이 논문 계측법 촬상 흐름을 사용하여 T 세포의 혼합 집단에서 alloreactivity를 측정하는 방법을 설명한다.
이식에서 공여 항원에 대한 면역 반응의 측정은 성공적으로 감소 또는 면역 억제의 철수에 중요한 될 가능성이 높습니다. 혼합 백혈구 반응 (MLR), 제한 희석 분석 및 트랜스 생체 지연 형 과민 (DTH) 분석이 모든 문제에 적용되어 왔지만,이 방법은 예측 기능 및 / 또는 유용성을 줄이는 중요한 실용적인 한계를 제한. 이미징 유동 세포 계측법 계측법, 형광 현미경의 이미징 기능과 흐름의 양적 multiparametric 전력을 결합하는 기술이다. 최근 도너 항원 제시 세포 (APC를) 성숙한 면역 시냅스를 형성 할 수있는 수신자 T 세포의 비율을 정의하는 촬상 유세포 방식을 사용했다. 잘 특성화 된 마우스 심장 이식 모델을 사용하여, 우리는 결과에 의하면 T-APC의 membr 중 체외 면역 시냅스의 주파수메탄 연락처 이벤트가 강하게 동종 이식 거부, 허용 오차의 결과 및 이식 생존을 유도 규제 T 세포에 의존하는 상황을 예측했다. T-APC 연락처의 주파수는 급성 거부 반응 동안 마우스로부터 T 세포를 증가 alloantigen하는 응답 렌더링 마우스로부터 T 세포를 감소. 시험 관내 시스템 조절 T 세포의 첨가는 장기간 T-APC 접점을 감소시켰다. 결정적으로, 이러한 효과는 또한 자연적으로 인간형 마우스 모델에서 인체 조직의 거부 반응을 제어하기 위해 공지 된 조절 T 세포를 발생 확장 인간 polyclonally으로 보였다. 이 방법의 추가 개발은 이식의 alloreactive T 세포 구획의 깊은 특성을 허용 할 수있다. 향후 발전과 인간의 세포를 사용하여이 방법의 평가는 면역 최소화를위한 환자를 선택하기 위해 사용되는 분석의 기초를 형성 할 수 있고, tolerogen의 영향을 측정하는데 사용될 수있다IC는 병원에서 치료.
고형 장기 이식은 신장, 간, 심장, 폐의 말기 질환 환자의 치료를 변형시켰다. 면역 억제제를 사용하지 않을 경우 크고 작은 조직 적합성 항원의 불균형으로 인해, 그러나, 동종 이식은 즉시받는 사람 T 세포에 의해 거부됩니다. 이러한 에이전트는 암과 장기 기능 장애에 대한 위험 등 다양한 부작용을 가지고있다. 주요 임상 목표는 동종 이식 거부 반응을 방지하기 위해 필요한 최소 수준으로 면역 억제제의 용량을 절감하는 것이다. 이 수준은 선천성 면역 시스템의 활성화 정도에 따라 달라질 가능성이 높습니다; 기증자받는 사람 alloantigen 불일치의 정도; 면역 기능, 약동학 및 약력학 및 환자 간 차이.
불행하게도, 이식 임상 정확하게 개별 환자의 1에 기증자의 반응성을 평가하기위한 어떤 도구를 필요가 없습니다. 혼합백혈구 반응 (MLR)의 도너 반응성을 검출 할 수 있지만, 확실 그래프트 결과 (2, 3)를 예측하지 못한다. 제한적인 희석 세이, 사이토 카인 ELISPOTs 및 트랜스 – 생체 분석 중 하나는 반응의 제한된 범위를 측정 또는 연산 오차 9, 10, 11에 관련된 4, 5, 6, 7, 8 개 .Gene 발현 프로파일 밝혀냈다 서명은 실용적이지 않다 (12)과 거부 13, 14, 15, 그러나 이들은 항상 인구 16에서 일반화 할 수없는 궁극적으로 개별 환자의 유용성을 제한 할 수 있습니다. 순서 기반 analyMLR 18 말초 혈액 17에서 증식 T 세포의 T 세포 수용체 (TCR)의 SES도 개발하지만 추가 검증을 요구하고있다.
개념적으로 도너 항원에 의해받는 T 세포 활성화에 필요한 초기 단계를 검출하는 분석을 갖는 것이 바람직하다. 유물을 소개 할 수 있습니다합니다 (MLR 같이) 일 동안 세포를 배양하기 때문에, 이러한 테스트는 이상적으로 이러한 확산 또는 이펙터 기능과 다운 스트림 이벤트의 측정을 필요로하지 않을 것입니다. 테스트는 순전히 기술적 인 평가하기 때문에, T – 세포 기능의 일부 요소에 의존하는 동등하게, 그러나, 그것은 또한 바람직 할 것이다 (예를 들면, TCR 시퀀싱) 아네 르기 기능적 T 세포를 구별 할 수 없을 수도있다.
수많은 연구들은 장기간 T-APC 연락 필수 최초 면역 시냅스의 형성에 필요한 것을 나타낼T 세포 반응 19, 20, 21, 22 단계를 포함한다. 마우스의 10 % CD4 + T 세포가 동종 골수 유래 수지상 세포 (BMDCs) (23) 오래 지속되는 접점을 형성 – 우리는 최근 체외 시간 경과 영상, 약 5 동적 동안, 보도했다. 장시간의 접촉 빈도가 마우스에서 이전에 동일한 항원에 대한 내성을 표현하는 반면, 그래프트 거부 동물이 증대하고, 그것을 쥐 untransplanted 23에서 볼 수준에서 유지되었다. 지속적인 상호 작용을받는 Tregs의 존재 하에서 환원들이 없을 증가, 우리는 인간 T 세포와 동종 단핵구 유래 수지상 세포 (MoDCs) (23)를 사용하여 유사한 현상이 관찰되었다.
그러나, 장기간의 콘택트의 열거는 폴리 클로 날 T 세포 populatio 이내에여기서 n은 시간과 노동 집약적이다. 따라서 우리는 이미지의 사용은 동종 면역 시냅스 형성을 검토하는 유동 세포 계측법했다. 이미징 유동 세포 계측법 계측법, 형광 현미경의 단일 셀 이미징 능력을 가진 종래의 흐름 multiparametric 데이터 획득 및 분석 기능을 포함한다. 이 기술은 단일 클론 T 세포 24, 26, 27 또는 초 항원 (28)의 존재 면역 시냅스 형성을 연구하기 위해 다른 연구자에 의해 사용되어왔다. alloreactive T 세포는 일반적으로 전체 T 세포 레퍼토리 29, 30, 31, 32 5-15 %를 차지하도록 예상되는 반면, 이러한 설정에서, 그러나, 응답 T 세포의 빈도는 30-100 %의 범위이다. 중요한 것은, 우리는 이미징 흐름 세포 계측법 AV를 생성 할 수 있음을 보여 주었다ERY alloreactive T 셀 (23)의 주파수 및 폴리 클로 날 T 세포 집단 내에서 시냅스 주파수의 변화 그래프트 결과 (23)의 예측되는 것을 비교 측정. 현재,이 방법은 원칙적으로 CD4 + T 세포의 직접 alloreactivity을 측정하기 위해 최적화되었지만, 또한 CD8 + T 세포와 간접 경로를 조사하기 위해 개발 될 수있다. 간접 alloreactivity는 이식 후 33 긴 시간에 점점 더 관련 될 것으로 추정된다. 우리는 현재 환자에서 테스트 할 수 있도록 인간의 세포를 사용하려면이 방법을 개발하고있다. 따라서, 미래에 전반적인 접근 방식은 이식 전에 이식에 T 세포 반응의 기능 평가에 유용 할 수있다; 즉시 이식 후; 그리고 장기적으로, 경우에 약물 최소화 중요한 목표된다.
이미징 유동 세포 계측법 단클론 T 세포와 항원 제시 사이 또는 초 항원 24, 25, 26, 27, 28의 존재하에 면역 시냅스 형성을 설명하기 위해 사용되었다. 이 방법은 생산 T 세포 APC 접촉 한 후, T 세포는 접촉 (21)의 위치를 향해 편광 그 액틴 세포 골격 재 배열된다는 사실을 이용한다. 이 재 배열 TCR 시그널링없이 발생하지 않으며, 따라서, T 세포의 활성화 (19), (20), (21)의 초기의 상관 관계이다. 여기에 제시된 방법은 폴리 클로 날 T 세포 개체군 alloreactive T 세포 주파수의 측정에이 방법을 적응시킨다. 따라서, 그것은 미래에 기증자 reactivi에 대한 분석의 개발을위한 기반이 될 수 있습니다 임상 이식에 타이.
직접적인 비교는 아직 이루어지지 않았지만, alloreactive 면역 시냅스의 검출은 기존의 MLR보다 뛰어난 예측 능력을 가지고 나타납니다. 내성 프로토콜은 상술 한 예를 들어, 이전의 연구는 것을 보여 주었다 MLR 결과 확실 그래프트 2 상관 결과 못한다.
이러한 alloantigen에 응답 이펙터 세포의 기능을 측정하지는 않지만 분석법 수많은 인간 9, 10, 11에서의 동작 적 상태에 대한 내성이 개발되어왔다. 반대로, IFNγ ELISPOT 8 계수 이펙터 T 세포 기능 분석되지만, IL-17 (38)와 같은 급성 및 만성 동종 이식 거부 반응과 관련이있다 사이토 카인 분비의 전체 스펙트럼을 캡처 할 수있는,> 39. 노동 집약적 인 제한 희석 분석 4, 쥐를 필요로하는 트랜스 – 생체 분석 (6), 임상 환경에서 자신의 응용 프로그램을 방해 할 중요한 실질적인 한계가 있습니다. MLR에 응답 T 세포의 TCR 서열 분석을 이용하여 세포 증식 분석의 최근 개선이 값이 될 수 있지만 여기에 제시된 분석과 같은, 임상 시험 18 40 추가 검증을 필요로한다.
면역 시냅스 탐지 분석의 추가 개발은 중요한 질문의 번호가 대답하는 것이 필요합니다. 먼저 개발로 분석은 직접 alloreactivity을 측정한다. 직접 경로는 도너 유래 장갑차에 동종 MHC / 펩티드 복합체의 표현을 포함한다. 후자는 일반적으로 이식 후 신속하게 제거하고, 또한 alloantigen 발표되어있다 CARRI그대로 공여 MHC (세미 직접 경로)을 제시받는 장갑차 또는 자기 MHC (간접 경로)에 처리 도너 항원하여 에드. 간접 경로는 만성 동종 이식 거부 (33), (41)의 중요한 드라이버이다.
원칙적으로,이 분석을 이용하여 간접 면역 시냅스를 검출하는 것이 가능해야하지만, 간접적 alloreactive T 세포는 이벤트의 많은 수의 분석이 요구된다는 것을 의미 직접들 (42), (43)보다 훨씬 낮은 주파수를 가지고있다. 두 번째 고려 사항은 우리가 단지 CD8 + T 세포는 항 – 공여 반응의 중요한 구성 요소 인 반면, CD4 + T 세포를 사용하여이 시험을 시험 한 점이다. 다시,이 방법으로 CD8 + T 세포 APC 시냅스를 검출 할 수 있어야한다. 또 다른 한계는 본 방법은 최종 MEMB의 수동 검토 및 세포 영상 분석을 필요로한다는 것이다rane 사용자 연락처 게이트, 우리는 현재이 단계의 자동화에 노력하고 있습니다.
마지막으로, 방법은 인간을 대상으로 테스트 및 개발을 필요로하고, 인간의 샘플 예비 연구는 현재 수행되고있다. 이식 수혜자의 면역 시냅스의 검출과 함께 또한 표현형 T 세포의 부분 집합 분석 (즉, 이펙터, 메모리, 규제 등) alloreactive T 세포 레퍼토리를 특성화하기위한 강력한 접근 방식을 나타내는 것이며, 중요한 초점이 될 것이다 향후 연구.
The authors have nothing to disclose.
SCJ는 심장에 대한 국제 사회와 폐 이식 연구 활동 및 의사의 왕 대학 및 Fellowship.SM 여행 캐나다 Detweiler의 외과 의사에 의해 지원되었다 심장과 (SCJ에) 폐 이식 경력 개발 수상 국제 사회에 의해 부분적으로 지원되었다. SS는 건강 연구 옥스포드 생물 의학 연구 Centre.JH의 국립 연구소에 의해 지원되었다하는 것은 신장 연구 UK 수석 비 임상 원정대의받는 사람입니다. 웰컴 트러스트 프로그램 그랜트 (082519Z07Z), 영국 심장 재단 프로그램 그랜트 (PG / 10 / 62.28504) 및 EU 프레임 워크 프로그램 7 (; BioDRIM 한 연구) :이 작품은 AB와 KW에 다음과 보조금에 의해 투자되었다. 저자는 같이 ImageStream 마크 X의 악기에 대한 액세스 및 지원을 제공하기 위해 마이클 파슨스와 Lunenfeld – 타넨 바움 연구소에서 유동 세포 계측법 핵심 시설, 시나이 의료 시스템, 토론토 감사드립니다.
Phosphate-buffered saline | Various | Varies | |
Ethylenediamenetetraacetic acid, 0.5M solution | Thermo Fisher Scientific | AM9260G | |
Triton X-100 nonionic detergent | Sigma-Aldrich | X100 | |
Beta-mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M3148 | |
Dimethyl sulfoxide | Sigma-Aldrich | D8418 | |
Formaldehyde | Sigma-Aldrich | F1635 | Solution is 37% formaldehyde and so must be diluted 25 times for 1.5% solution |
Cell strainers, 70 μm pore size | Fisher Scientific | 08-771-2 | |
Phalloidin-fluorescein isothiocyanate | Sigma-Aldrich | P5282 | |
7-aminoactinomycin D | Thermo Fisher Scientific | A1310 | Reconstitute in DMSO |
Allophycocyanin-conjugated anti-mouse CD90.2 | eBioscience | 17-0902 | |
Pacific blue-conjugated anti-mouse CD11b | eBioscience | 48-0112 | Pacific blue has been replaced by eFluor 450 |
Biotinylated anti-mouse CD3 | eBioscience | 13-0032 | |
Biotinylated anti-mouse MHC class II | eBioscience | 13-5321 | |
Biotinylated anti-mouse B220 | eBioscience | 13-0452 | |
Biotinylated anti-mouse CD8 | eBioscience | 13-0081 | |
Biotinylated anti-mouse CD19 | eBioscience | 13-0193 | |
Anti-biotin microbeads | Miltenyi Biotec | 130-090-485 | |
LS columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
MidiMACS magnetic cell separator | MIltenyi Biotec | 130-042-302 | |
recombinant mouse GM-CSF | Peprotech | 315-03 | |
recombinant human TGFβ1 | Peprotech | 100-21 | Human TGFβ1 has activity on mouse cells |
Amnis ImageStream X Mark II | Amnis/EMD Millipore | N/A | Imaging flow cytometer; details available at http://www.emdmillipore.com/ |
IDEAS Software | Amnis/EMD Millipore | N/A | Free download (registration required): https://www.amnis.com/index.php/page/Display/login%20%20 |
Cell culture medium | Various | Varies | |
Fetal bovine serum | Various | Varies | |
Cell culture plates | Various | Varies |