Summary

O isolamento de células dendríticas mielóides e células epiteliais de timo humano

Published: September 19, 2013
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Summary

Este protocolo detalha um método para isolar células apresentadoras de antigénio a partir de timo humano por meio de diferentes passos de digestão enzimática do tecido seguida por centrifugação de densidade da suspensão de células individuais e finalmente separação magnética e / ou FACS das populações de células de interesse.

Abstract

Neste protocolo, proporcionar um método para isolar as células dendríticas (DC) e células epiteliais (TEC) a partir do timo humano. DC e TEC são a principal célula apresentadoras de antígenos (APC) tipos encontrados em um timo normal e está bem estabelecido que desempenham papéis distintos durante a seleção do timo. Essas células estão localizadas em microambientes distintos no timo e cada tipo APC representa apenas uma pequena população de células. Para melhor compreender a biologia destes tipos de células, a caracterização dessas populações de células é altamente desejável, mas devido à sua baixa frequência, o isolamento de qualquer um destes tipos celulares requer um procedimento eficiente e reprodutível. Este protocolo detalha um método para obter células adequadas para a caracterização de diversas propriedades celulares. Tecido do timo é mecanicamente perturbado e após diferentes passos de digestão enzimática, a suspensão de células resultante é enriquecida com um passo de centrifugação de densidade de Percoll. Para o isolamento de mielóide DC (CD11c <sup> +), células da fração de baixa densidade (FDL) são immunoselected por separação de células magnéticas. O enriquecimento de populações TEC (Mtec, CTEC) é alcançada por esgotamento de hematopoiéticas (CD45 hi), as células da fração de baixa densidade celular Percoll permitindo a sua posterior isolamento através de fluorescência de células ativadas (FACS) utilizando marcadores específicos de células. As células isoladas podem ser usadas para diferentes aplicações a jusante.

Introduction

O timo é o órgão em que o desenvolvimento de células T ocorre. O seu tamanho relativo e absoluto diminui com a idade, quando se torna sucessivamente substituído por gordura, embora a actividade do timo pode ainda ser detectado na velhice. A sua importância para a resposta imune foi demonstrado na década de 1960 1.

O repertório de células T é formada através da interacção dos receptores de células T com complexos de peptídeo-MHC em diferentes tipos de APC do timo, que fornecem sinais de sobrevivência ou morte para o desenvolvimento de células T, resultando em um repertório de células T funcionais e são amplamente auto-tolerante 2.

Aproximadamente 98% das células do timo humano estão a desenvolver células T referidos como timócitos. Os restantes 2% são constituídos por um número de diferentes tipos de células, incluindo uma variedade de TCE (cortical, medular, subcapsular), mielóide e plasmocitï DC (MDC, pDC), macrófagos, células B, células T re-circulação maduras, granulócitos, fibroblasts, células endoteliais e células epiteliais muito raras com um fenótipo de expressão semelhante ao de células de outros tecidos tais como o músculo, os neurónios e epitélio respiratório (Figura 1). Destes, TEC e DC são os principais tipos de APC encontrados em um timo normal. Nos últimos anos, a purificação destes tipos da APC para a cultura e perfil molecular ganhou mais e mais interesse. Devido à sua baixa frequência, o isolamento de qualquer um destes tipos de células para análise detalhada requer um processo eficiente, reprodutível e de baixo custo. O método aqui apresentado é uma modificação a partir de estudos publicados anteriormente 3,4.

Tal como acontece com qualquer outro tecido, extracção a partir de células do timo pode ser conseguida por via enzimática a desagregar-célula e redes de interacção célula-matriz, a fim de obter uma suspensão de células individuais. Existem certos parâmetros, como uma boa eficiência de dissociação, o rendimento celular, viabilidade celular e retenção de célula smarcadores urface que são cruciais e devem ser otimizados para o isolamento de sucesso destas populações de células raras.

Neste protocolo, o isolamento de DC e subconjuntos TEC é realizada através de uma suspensão de uma única célula do tecido por perturbação mecânica e de digestão enzimática. Usamos colagenase A de Clostridium histolyticum, que tem uma proporção equilibrada de diferentes actividades enzimáticas, para quebrar o colagénio nativo que mantém o tecido em conjunto. ADNase I está incluído na solução de enzima para reduzir a agregação das células, devido a ADN isento de células mortas (timócitos são muito sensíveis). Também proporcionam uma abordagem alternativa para a digestão enzimática do tecido típica envolve o tratamento de tecidos mecânica e enzimática assistida por um Dissociator tecido. A suspensão de célula única é então sujeito a uma única centrifugação de densidade de Percoll para o enriquecimento da fracção de baixa densidade (LDF) de células. A partir desta fracção de células, DC pode ser isolado através de coloração fou DC marcadores de superfície (isto é, CD11c +) e utilizando separação magnética ou de células activadas por fluorescência (FACS). Ao contrário das células linfóides que compreendem a maioria das células no timo, o TEC não expressam CD45 em níveis elevados, mas são positivas para a adesão da célula epitelial molécula EpCAM. CTECs pode ser distinguido do TCE medular pela expressão de um antigénio ainda indefinido reconhecido pelo CDR-2 (dendrítica reticulócitos-2 cortical) de anticorpo de 4,5 e um pouco menor expressão EpCAM. O diferencial de co-expressão de EpCAM e CDR2 permite o isolamento eficaz desses subconjuntos TEC através de células de elevada velocidade de triagem 6.

O protocolo aqui apresentado é otimizado para o tecido do timo humano. A duração do processo depende da quantidade de tecido e a capacidade do experimentador, bem como a velocidade do classificador de células, se for utilizado separação FACS. Normalmente, o protocolo para o isolamento de DC pode ser concluída dentro de 5Hr -6 e para o isolamento do TCE em 8-10 horas. O isolamento de DC e subconjuntos do TEC a partir de tecido do timo é sensível ao tempo. Quanto mais rápido o processo de isolamento, a melhor o estado das células. Finalmente, as células isoladas podem ser utilizadas para outras investigações, como estudos comparativos de ARNm e a expressão da proteína, as experiências de PCR, o isolamento da proteína, o perfil molecular (isto é, transcritômica, análise de micro RNA), assim como a cultura de 6 células.

Declaração de Ética

A fim de ser capaz de trabalhar com o tecido do timo humano o pesquisador precisa obter a aprovação do comitê de ética local ou autoridades responsáveis, bem como um consentimento informado por escrito do doador (ou geralmente seus pais, uma vez que o tecido é geralmente obtida a partir de menor de idade crianças). Além disso, todos os tecidos humanos devem ser tratadas como sendo devem ser tomadas medidas potencialmente infecciosas e apropriados, tais como trabalhar com luvas, etc.

Protocol

1. Preparação de ferramentas, soluções enzimáticas e amortecedores Execute as seguintes etapas de preparação antes do início do protocolo. Ferramentas Limpo, seco e autoclave as seguintes ferramentas e mantê-los em embalagem estéril até o uso. Pequenas tesoura afiada com pontas ou curvas ou retas para cortar o tecido do timo. Pequenas pinças curvas com pontas serrilhadas para lidar com o tecido. 50 ml de Oak Ridge centrífuga Tubos, PC, para a…

Representative Results

Como material de partida neste protocolo que usamos tecido do timo removido crianças submetidas à cirurgia cardiovascular corretiva (Departamento de Cirurgia Torácica e Cardiovascular da Universidade Tuebingen Clinic) obtidos após consentimento informado e sob as diretrizes institucionais. Este material descartado pode variar muito em tamanho 2-30 g ou mais. O número de subconjuntos e mDC TEC (CTEC e Mtec) que são obtidos depende do tamanho assim como da idade da amostra de tecido do timo para o isolamento. <p…

Discussion

O protocolo aqui descrito é uma modificação do protocolo publicado por Gotter et al 4. As etapas críticas no protocolo são a condição e a preparação inicial do tecido, bem como a separação de densidade de Percoll. É altamente recomendável para processar o tecido, assim que possível após a colheita. É importante trabalhar rapidamente mas cuidadosamente durante a limpeza e corte do tecido. Durante a lavagem de timócitos descrito na etapa 2.3, é crucial para encontrar o equilíbrio cer…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Somos gratos aos cirurgiões do Departamento de Cirurgia Torácica e Cardiovascular, Clínica Universitária Tuebingen por nos fornecer as amostras de timo e Bruno Kyewski (DKFZ, Heidelberg, Alemanha) para fornecer o anticorpo CDR2. Gostaríamos também de agradecer a Hans-Jörg Bühring e Sabrina Grimm a partir da instalação de triagem (Universidade de Tuebingen). Este trabalho foi apoiado pelo SFB 685 e da Fundação Hertie.

Materials

Reagents and Materials
RPMI 1640 PAA E15-842
Dulbecco's PBS PAA H15-002
Fetal Bovine Serum-Gold PAA A15-151
Bovine Serum Albumin PAA K41-001
Collagenase A Roche 10 103 586 001
DNase I, grade II bovine pancreatic Roche 10 104 159 001
Trypsin-EDTA 10x in PBS PAA L11-001 stock conc. 20 mg/ml
Alexa Fluor 488 Protein Labelling kit Molecular Probes A-10235
anti-human CDR2 (purified) Bruno Kyewski, DKFZ- Heidelberg, Germany labeled with Alexa Fluor 488
anti-human CD45 (Pacific Blue) Biolegend 304022
anti-human EpCAM (APC) Miltenyi Biotec 130-091-254
anti-human CD11c (PE) Miltenyi Biotec 130-092-411
anti-PE Microbeads Miltenyi Biotec 130-048-801
anti-CD45 Microbeads, human Miltenyi Biotec 130-045-801
LS columns Miltenyi Biotec 130-042-401
gentleMACS C Tubes Miltenyi Biotec 130-093-237 for tissue dissociator
Percoll (density 1.130 g/ml) GE Healthcare, Life Sciences 17-0891-01
Sterile distilled Water (DNAse/ RNAse free) GIBCO 10977-035
Gamunex 10% Tajecris-Biotherapeutics G120052 1:10 pre-dilution, use 20 μl/1 x 106cells
0.22 μm filter Millex GS SLGS033SS Syringe driven
Stericup filter unit Millipore SCGPU05RE Pump driven
50 ml PC oak ridge centrifuge tubes Nalgene 3118-0050 50 ml
50 ml PP conical tubes Becton Dickinson 352070
12 mm x 75 mm 5 ml test tubes Becton Dickinson 352058 FACS stainings
Cell strainer 70 μm Becton Dickinson 352350
INSTRUMENTS
Flow Cytometer-Sorter (BD FACSAriaTMIIu) Becton Dickinson
Sorvall Evolution R6 (rotor) Kendro
Rotator REAX 2 Heidolph
gentleMACS Dissociator Miltenyi Biotec 130-093 235 tissue dissociator

Referenzen

  1. Miller, J. F. A. P. The discovery of thymus function and of thymus-derived lymphocytes. Immunological Reviews. 185, 7-14 (2002).
  2. Klein, L., Hinterberger, M., Wirnsberger, G., Kyewski, B. Antigen presentation in the thymus for positive selection and central tolerance induction. Nat Rev Immunol. 9, 833-844 (2009).
  3. Vandenabeele, S., Hochrein, H., Mavaddat, N., Winkel, K., Shortman, K. Human thymus contains 2 distinct dendritic cell populations. Blood. 97, 1733-1741 (2001).
  4. Gotter, J., Brors, B., Hergenhahn, M., Kyewski, B. Medullary Epithelial Cells of the Human Thymus Express a Highly Diverse Selection of Tissue-specific Genes Colocalized in Chromosomal Clusters. The Journal of Experimental Medicine. 199, 155-166 (2004).
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Diesen Artikel zitieren
Stoeckle, C., Rota, I. A., Tolosa, E., Haller, C., Melms, A., Adamopoulou, E. Isolation of Myeloid Dendritic Cells and Epithelial Cells from Human Thymus. J. Vis. Exp. (79), e50951, doi:10.3791/50951 (2013).

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