Summary

Diferenciando papéis funcionais da expressão do gene de células imunes e não-imunes na colite Rato por Transplante de Medula Óssea

Published: October 01, 2012
doi:

Summary

O transplante de medula óssea oferece uma maneira de alterar o genótipo de células derivadas de medula óssea. Se o gene de interesse é expresso em ambas as células de medula óssea e células derivadas de medula óssea não derivados, transplante de medula óssea pode mudar as células de medula óssea derivadas de um genótipo diferente sem alterar a non-bone marrow genótipo celular derivada.

Abstract

Para compreender o papel de um gene no desenvolvimento de colite, foram comparadas as respostas dos ratinhos de tipo selvagem e gene-de-interesse camundongos knockout para deficientes colite. Se o gene de interesse é expresso em ambas as células de medula óssea e células derivadas de medula óssea não derivadas do hospedeiro, no entanto, é possível distinguir a função de um gene de interesse em células de medula óssea e não derivadas de medula óssea células derivadas pela técnica de transplante de medula óssea. Para alterar o genótipo de medula óssea derivada de células de ratos, a medula óssea original de ratinhos receptores foram destruídas por irradiação e, em seguida, substituído por medula óssea de dador novo genótipo diferente. Quando ratinhos do tipo selvagem da medula óssea do dador foi transplantado para ratos knockout, podemos gerar ratinhos knockout de tipo selvagem, com a expressão de genes em células da medula óssea derivadas. Alternativamente, quando ratinhos knockout de medula óssea do dador foi transplantado para ratos do tipo selvagem destinatário, ratinhos de tipo selvagem, sem gene de interesse que expressama partir de células de medula óssea derivadas foram produzidos. No entanto, o transplante de medula óssea pode não ser 100% completa. Portanto, utilizou-se aglomerado de diferenciação (CD) moléculas (CD45.1 e CD45.2) como marcadores de células do doador e do receptor para controlar a proporção de medula óssea do dador de células derivadas de ratinhos receptores e do sucesso do transplante de medula óssea. Ratinhos de tipo selvagem com CD45.1 ratos knockout com genótipo e CD45.2 genótipo foram utilizados. Após a irradiação dos ratos receptores, as células de medula óssea de dadores de diferentes genótipos foram infundidos nos ratinhos receptores. Quando a medula óssea novo regenerado para assumir a sua imunidade, os animais foram desafiados por agente químico (dextran sulfato de sódio, 5% de DSS) para induzir a colite. Aqui também mostraram que o método para induzir a colite em ratos e avaliar o papel do gene de interesse expresso a partir de células da medula óssea derivadas. Se o gene de interesse, a partir de células de osso derivadas desempenha um papel importante no desenvolvimento da doença (tal como E. colitis), o fenótipo dos ratinhos receptores de transplante de medula óssea pode ser significativamente alterada. No final das experiências de colite, a medula óssea derivadas de células no sangue e na medula óssea foram marcadas com anticorpos contra CD45.1 e CD45.2 e a sua razão quantitativa de existência pode ser utilizada para avaliar o sucesso do transplante de medula óssea por citometria de fluxo. O transplante de medula óssea de sucesso deve mostrar uma grande maioria dos genótipo doador (no termo do marcador CD molécula) ao longo de genótipo receptor, tanto na medula óssea e no sangue de ratos receptores.

Protocol

1. Antes-de-começar Considerações Técnicas Recomendamos o uso de ambos os C57/BL6 camundongos selvagens e camundongos knockout para o experimento porque os ratos com moléculas de CD correspondentes pode ser comprado de fornecedores do mouse principais. Uma vez que é difícil controlar os ratinhos do tipo selvagem e ratinhos knockout derivadas de células dadoras após transplante de medula óssea, é necessária a utilização de ratinhos CD45.1 para representar ratinhos de tipo selvagem. (CD4…

Representative Results

Se o gene de interesse, desempenha um papel importante em células imunitárias durante o desenvolvimento de colite, os murganhos que receberam medula óssea de genótipo diferente através de transplante de medula óssea (WT KO ou KO para a WT) deve ter uma resposta alterada a colite DSS. Um dos parâmetros mais importantes para determinar a gravidade da colite é a coloração de H & E de tecidos do cólon. Alterações no tecido do cólon estrutura e sinais de inflamação pode ser avaliado quantitativamente pela…

Discussion

Este transplante de medula óssea abordagem é adequada para a pesquisa de imunologia colite, infecção, cancro, obesidade e outras doenças. Este transplante de medula óssea experimento é necessária quando o gene de interesse é expresso tanto na medula óssea e células derivadas de medula óssea não derivados e o gene de interesse, se suspeita de mediar doença por células a partir de qualquer população. Por exemplo, o péptido antimicrobiano cathelicidin é mostrado para modular a colite aguda. Mas este é e…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho foi financiado pelo piloto e concessão Estudo de Viabilidade da UCLA-CURE Center, a Fundação de Crohn e Colite da América Prêmio de Desenvolvimento de Carreira (# 2691) e do Instituto Nacional de Saúde NIDDK K01 (DK084256) financiamento para Hon Wai Koon.

Óssea operação irradiação medula foi assistido por Bernard Levin e Cozinha Scott, da UCLA Center for AIDS Research Rato / instalação humanos fundamentais Quimera. Operação de citometria de fluxo foi assistida pela UCLA instalação Núcleo do vetor.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number
Cell staining buffer Biolegend #420201
10X RBC lysis buffer Biolegend #420301
FITC mouse isotype control Biolegend #400207
PE mouse isotype control Biolegend #400211
PE anti-mouse CD45.2 Biolegend #109807
FITC anti-mouse CD45.1 Biolegend #110705
Anti-mouse CD16/32 blocking Biolegend #101301
40 μm cell strainer Fisherbrand #22363547
PBS 1X MP biomedicals #1860454
Heparin Fisherbrand #BP2425
Sulfatrim (SMZ) Qualitest NC9242720 (fisher)
Lysol IC Andwin Scientific NC9745686 (fisher)
Vaccutainer BD #8000813
Mouse restrainer Braintree Scientific #TV-150
Irradiator J.L. Shepherd and Associates Mark I 68A
Flow cytometer BD BD FACSCanto II
Flow cytometer test tube Falcon #352052
Digital caliper Fisherbrand 14-648-17
Hemoccult ICT Beckman Coulter G0328QW

Referenzen

  1. Kim, J. J., Shajib, M. S., Manocha, M. M., Khan, W. I. Investigating Intestinal Inflammation in DSS-induced Model of IBD. J. Vis. Exp. (60), e3678 (2012).
  2. Ungaro, R. A novel Toll-like receptor 4 antagonist antibody ameliorates inflammation but impairs mucosal healing in murine colitis. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 296, 1167-1179 (2009).
  3. Castagliuolo, I. Protective effects of neurokinin-1 receptor during colitis in mice: role of the epidermal growth factor receptor. Br. J. Pharmacol. 136, 271-279 (2002).
  4. Koon, H. W. Cathelicidin signaling via the Toll-like receptor protects against colitis in mice. Gastroenterology. 141, 1852-1863 (2011).
  5. Lee, C. Y. marrow cells in murine colitis: multi-signal analysis confirms pericryptal myofibroblast engraftment without epithelial involvement. PLoS One. 6, e11 (2011).
  6. Deng, X. New cell therapy using bone marrow-derived stem cells/endothelial progenitor cells to accelerate neovascularization in healing of experimental ulcerative colitis. Curr. Pharm. Des. 17, 1643-1651 (2011).
  7. Valcz, G. Lymphoid aggregates may contribute to the migration and epithelial commitment of bone marrow-derived cells in colonic mucosa. J. Clin. Pathol. 64, 771-775 (2011).
  8. Takaba, J., Mishima, Y., Hatake, K., Kasahara, T. Role of bone marrow-derived monocytes/macrophages in the repair of mucosal damage caused by irradiation and/or anticancer drugs in colitis model. Mediators Inflamm. 2010, 634145 (2010).
  9. Bakhautdin, B. Protective role of macrophage-derived ceruloplasmin in inflammatory bowel disease. . Gut. , (2012).
  10. Seta, N., Kuwana, M. Derivation of multipotent progenitors from human circulating CD14+ monocytes. Exp. Hematol. 38, 557-563 (2010).
  11. Crain, B. J., Tran, S. D., Mezey, E. Transplanted human bone marrow cells generate new brain cells. J. Neurol. Sci. 233, 121-123 (2005).
  12. Finnberg, N. K. High-resolution imaging and antitumor effects of GFP(+) bone marrow-derived cells homing to syngeneic mouse colon tumors. Am. J. Pathol. 179, 2169-2176 (2011).
  13. Duran-Struuck, R., Dysko, R. C. Principles of bone marrow transplantation (BMT): providing optimal veterinary and husbandry care to irradiated mice in BMT studies. J. Am. Assoc. Lab Anim. Sci. 48, 11-22 (2009).
  14. Chen, B. J., Cui, X., Sempowski, G. D., Domen, J., Chao, N. J. Hematopoietic stem cell dose correlates with the speed of immune reconstitution after stem cell transplantation. Blood. 103, 4344-4352 (2004).

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Koon, H. W., Ho, S., Cheng, M., Ichikawa, R., Pothoulakis, C. Differentiating Functional Roles of Gene Expression from Immune and Non-immune Cells in Mouse Colitis by Bone Marrow Transplantation. J. Vis. Exp. (68), e4208, doi:10.3791/4208 (2012).

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