119204 and PPOOP3_144918 to S.W.R. We thank E. Palmer and B.T.H. Hausmann for mice and technical expertise.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Betadine Standard solution | Mundipharma | ||
| Cotton swab | Carl Roth GmbH | 31025060 | |
| Dafalgan , UPSA | Bristol Myers Squibb SA | ||
| Hansaplast Finger Strips | Beierdorf AG | REF.76861 | |
| Histoacryl Tissue adhesive | Braun | REF.1050052 | |
| Leukotape classic , 2cm x 10 m | BSN Medical SAS | REF.02204-00 | |
| PBS, Phosphate-Buffered Saline, pH 7.4 | Invitrogen | 10010015 | GIBCO |
| Sterile gauze, 5 x 5cm, 8ply | MaiMed GmbH | 21010 | |
| Surgical instruments | FST | 11003-12 | Narrow pattern forceps, |
| 14095-11 | Fine iris scissor curved, | ||
| 14094-11 | Fine iris scissor | ||
| 14010-15 | Mayo scissors, | ||
| 14080-11 | Artery scissors ball tip 11.5 cm | ||
| 11021-14 | Tissue forceps | ||
| Surgical Blade No.20 | Swann-Morton LTD | 3006 | Carbon Steel |
| Surgical blade Handles | Swann-Morton LTD | ||
| Syringe, 1ml | ARTSANA | disposable | |
| Temgesic , Buprenorphine | ESSEX Chemie AG | 0.3mg/ml | |
| Tissue Culture dishes 10 cm, 60.1 cm2 | TPP | ||
| Vaseline | Vifor SA | ||
| Warm pad | Solis | Type 223 |
References
- Mahillo, B., Carmona, M., Álvarez, M., White, S., Noel, L., Matesanz, R. Global Data in Organ Donation and Transplantation. transplantation. 92 (10), 1069-1074 (2011).
- Halleck, F., et al. New perspectives of immunosuppression. Transplantation proceedings. 45 (3), 1224-1231 (2013).
- Wood, K. J., Bushell, A., Jones, N. D. Immunologic unresponsiveness to alloantigen in vivo. a role for regulatory T cells. Immunological reviews. 241 (1), 119-132 (2011).
- Sykes, M. Immune tolerance: mechanisms and application in clinical transplantation. Journal of Internal Medicine. 262 (3), 288-310 (2007).
- McFarland, H. I., Rosenberg, A. S. Skin allograft rejection.. Current protocols in immunology. , (2009).
- McKenzie, I. F., Morgan, G. M., Sandrin, M. S., Michaelides, M. M., Melvold, R. W., Kohn, H. I. B6.C-H-2bm12. A new H-2 mutation in the I region in the mouse. The Journal of experimental medicine. 150 (6), 1323-1338 (1979).
- McIntyre, K. R., Seidman, J. G. Nucleotide sequence of mutant I-A beta bm12 gene is evidence for genetic exchange between mouse immune response genes. Nature. 308 (5959), 551-553 (1984).
- Stuart, P. M., Beck-Maier, B., Melvold, R. W. Provocation of skin graft rejection across murine class II differences by non–bone-marrow-derived cells. Transplantation. 37 (4), 393-396 (1984).
- Hausmann, B., Palmer, E. Positive selection through a motif in the alphabeta T cell receptor. Science. 281 (5378), 835-838 (1998).
- Bill, J., Ronchese, F., Germain, R. N., Palmer, E. The contribution of mutant amino acids to alloantigenicity. The Journal of experimental medicine. 170 (3), (1989).
- Monaco, A. P. Immunosuppression and tolerance for clinical organ allografts. Current Opinion in Immunology. 1 (6), 1174-1177 (1989).
- Rosenberg, A. S., Singer, A. Cellular basis of skin allograft rejection: an in vivo model of immune-mediated tissue destruction. Annual Review of Immunology. 10, 333-358 (1992).
- Kingsley, C. I., Nadig, S. N., Wood, K. J. Transplantation tolerance: lessons from experimental rodent models. Transplant international : official journal of the European Society for Organ Transplantation. 20 (10), 828-841 (2007).
- Larsen, C. P., et al. Long-term acceptance of skin and cardiac allografts after blocking CD40 and CD28 pathways. Nature. 381 (6581), 434-438 (1996).
- Tomura, M., Nakatani, I., Murachi, M., Tai, X. G., Toyo-oka, K., Fujiwara, H. Suppression of allograft responses induced by interleukin-6, which selectively modulates interferon-gamma but not interleukin-2 production. Transplantation. 64 (5), 757-763 (1997).
- Ring, G. H., et al. Interferon-gamma is necessary for initiating the acute rejection of major histocompatibility complex class II-disparate skin allografts. Transplantation. 67 (10), 1362-1365 (1999).
- Rosenberg, A. S., Finbloom, D. S., Maniero, T. G., Vander Meide, P. H., Singer, A. Specific prolongation of MHC class II disparate skin allografts by in vivo administration of anti-IFN-gamma monoclonal antibody. Journal of immunology. 144 (12), 4648-4650 (1950).
- Goes, N., Sims, T., Urmson, J., Vincent, D., Ramassar, V., Halloran, P. F. Disturbed MHC regulation in the IFN-gamma knockout mouse. Evidence for three states of MHC expression with distinct roles for IFN-gamma. Journal of immunology. 155 (10), 4559-4566 (1995).
- Surquin, M., et al. IL-4 deficiency prevents eosinophilic rejection and uncovers a role for neutrophils in the rejection of MHC class II disparate skin grafts. Transplantation. 80 (10), 1485-1492 (2005).
- Gaylo, A. E., Laux, K. S., Batzel, E. J., Berg, M. E., Field, K. A. Delayed rejection of MHC class II-disparate skin allografts in mice treated with farnesyltransferase inhibitors. Transplant immunology. 20 (3), 163-170 (2009).
- Bose, A., Inoue, Y., Kokko, K. E., Lakkis, F. G. Cutting edge: perforin down-regulates CD4 and CD8 T cell-mediated immune responses to a transplanted organ. Journal of immunology. 170 (4), 1611-1614 (2003).
