Summary

単離と<em>エクスビボ</emVδ1の>文化<sup> +</sup> CD4<sup> +</sup>γδT細胞、胸腺外αβT細胞前駆

Published: December 07, 2015
doi:

Summary

Here, we provide an optimized protocol for the isolation and cloning of the scarce T-cell entity of peripheral Vδ1+CD4+ T cells that is, as we showed recently, an extrathymic αβ T-cell progenitor. This technique allows to quantitatively isolate, clone and efficiently expand these cells in ex vivo culture.

Abstract

胸腺、αβT細胞および脊椎動物における適応免疫系の主鎖を生成するための主要な器官は、長いαβT細胞の唯一の供給源として考えられてきました。しかし、胸腺退縮は、周囲へのナイーブαβT細胞の劇的に減少出力につながる人生の早い段階で開始します。それにもかかわらず、あっても百歳は、新たに取得した病原体に対する免疫を構築することができます。最近の研究では、機能の胸腺損失を補償することができる経路のが我々の理解はまだルディメンタルあり、胸腺外αβT細胞の発生を示唆しています。 γδT細胞は、組織における主要なT細胞のサブセットを構成する生来のリンパ球です。我々は最近、CD4 +Vδ1+の γδの希少エンティティT細胞が炎症状態にαβT細胞に分化転換できることを示すことによって、γδT細胞サブセットに、これまで正しく評価されていない優れた機能を帰する。ここでは、P末梢血から、この前駆細胞の単離およびその後の培養のためのプロトコルをrovide。 Vδ1細胞を積極我々は、磁気標識技術とCD4 +細胞の乏しい部分を対象と第2のステップが続く、磁気ビーズを使用して、健康なヒトのドナーのPBMCから濃縮されます。第二の標識の磁力が第一の磁性ラベルの1を超え、従って、関心の人口の、効率的な定量的・具体的な正の単離を可能にします。それから、細胞をクローニングし、効率的に拡大するためのFACS解析によって生成されたクローンの同定に必要な技術や文化状況を紹介します。そこで、精製、文化および CD4 +Vδ1+γδT細胞のex vivoでの拡大のための詳細なプロトコルを提供します。この知識は、このαβT細胞progenitor`s生物学に関連する研究のため、IDEに目指す人のための前提条件でありますその転換に関与している分子トリガーをntify。

Introduction

脊椎動物では、細胞性および体液性免疫の部分で構成されている適応免疫は、病原体に対する防御において重要な役割を果たしています。抗原の広範囲の認識は、T細胞に関して胸腺1を中心に製造されているものとするhyperpolymorphic T-およびB細胞受容体(TCR / BCR)によって媒介されます。これには、骨髄由来の造血幹細胞(HSC)は、胸腺に播種し、最終的にすべてのT細胞系統を生じる明確に定義されたステージに沿って分化します。およびCD8 – –胸腺播種前駆細胞は、CD4であり、したがって、未熟、ダブルネガティブ(DN)胸腺細胞の割合を構成しています。胸腺由来の信号は、その系統のコミットメントとαβまたはγδT細胞のいずれかへの分化を誘導します。 DN2 / 3胸腺細胞で機能的に再編成されたTCR-γおよびTCR-δ鎖遺伝子の発現は、細胞増殖のANを駆動δTCR複合体を、γにつながりますDγδT細胞2,3への分化を促進します。これとは対照的に、preTCRのpTを構築するためにpreTαとペアにすることができ、機能TCR-β鎖の再配列は、転写DN3胸腺細胞におけるTCR-γ鎖のサイレンシングおよび CD4 + CD8 +ダブルポジティブ胸腺細胞4への移行を誘導。この段階では、TCR-α鎖の再結合は、このようにこれらの細胞取消不能5-9で生産γδTCRを抑止、TCR-α遺伝子座内にたたずむTCR-δ遺伝子座を削除、発生します。再配置αβTCRsはその後自己免疫(ネガティブ選択)を避けるために、特定のしきい値を超えてはならない弱(ポジティブ選択)、自己MHCに結合するそれらの能力のために選択されます。結合MHCクラスIまたはIIの能力に応じて、選択されたαβT細胞は、単一陽性CD4 +またはCD8 + T細胞にその出口胸腺としてナイーブT細胞を開発します。

しかし、胸腺の退縮はほとんど消灯後思春期10でナイーブT細胞の指数関数的に減少する出力をリードする人生の早い段階で開始します。それにもかかわらず、T細胞プールのサイズは、ポスト胸腺恒常性T細胞の増殖および長寿命の免疫メモリ11の増殖によってのみ部分的に説明できる寿命を通して一定のままです。したがって、胸腺外T細胞の開発が行われなければなりません。最近の研究では、胸腺外で機能αβT細胞12-17を生じサイト-たαβT細胞前駆体を、特徴であるかなりの魅力を得ています。しかし、胸腺から独立したが、αβT細胞に分化胸腺外αβT細胞前駆体についての詳細な知識は、我々は、彼らがそれによって取るルート上に持っている背景のように断片的です。

我々は最近、Vδ1+の小さなT細胞エンティティを特定し</su健常人ドナーの末梢血から分離された胸腺外αβT細胞prognitor 18、などのp> CD4 +γδT細胞は軽度の炎症環境でαβT細胞に分化転換することができます。興味深いことに、潜在的に新規の抗原を認識することができるように、このように、レパートリーの多様性を拡大後の胸腺T細胞の恒常性増殖、Vδ1CD4 +細胞の分化転換新たなT細胞受容体を生成する逆保護よい新たに取得された病原体に対する宿主。これは、T細胞の可塑性に追加され、胸腺外T細胞の開発のために、これまで正しく評価されていない新しい経路を追加します。

目的は、このαβT細胞が胸腺外発達をprecursor`sトリガこれらのマーカーおよび分子を同定するために、リンパ球の供給源からの定量的な分離は、単一細胞クローンの生成及びその効率的な拡張が必須です。

Protocol

倫理文:すべての手順は、ヘルシンキ宣言に従って実施し、テュービンゲン大学で臨床倫理委員会によって承認された(38 / 2009B02と470 / 2013B02プロジェクト)。 末梢血単核細胞(PBMC)の単離1。 千IUのヘパリン硫酸を含む50 mlシリンジを使用して静脈穿刺を介し健常者50〜100ミリリットルを取り、血液1希釈:PBS(pH値= 7.2)と2。 15ミリリットルの血液分離ソ?…

Representative Results

図1は、種々の段階及び末梢血からVδ1T細胞の単離の結果を示している。 図1Aは、CD3 +リンパ球におけるVδ1+細胞の代表的な分布、ならびにVδ1+集団の共受容体の発現を示します。このドナーでは、Vδ1+細胞 (赤)の周波数は、総リンパ球数の2.3%であり、Vδ1+リンパ球のCD4発現(緑)が2.6%です。要するに、分離のための標的?…

Discussion

その正磁気細胞分離のためVδ1およびCD4:希少(T-)細胞エンティティ、すなわちVδ1+ CD4 + T細胞の表現型、生物学と機能を研究するために、我々は二つのマーカーを使用していました。 CD4は、Tヘルパー細胞上に発現されるのに対し、Vδ1は、単球および樹状細胞上に低レベルで、および造血前駆細胞上で非常に低レベルで、オーファン受容体です。

高純度の細胞?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Christian Welker is funded by a grant provided by the Jürgen-Manchot-Stiftung.

Materials

Biocoll Solution Biochrom L 6113 lymphocyte separating solution
Lysing Buffer BD BioSciences 555899 lysis of erythrocytes 
Phosphate-buffered Saline Sigma Aldrich D8537 
MACS buffer Miltenyi Biotec 130-091-222 supplement with BSA and pre-cool before use
BSA Miltenyi Biotec 130-091-376 not mandatorily from this supplier
anti-human Vd1 FITC (clone:  TS8.2) Thermo Scientific TCR2730 not mandatorily from this supplier
anti-human CD3 PerCP (clone: SK7) BD BioSciences 345766 not mandatorily from this supplier or this flurochrome
anti-human TCRab PE (clone: T10B9.1A-31) BD BioSciences 555548 not mandatorily from this supplier or this flurochrome
anti-human CD4 VioBlue (clone: M-T466)  Miltenyi Biotec 130-097-333 not mandatorily from this supplier or this flurochrome
anti-human CD8 APC-H7 (clone: SK1) BD BioSciences 641400 not mandatorily from this supplier or this flurochrome
Anti-FITC MultiSort Kit Miltenyi Biotec 130-058-701 yields better results than anti-FITC MicroBeads
MS columns Miltenyi Biotec 130-042-201 pre-cool before use
MiniMACS Separator Miltenyi Biotec 130-042-102
CD4 Positive Isolation Kit life technologies 11331D

Referenzen

  1. Bhandoola, A., von, B. H., Petrie, H. T., Zuniga-Pflucker, J. C. Commitment and developmental potential of extrathymic and intrathymic T cell precursors: plenty to choose from. Immunity. 26 (6), 678-689 (2007).
  2. Von, B. H., Melchers, F. Checkpoints in lymphocyte development and autoimmune disease. Nat. Immunol. 11 (1), 14-20 (2010).
  3. Prinz, I., et al. Visualization of the earliest steps of gammadelta T cell development in the adult thymus. Nat. Immunol. 7 (9), 995-1003 (2006).
  4. Ferrero, I., et al. TCRgamma silencing during alphabeta T cell development depends upon pre-TCR-induced proliferation. J. Immunol. 177 (9), 6038-6043 (2006).
  5. Krangel, M. S., Carabana, J., Abbarategui, I., Schlimgen, R., Hawwari, A. Enforcing order within a complex locus: current perspectives on the control of V(D)J recombination at the murine T-cell receptor alpha/delta locus. Immunol. Rev. 200, 224-232 (2004).
  6. Hawwari, A., Krangel, M. S. Role for rearranged variable gene segments in directing secondary T cell receptor alpha recombination. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (3), 903-907 (2007).
  7. Hawwari, A., Krangel, M. S. Regulation of TCR delta and alpha repertoires by local and long-distance control of variable gene segment chromatin structure. J. Exp. Med. 202 (4), 467-472 (2005).
  8. Hawwari, A., Bock, C., Krangel, M. S. Regulation of T cell receptor alpha gene assembly by a complex hierarchy of germline Jalpha promoters. Nat. Immunol. 6 (5), 481-489 (2005).
  9. Hager, E., Hawwari, A., Matsuda, J. L., Krangel, M. S., Gapin, L. Multiple constraints at the level of TCRalpha rearrangement impact Valpha14i NKT cell development. J. Immunol. 179 (4), 2228-2234 (2007).
  10. Linton, P. J., Dorshkind, K. Age-related changes in lymphocyte development and function. Nat. Immunol. 5 (2), 133-139 (2004).
  11. Sprent, J., Tough, D. F. Lymphocyte life-span and memory. Science. 265 (5177), 1395-1400 (1994).
  12. Guy-Grand, D., et al. Extrathymic T cell lymphopoiesis: ontogeny and contribution to gut intraepithelial lymphocytes in athymic and euthymic mice. J. Exp. Med. 197 (3), 333-341 (2003).
  13. McClory, S., et al. Evidence for a stepwise program of extrathymic T cell development within the human tonsil. J. Clin. Invest. 122 (4), 1403-1415 (2012).
  14. Jbakhsh-Jones, S., Jerabek, L., Weissman, I. L., Strober, S. Extrathymic maturation of alpha beta T cells from hemopoietic stem cells. J. Immunol. 155 (7), 3338-3344 (1995).
  15. Garcia-Ojeda, M. E., et al. Stepwise development of committed progenitors in the bone marrow that generate functional T cells in the absence of the thymus. J. Immunol. 175 (7), 4363-4373 (2005).
  16. Arcangeli, M. L., et al. Extrathymic hemopoietic progenitors committed to T cell differentiation in the adult mouse. J. Immunol. 174 (4), 1980-1988 (2005).
  17. Maillard, I., et al. Notch-dependent T-lineage commitment occurs at extrathymic sites following bone marrow transplantation. Blood. 107 (9), 3511-3519 (2006).
  18. Ziegler, H., et al. Human Peripheral CD4(+) Vdelta1(+) gammadeltaT Cells Can Develop into alphabetaT Cells. Front Immunol. 5, 645 (2014).
  19. Mollet, M., Godoy-Silva, R., Berdugo, C., Chalmers, J. J. Computer simulations of the energy dissipation rate in a fluorescence-activated cell sorter: Implications to cells. Biotechnol Bioeng. 100 (2), 260-272 (2008).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Welker, C., Handgretinger, R., Schilbach, K. Isolation and Ex Vivo Culture of Vδ1+CD4+γδ T Cells, an Extrathymic αβT-cell Progenitor. J. Vis. Exp. (106), e53482, doi:10.3791/53482 (2015).

View Video