Summary

Preparazione di CD4<sup> +</sup> Le cellule T per l'analisi di GD3 e GD2 Gangliosidi membrana Expression al microscopio

Published: November 08, 2016
doi:

Summary

Descriviamo un protocollo di colorazione degli anticorpi standard per l'uso in microscopia per determinare l'espressione di membrana e la localizzazione di gangliosidi a riposo e ingenuo cellule T CD4 + attivate umani. sono descritte anche in tempo reale esperimenti di PCR utilizzando <40.000 cellule che non necessitano di ulteriori kit a basso RNA ingresso.

Abstract

I metodi qui descritti per l'attivazione delle cellule T CD4 + naive in sospensione e la loro adesione a lamelle per l'analisi al microscopio confocale consentono la localizzazione spaziale e la visualizzazione dei gangliosidi coinvolti nella attivazione delle cellule T CD4 +, che l'espressione di complemento profiling esperimenti come la citometria a flusso, occidentale assorbente o real-time PCR. La quantificazione di espressione ganglioside tramite citometria di flusso e la loro localizzazione cellulare mediante microscopia può essere ottenuta con l'uso di anticorpi anti-gangliosidi con alta affinità e specificità. Tuttavia, una adeguata gestione delle cellule in sospensione comporta il trattamento di piastre di coltura per promuovere l'adesione necessaria richiesta per la fluorescenza o acquisizione microscopia confocale. In questo lavoro, si descrive un protocollo per la determinazione GD3 e GD2 espressione ganglioside e colocalization con il TCR durante l'attivazione ingenuo cellule T CD4 +. Inoltre, real-tesperimenti ime PCR utilizzando <40.000 cellule sono descritti per la determinazione del GD3 e geni sintasi GM2 / GD2, dimostrando che gli esperimenti di analisi gene possono essere eseguite con un basso numero di cellule e senza la necessità di ulteriori kit bassa RNA ingresso.

Introduction

Le cellule T CD4 + orchestrare la risposta immunitaria attraverso le loro funzioni effettrici dopo l'attivazione da parte delle cellule presentanti l'antigene 1. Lo studio dei meccanismi cellulari che vengono modulati durante l'attivazione permette spaccato un processo di base della funzione immunitaria. Tuttavia, lo studio delle cellule T CD4 + naive può essere complicato perché rappresentano una piccola frazione di cellule nella periferia del sangue 2.

Attraverso la microscopia a fluorescenza diversi rapporti hanno studiato la localizzazione di diverse molecole coinvolte nella attivazione delle cellule T CD4 +, principalmente proteine associate alla membrana plasmatica 3. I gangliosidi sono glicosfingolipidi acido sialico che contiene e, anche se sono stati ampiamente studiati nelle cellule nervose dove sono abbondanti, altre cellule, come le cellule immunitarie esprimono anche gangliosidi con funzioni biologicamente rilevanti 4,5. Abbiamo precedentemente riportato that durante l'attivazione delle cellule T CD4 + naive umane vi è un up-regolazione del α2,8 sialyltransferase ST8Sia 1 (GD3 sintasi) e la sintasi GM2 / GD2, che inducono il significativo neoexpression superficie GD2 e l'up-regolazione di GD3 ganglioside 6. Ulteriori studi di GD3, GD2 e altri gangliosidi nelle cellule immunitarie è necessario per completare una vista parziale a base di proteine ​​della funzione immunitaria.

Comunemente, lo studio dell'espressione ganglioside si basa su tecniche quali la cromatografia su strato sottile (TLC) 7, ma questa tecnica non consente la localizzazione spaziale dei gangliosidi a livello della membrana plasmatica o in compartimenti subcellulari, limitando analisi biologiche.

In questo lavoro, si descrive un protocollo per l'identificazione anticorpo-mediata e la localizzazione di GD3 e GD2 gangliosidi nelle cellule T CD4 + naive umani e PBMC dopo l'attivazione anti-CD28 anti-CD3 /. Con questo protocollo è is anche possibile analizzare l'espressione genica e molecolare di gangliosidi in un basso numero di cellule in sospensione, con l'acquisizione di immagini di alta qualità 6, considerando le piccole dimensioni dei linfociti (9 micron).

Protocol

Il sangue periferico da donatori sani di sesso maschile è stato ottenuto con il consenso informato e l'approvazione del Comitato di Bioetica del Centro de Investigación en Dinamica Celular- Universidad Autonoma del Estado de Morelos. 1. L'isolamento e l'attivazione di cellule T CD4 umana Naïve Raccogliere 2 ml di sangue periferico derivano da donatori umani sani attraverso il consenso informato e diluire con 2 ml di PBS sterile-EDTA (1x tampone fosfato (P…

Representative Results

Il protocollo descritto in questo manoscritto rende una buona qualità di colto e di riposo aderito e ingenuo cellule T CD4 + attivate umani (Figura 1). Le cellule T CD4 + attivate mostrano la caratteristica profilo proliferativa (Figura 1B) rispetto alla condizione di riposo (Figura 1A). Il marcatore di attivazione ritardo CD25 è utile per valutare l'attivazione efficiente a 72 h osservato mediante microscopia…

Discussion

Il protocollo descritto può essere utilizzato per localizzare gangliosidi o proteine in sospensioni cellulari di cellule T CD4 + o altre cellule immunitarie (ad esempio, PMBCs, Figura 5) a partire da un piccolo numero di cellule. A causa delle piccole dimensioni di cellule T e proprietà antiaderenti, l'acquisizione di fluorescenza immagini microscopiche comporta informazioni scarsa o bassa qualità se le cellule non siano rispettati correttamente.

Q…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We are grateful to Dr. José Luis Daniotti for comments. We thank the assistance to Dr. J. Arturo Pimentel and the Laboratorio Nacional de Microscopìa Avanzada-UNAM for acquisition of confocal images. I.M.-D. and T.M.V.C. were supported by grants 157634 and 253596 from Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologìa (CONACYT), Sociedad Latinoamericana de Glicobiologìa, A.C. T.M.V.-C. is recipient of a scholarship (245192) from CONACYT. We also thank the support of the Red Temática Glicociencia en Salud – CONACYT (253596).

Materials

Advanced RPMI 1640  Thermo Fisher Scientific 12633-012 Suplemented with 3% FBS
mouse anti human CD3 antibody eBioscience 16-0037-81 OKT3 clone
mouse anti human CD28 antibody ebioscience 16-0288-81 CD28.6 clone
mouse anti human GD3  antibody Abcam ab11779 R24 clone
mouse anti human GD2 antibody Santa Cruz Biotechnology sc-53831 14G2a clone
FITC-conjugated anti-mouse IgG3
antibody
Abcam ab97259
Alexa Fluor 488 conjugated antimouse Thermo Fisher Scieni¡tific A-21131
IgG2a antibody
Alexa Fluor 647 conjugated antimouse Thermo Fisher Scieni¡tific A-21241
IgG2a antibody
Hoechst 333258 Sigma-Aldrich 861405
 Ficoll Paque-Plus GE 17-1440-02 
Trizol Reagent Invitrogen 15596-026
Naive CD4+ T Cell Isolation Kit II, human MACS Miltenyi Biotec 130-094-131
BD FACSAria II BD Biosciences Sorting 
Nunc Lab-tek chamber slide system Sigma-Aldrich C7182
Olympus FV 1000 Laser Confocal Microscope (Olympus)  Olympus Upright BX61WI and IX81 
Forward sequence primer GD3 synthase 5´-GAGCGTTCAGGAAACAAATGG- 3´ Ref. 7
Reverse sequence primer GD3 synthase 5´-CCTGTGGGAAGAGAGAGTAAG-3´ Ref. 7
Forward sequence primer GM2/GD2 synthase 5´-CAACACAGCAGACACAGTCC-3´ Ref. 7
Reverse sequence primer GM2/GD2 synthase 5´-GTGGCAATCGTGACTAGAGC-3´ Ref. 7

Referenzen

  1. Mazzon, C., Viola, A. From tango to quadrilla: current views of the immunological synapse. Cell Adh Migr. 1 (1), 7-12 (2007).
  2. Hamann, D., Pa Baars, ., Hooibrink, B., van Lier, R. W. Heterogeneity of the human CD4+ T-cell population: two distinct CD4+ T-cell subsets characterized by coexpression of CD45RA and CD45RO isoforms. Blood. 88 (9), 3513-3521 (1996).
  3. Zhong, L., Zhang, Z., Lu, X., Liu, S., Chen, C. Y., Chen, Z. W. NSOM / QD-Based Visualization of GM1 Serving as Platforms for TCR / CD3 Mediated T-Cell Activation. Biomed Res Int. , 276498 (2013).
  4. Nagafuku, M., Okuyama, K., et al. PNAS Plus: CD4 and CD8 T cells require different membrane gangliosides for activation. Procs Natl Acad Sci USA. 109 (6), E336-E342 (2012).
  5. Schnaar, R. L., Gerardy-Schahn, R., Hildebrandt, H. Sialic acids in the brain: gangliosides and polysialic acid in nervous system development, stability, disease, and regeneration. Physiol Rev. 94, 461-518 (2014).
  6. Villanueva-Cabello, T. M., Mollicone, R., Cruz-Muñoz, M. E., Lòpez-Guerrero, D. V., Martìnez-Duncker, I. Activation of human naïve Th cells increases surface expression of GD3 and induces neoexpression of GD2 that colocalize with TCR clusters. Glycobiology. 25 (12), 1454-1464 (2015).
  7. Müthing, J. TLC in structure and recognition studies of glycosphingolipids. Methods Mol Biol. 76 (17), 183-195 (1998).
  8. de Almeida, M. C., Silva, A. C., Barral, A., Barral Netto, M. A simple method for human peripheral blood monocyte isolation. Mem Inst Oswaldo Cruz. 95 (2), 221-223 (2000).
  9. O’Neil-Andersen, N. J., Lawrence, D. A. Differential modulation of surface and intracellular protein expression by T cells after stimulation in the presence of monensin or brefeldin A. Clin Diagn Lab Immunol. 9 (2), 243-250 (2002).
  10. Mannering, S. I., Zhong, J., Cheers, C. T-cell activation, proliferation and apoptosis in primary Listeria monocytogenes infection. Immunology. 106 (1), 87-95 (2002).
  11. Marconi, S., Acler, M., et al. Anti-GD2-like IgM autoreactivity in multiple sclerosis patients. Mult Scler. 12 (3), 302-308 (2006).
  12. Park, J. E., Wu, D. Y., et al. Fine specificity of natural killer T cells against GD3 ganglioside and identification of GM3 as an inhibitory natural killer T-cell ligand. Immunology. 123 (1), 145-155 (2008).
  13. Simon, B. M., Malisan, F., Testi, R., Nicotera, P., Leist, M. Disialoganglioside GD3 is released by microglia and induces oligodendrocyte apoptosis. Cell Death Differ. 9 (7), 758-767 (2002).
  14. Beske, O., Reichelt, M., Taylor, M. P., Kirkegaard, K., Andino, R. Poliovirus infection blocks ERGIC-to-Golgi trafficking and induces microtubule-dependent disruption of the Golgi complex. J Cell Sci. 120 (18), 3207-3218 (2007).
  15. Zuber, C., Spiro, M. J., Guhl, B., Spiro, R. G., Roth, J. Golgi apparatus immunolocalization of endomannosidase suggests post-endoplasmic reticulum glucose trimming: implications for quality control. Mol Biol Cell. 11 (12), 4227-4240 (2000).
  16. Yamashiro, S., Okada, M., et al. Expression of (GD3 synthase) gene in human cancer cell lines: high level expression in melanomas and up-regulation in activated T lymphocytes. Glycoconj J. 12 (6), 894-900 (1995).
  17. Wipfler, D., Srinivasan, G. V., et al. Differentially regulated expression of 9-O-acetyl GD3 (CD60b) and 7-O-acetyl-GD3 (CD60c) during differentiation and maturation of human T and B lymphocytes. Glycobiology. 21 (9), 1161-1172 (2011).
  18. Pukel, C. S., Lloyd, K. O., Travassos, L. R., Dippold, W. G., Oettgen, H. F., Old, L. J. GD3, a prominent ganglioside of human melanoma. Detection and characterisation by mouse monoclonal antibody. J Exp Med. 155 (4), 1133-1147 (1982).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Villanueva-Cabello, T. M., Martinez-Duncker, I. Preparation of CD4+ T Cells for Analysis of GD3 and GD2 Ganglioside Membrane Expression by Microscopy. J. Vis. Exp. (117), e54569, doi:10.3791/54569 (2016).

View Video