Summary

Анализ адгезии при сдвиге стресса для изучения Т-лимфоцитами взаимодействий молекул адгезии

Published: June 29, 2016
doi:

Summary

Этот анализ адгезии потока обеспечивает простую, высокую модель удара клеток-эпителиального взаимодействия Т-клеток. Шприцевой насос используется для генерирования напряжения сдвига, и конфокальной микроскопии захватывает изображения для количественной оценки. Целью этих исследований является эффективно количественно адгезию Т-клеток с использованием условий потока.

Abstract

В целом, адгезия Т-клеток является важным компонентом функции, вносит свой вклад в различных процессах клеточного набора на участках воспаления и взаимодействия с антиген-представляющих клеток (APC) в формировании иммунологических синапсов. Эти два контекста адгезии Т-клеток отличаются тем, что Т-клеток APC взаимодействия можно считать статичным, в то время как взаимодействие Т-клетками кровеносных сосудов сталкиваются с проблемой напряжения сдвига, порожденного самого обращения. Т-клетки-Арс взаимодействия классифицируются как статические в том, что две клеточные партнеры являются статическими по отношению друг к другу. Как правило, это взаимодействие происходит в лимфатических узлах. Поскольку Т – клетка взаимодействует со стенкой кровеносного сосуда, клетки арестовывать и должны противостоять сгенерированного напряжения сдвига. 1,2 Эти различия подчеркивают необходимость более глубокого понимания статической адгезии и адгезии в проточных условиях в виде двух отдельных регуляторных процессов. Регулирование адгезии Т-клеток может быть наиболее лаконично описан как контроллинг состояние сродства интегрина молекул экспрессируется на поверхности клетки, и, таким образом, регулируя взаимодействие интегринов с молекулой лигандами адгезии, экспрессированным на поверхности клетки, взаимодействующей. Наше нынешнее понимание регуляции интегрина сродства состояний происходит от часто упрощенно в пробирке модельных системах. Анализ адгезии с использованием условий потока, описанных здесь, позволяет для визуализации и точной количественной оценки клеток-эпителиальной взаимодействий Т-клеток в реальном времени после стимула. Адгезией при анализе потока могут быть применены к изучению адгезии сигнализации в Т-клетках после обработки ингибирующими или стимулирующими веществами. Кроме того, этот анализ может быть расширен за пределы сигнализации Т-клеток в популяции любого адгезив лейкоцитарного и любой пары интегрином молекул адгезии.

Introduction

Т – лимфоцит адгезия опосредует ряд различных процессов в здоровой иммунной системы, 3 играет критически важную роль в торговле людьми Т – клеток и презентации антигена. Если во время иммунного надзора или активного иммунного ответа эти две широкие роли для адгезии являются критическими. 4 Физиологические сигнальные события клеток-эндотелиальной взаимодействия Т – клеток отличаются от Т – клеток-антигенпрезентирующих клеток (АРС) взаимодействия, и , следовательно , требуют различных методов исследование, чтобы наилучшим образом понять сигнальные каскады, вовлеченные. Фирма адгезия Т-клеток к стенке кровеносного сосуда во время экстравазации лимфоцитов требует быстрого и динамического активации интегрина. Тесное взаимодействие между активным государством интегрином и адгезионных молекул по эндотелию приводит к адгезии , устойчивой к потоку крови, что позволяет Т – клетки ползать по поверхности в поисках области разрешительного до клеточного прохода. 5 сканированию сотовом Bi T -directionally Алонга стенки кровеносного сосуда полагается на поляризованной адгезии, с отчетливым клеевой передним концом Т – клетки. 6 Что наиболее важно, фирма адгезии и трансмиграции требуют устойчивости к сдвиговой силы , генерируемой за счет циркуляции кровотока.

При разработке экспериментов по изучению адгезии лимфоцитов, внимание должно быть обращено на специфический стимул интереса. В то время как активации интегрина является общим и важным компонентом всех форм адгезии Т-клеток, каскады активации, вероятно, будут уникальными ниже по потоку от отдельных рецепторов и ко-рецепторов. Кроме того, пары интегрин и молекулы адгезии функционируют в специализированных микросреды и на конкретных подгруппах. Таким образом, эти пары могут регулироваться совершенно по-разному. Модель , представленная здесь , идеально подходит для изучения сигнальных каскадов , приводящих к активации интегрина , происходящие при сдвиге условиях стресса. 7 Эти взаимодействия не могут быть адекватно понимать в статическом adhesiна системе из – за воздействия этих сил было показано, что непосредственно на поведение Т – клеток. 8 Хотя представленные здесь с Т – клетками и СНО (яичника китайского хомячка) клетки , сконструированные для экспрессии человеческого ICAM-1 (СНО-ICAM клетки) система может легко модифицировать для изучения различных популяций лейкоцитов или молекулы адгезии.

Этот анализ предоставляет метод количественной оценки клеток адгезионную T и активацию интегрина с использованием напряжения сдвига, обеспечивая модель для твердой стадии адгезии лейкоцитов. Благодаря использованию ЧО-ICAM клеток сродство LFA-1 для его лиганда в живых клетках, могут быть рассмотрены в режиме реального времени, в ответ на различные стимулы, представляющие интерес. Этот метод требует легко получить, коммерчески доступные камеры микро-потока в сочетании с насосом со шприцем, что значительно упрощает оборудование , необходимое для моделирования кровотока и напряжения сдвига по сравнению с другими моделями. 9 Другим важным преимуществом этого анализа является то , что специфической сигнализациикаскады и результирующее состояние активации отдельных интегринов может быть чисто изучены посредством использования сконструированных клеток СНО, экспрессирующих молекулы адгезии человека, представляющие интерес. Кроме того, сочетание количественных данных с изображений живых клеток является существенным преимуществом этого метода. В целом, в то время как количество анализов статической адгезии Т-клеток было описано, что хорошо модель Т-клеток-APC взаимодействия, эти модели недостаточно для захвата динамичного процесса клеточного эпителиальной адгезии T. По этой причине при выборе анализа адгезии стимул в вопросе должны быть рассмотрены.

Protocol

1. Покрытие Клетки СНО-ICAM Примечание: Цель этого шага заключается в высевания CHO-ICAM клеток в проточных камерах для роста в течение ночи с целью создания сливающийся монослой. Поддержание ЧО-ICAM клеток в 10 см тканевых культур обрабатывают культуральных чашках в 10 мл RPMI среде с 10% ?…

Representative Results

Типичные результаты приведены из анализа адгезии потока с использованием Jurkat и первичных человеческих CD3 + Т – клеток, как показано, стимулировали SDF-1alpha. Негативные управления во всех показанных экспериментах нестимулированных клеток. Порог базальный процент а?…

Discussion

Для того , чтобы правильно проанализировать адгезию Т – клеток, стимулятором быть включены в исследование , необходимо учитывать при выборе метода в лабораторных условиях . Хотя существует несколько анализов для изучения сигналов, приводящих к активации LFA-1 и ICAM-1, связывающего все …

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The Rheumatology Research Foundation and the Hirschil Trust supported this work.

Materials

T cell samples (cell line or primary) ATCC TIB-152 Peripheral human T cells
CHO-ICAM-1 cells ATCC CRL-2093
µ-Slide VI 0.4 ibiTreat ibidi 80606
500 ml glass bottle Fisher FB800500
250 ml glass bottle Fisher FB800250
Silicone tubing 0.8 mm ibidi 10841
Confocal microscope with incubator chamber Ziess 700 Any wide field fluorescent microscope
Syringe pump New Era Pump Systems NE-300
60 ml syringe BD 309653
CFSE eBioscience 65-0850
SDF-1α R&D 350-NS-010/CF
RPMI Lonza 12-702F/12
PBS  Lonza 17-516F
Microcentrifuge Eppendorf  5424
D-Glucose Sigma Aldrich G8270 
PMA Sigma Aldrich 16561-29-8
Volocity software Perkin Elmer Version 6.2.1
ImageJ software NIH Version 1.48V
Tissue-culture treated culture dishes Falcon 353003
Trypsin-EDTA (0.25%) Phenol Red Gibco 25200114
Heat Inactivated FBS Denville FB5001-H
Penicillin/Streptomycin Fisher BP295950

Referenzen

  1. Alon, R., Ley, K. Cells on the run: shear-regulated integrin activation in leukocyte rolling and arrest on endothelial cells. Curr Opin Cell Biol. 20 (5), 525-532 (2008).
  2. Ley, K., Laudanna, C., Cybulsky, M. I., Nourshargh, S. Getting to the site of inflammation: the leukocyte adhesion cascade updated. Nat Rev Immunol. 7 (9), 678-689 (2007).
  3. Dustin, M. L., Bivona, T. G., Philips, M. R. Membranes as messengers in T cell adhesion signaling. Nat Immunol. 5 (4), 363-372 (2004).
  4. Mor, A., Dustin, M. L., Philips, M. R. Small GTPases and LFA-1 reciprocally modulate adhesion and signaling. Immunol Rev. 218, 114-125 (2007).
  5. Rose, D. M., Alon, R., Ginsberg, M. H. Integrin modulation and signaling in leukocyte adhesion and migration. Immunol Rev. 218, 126-134 (2007).
  6. Alon, R., Feigelson, S. W. Chemokine-triggered leukocyte arrest: force-regulated bi-directional integrin activation in quantal adhesive contacts. Curr Opin Cell Biol. 24 (5), 670-676 (2012).
  7. Su, W., et al. Rap1 and its effector RIAM are required for lymphocyte trafficking. Blood. 126 (25), 2695-2703 (2015).
  8. Judokusumo, E., Tabdanov, E., Kumari, S., Dustin, M. L., Kam, L. C. Mechanosensing in T lymphocyte activation. Biophys J. 102 (2), L5-L7 (2012).
  9. Zeltzer, E., et al. Diminished adhesion of CD4+ T cells from dialysis patients to extracellular matrix and its components fibronectin and laminin. Nephrol Dial Transplant. 12 (12), 2618-2622 (1997).
  10. Strazza, M., Azoulay-Alfaguter, I., Pedoeem, A., Mor, A. Static adhesion assay for the study of integrin activation in T lymphocytes. J Vis Exp. (88), (2014).
  11. Ibidi GmbH. Shear stress and shear rates for ibidi μ-Slides – based on numerical calculations. Application Note 11. , (2014).
  12. van Gijsel-Bonnello, M., et al. Pantethine Alters Lipid Composition and Cholesterol Content of Membrane Rafts, With Down-Regulation of CXCL12-Induced T Cell Migration. J Cell Physiol. 230 (10), 2415-2425 (2015).
  13. Tozeren, A., et al. Micromanipulation of adhesion of phorbol 12-myristate-13-acetate-stimulated T lymphocytes to planar membranes containing intercellular adhesion molecule-1. Biophys J. 63 (1), 247-258 (1992).
  14. Mortier, A., Van Damme, J., Proost, P. Overview of the mechanisms regulating chemokine activity and availability. Immunol Lett. 145 (1-2), 2-9 (2012).
  15. Rot, A. In situ binding assay for studying chemokine interactions with endothelial cells. J Immunol Methods. 273 (1-2), 63-71 (2003).
  16. Yang, L., et al. ICAM-1 regulates neutrophil adhesion and transcellular migration of TNF-alpha-activated vascular endothelium under flow. Blood. 106 (2), 584-592 (2005).
  17. Long, E. O. ICAM-1: getting a grip on leukocyte adhesion. J Immunol. 186 (9), 5021-5023 (2011).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Strazza, M., Azoulay-Alfaguter, I., Peled, M., Mor, A. Assay of Adhesion Under Shear Stress for the Study of T Lymphocyte-Adhesion Molecule Interactions. J. Vis. Exp. (112), e54203, doi:10.3791/54203 (2016).

View Video