Ein Protokoll, Antigen-spezifische T-Zell-Reaktionen in den Organen der Immunabwehr des Ifnar1– / – Mausmodell für die Zika-Virusinfektion (ZIKV) zu bewerten ist beschrieben. Diese Methode ist von zentraler Bedeutung für die Untersuchung der zellulären Mechanismen des Schutzes und immunpathogenese ZIKV Impfstoffe und ist auch wertvoll für die Beurteilung der Wirksamkeit.
Das Zika-Virus (ZIKV) kann Entzündungen im Immunabwehr Organe (z.B.Gehirn und Hoden), induzieren, führt zu das Guillain-Barré-Syndrom und die Hoden zu beschädigen. Während einer Infektion mit dem ZIKV nachweislich die Immunzellen in das Gewebe einzudringen. Die zellulären Mechanismen, die die Schutz- und/oder immunpathogenese diese Immunzellen während einer ZIKV Infektion zu definieren sind jedoch noch weitgehend unbekannt. Hier beschreiben wir Methoden, um die Virus-spezifischen T-Zell-Funktionalität in diesen Organen der Immunabwehr von ZIKV-infizierten Mäusen bewerten. Diese Methoden beinhalten ein) eine ZIKV Infektion und Impfstoff Impfung bei Ifnar1– / – Mäusen; (b) Histopathologie, Immunfluoreszenz und Immunohistochemistry Assays, die Virus-Infektion und Entzündung im Gehirn, der Hoden und der Milz zu erkennen; (c) die Vorbereitung von einem Tetramer von ZIKV abgeleiteten T-Zell-Epitope; (d) die Erkennung des ZIKV-spezifischen T-Zellen in die Monozyten isoliert aus dem Gehirn, der Hoden und der Milz. Mit diesen Ansätzen ist es möglich, die Antigen-spezifische T-Zellen erkennen, die in der Immunabwehr Organe infiltriert haben und um die Funktionen dieser T-Zellen während der Infektion zu bewerten: potenzielle Immunschutz über Virus-Clearance und und/oder immunpathogenese die Entzündung noch verschlimmern. Diese Erkenntnisse können auch helfen, um den Beitrag der T-Zellen induziert durch die Impfung gegen ZIKV zu klären.
Die ZIKV ist ein Moskitos übertragene Flavivirus, die zuerst im Jahre 1947 in Uganda aus einem fieberhaften Rhesus-Makaken isoliert wurde. Vor kurzem hat die ZIKV eine gesundheitliche Notlage durch seine rasche Verbreitung in Nord-und Südamerika und die unerwartete Verbindung zur Mikrozephalie und Guillain-Barré-Syndrom1,2,3geworden. Aus epidemiologischen Daten hat der ZIKV vermutet, die Ursache des Guillain-Barré-Syndrom in etwa 1 pro 4.000 Erwachsene4infiziert. Darüber hinaus wurde eine Korrelation zwischen der ZIKV und Hoden Infektion/Schaden im Mausmodell nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass die ZIKV Infektion, unter bestimmten Umständen kann die Blut-Hoden-Schranke umgehen und schließlich zu Unfruchtbarkeit5 führen, . Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Induktion von Schutz- oder pathologische Immunreaktionen während einer ZIKV Infektion vollständig zu verstehen.
Noch viel über die zelluläre Immunantworten auf der ZIKV gelernt werden. CD4+ und CD8+ T-Zell Reaktionen auf das Kapsid, Umschlag und Elementoptionen Protein 1 (NS1) eingehalten worden, im ZIKV-infizierten Affen und Menschen6,7,–8. Bei Mäusen, mehrere Studien haben gezeigt, dass CD8+ T-Zellen spielen eine schützende Rolle bei der Kontrolle der ZIKV Replikation9,10,11. Wichtig ist, Jurado Et Al. zeigten, dass eine ZIKV Infektion in den Zusammenbruch der Blut – Hirn-Schranke und perivaskuläre Infiltration von CD8 führt+ T-Effektorzellen in den Hoden von Ifnar1– / – Mäusen. Darüber hinaus hat sie gezeigt, dass CD8+ T Zellen anstiften ZIKV verbundenen Lähmung und scheinen eine Rolle in der neonatalen Gehirn Immunpathologie zu spielen. In einer früheren Studie, wir die ZIKV-E-294-302 -Tetramer vorbereitet und zeigte, dass ZIKV-spezifische CD8+ T Zellen in das Gehirn und Rückenmark von ZIKV infiziert Ifnar1– / – Mäusen, die wichtige Implikationen für die Gestaltung haben können gibt es und Entwicklung des ZIKV Impfstoffe10.
In Reaktion auf die dringende Notwendigkeit der Impfung gegen ZIKV Infektion zu verhindern sind mehrere Impfstoffe in den präklinischen Stadien der Entwicklung, einschließlich der RNA-Impfstoffen, rekombinanten Vektor-basierte Impfstoffe und gereinigtes Protein Untereinheit Impfstoffe. Die Plasmid-DNA-Impfstoff ist in Phase 1 klinischen Studien12. Die Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit von ZIKV Impfstoffen ist daher wichtig. Ein Vorteil der Impfstoffe ist ihre Fähigkeit, spezifische T-Zell-Reaktionen hervorrufen, die wichtig für den Schutz gegen die ZIKV sein können. Mithilfe von ZIKV abgeleiteten T-Zell-Epitop-bezogene Tetramers der T-Zell-Immunoreactivity induziert durch ein Adenovirus-Vektor-basierte ZIKV Impfstoff immunisierten Mäusen nachgewiesen werden konnte, und M und E Glykoproteine erwiesen sich als robuste Antigen-spezifische CD8 induzieren+ T-Zell-Immunoreactivity-13.
Während einer Virusinfektion ist die Anerkennung der Peptid-Antigene, die durch große Histocompatibility complex (MHC) Moleküle an den T-Zell-Rezeptor (TCR) präsentiert einen wichtigen T-Zell-vermittelten Mechanismus für den Schutz der Host-14. Basierend auf dieser Theorie, ist Tetramer-Technologie ein einzigartiges Werkzeug, die Rollen, die Antigen-spezifische T-Zellen spielen bei der Regulation der Immunantwort15aufzuklären. Dieses Protokoll beschreibt die Einrichtung der Ifnar1– / – Maus-Modell für ZIKV Infektionen und die Detektion von reaktiven T-Zellen in der Milz, Gehirn und Hoden der Mäuse mit Tetramer Technologie. Darüber hinaus haben wir die ZIKV-E-294-302 -Tetramer erkennen und bewerten von T-Zell-Immunoreactivity durch ein ZIKV Impfstoff (AdC7-M/E) bei immunisierten Mäusen induziert. Diese Studie enthält Anleitungen für die Untersuchung von T-Zell-Reaktionen in den Organen der Immunabwehr und dient als Referenz für die Einsatzmöglichkeiten in der Plazenta oder fetalen Gehirns.
Immunogen T-Zell-Epitop spielt eine bedeutende Rolle in der zellulären Immunität gegen Krankheitserreger23. So ist der Nachweis von ZIKV-spezifischen T-Zellen in den Organen der Immunabwehr eine wichtige Methodik, T-Zell-Reaktionen gegen die natürliche ZIKV-Infektion zu verstehen. T-Zell-Antwort-Erkennung ist inzwischen ein hervorragendes Werkzeug, um die Wirksamkeit der viralen Impfstoff zu untersuchen. Hier zeigen wir ein umfassendes Protokoll, die Experimente zu visualisieren, darunter die Isolation der Lymphozyten aus Milz, Gehirn und Hoden ZIKV-infizierte Mäuse, die Vorbereitung der immundominante Epitop E294-302 Tetramer, und die Anerkennung des ZIKV-spezifischen CD8+ T-Zellen in Organen der Immunabwehr des ZIKV-infizierten Mäusen.
Eine frühere Studie ergab, dass ein live ZIKV oder seine RNA in der Samenflüssigkeit männlicher Patienten erkannt werden kann gibt an, dass der ZIKV kann die Blut-Hoden-Schranke zu umgehen und selbst in der reproduktiven System24zu replizieren. Bisher haben wir gezeigt, dass die ZIKV Hoden schädigen und zu männlichen Unfruchtbarkeit bei Mäusen25führen kann. ZIKV Infektion kann zu Virämie bei Rhesus-Affen führen, und die virale RNA kann in das zentrale Nervensystem (ZNS) sowie in der viszeralen Organe erkannt werden. Immunohistochemistry ergab, dass ZIKV-spezifische Antigene im ZNS und mehreren peripheren Organe26vorgelegt wurden. Auch in murinen Modellen ZIKV Infektion kann eine robuste antivirale CD8 induzieren+ T-Zell-Antwort in der Milz und CNS-26.
Im Vergleich zu früheren Arbeiten, diese Studie stellt systematische Methoden zur ZIKV-spezifische CD8 erkennen+ T-Zell Reaktionen im Gehirn und Hoden, die Immunabwehr sind. Es ist wichtig, die Funktionalität des Virus-spezifischen T-Zellen in den Organen der Immunabwehr der ZIKV-infizierte Mäuse zu bewerten. Die Nutzung des Tetramers ZIKV-spezifische CD8 erkennen+ T-Zell Reaktionen in Immunabwehr Organe würde unser Verständnis von ZIKV Infektionen und ihre Host-Immunantwort erheblich verbessern. Mit E-294-302 -Tetramer, können Virus-spezifischen T-Zellen im Gehirn und Hoden durch Durchflusszytometrie, isoliert werden, um die zellulären Mechanismen zum Schutz und zur immunpathogenese während einer ZIKV Infektion zu untersuchen. Inzwischen ist es hilfreich für Forscher, die Funktionen der CD8 weiter zu untersuchen+ T-Zellen, die ZIKV zu kontrollieren oder um die immunpathogenese in diesen Organen während der ZIKV Infektion zu verbessern.
Die Antigen-spezifische murinen CD8 analysieren+ T-Zell Reaktionen in den Organen der Immunabwehr, wir H-2Db-E294-302 Tetramer vorbereitet und entdeckt die CD8+ T-Zellen durch Durchflusszytometrie. Tetramers sind ein mächtiges Werkzeug um antigenspezifischen T-Zellen zu erkennen. Hier wurden drei Arten von Fluorochrom konjugiert Streptavidin (APC, PE, und BV421) erzeugt. Zwar gibt es keine statistisch signifikanten Unterschiede in der APC – BV421- und PE-Label Tetramers zur Erkennung von antigenspezifischen T-Zellen, PE-mit der Bezeichnung pMHC-ich Tetramers ergab die besten Ergebnisse. Daher wurde die PE-Label Tetramer in dieser Studie verwendet. Interessanterweise erkannt basierend auf PE-mit der Bezeichnung H-2Db-E294-302 Tetramer, wir hohe Verhältnisse von antigenspezifischen T-Zellen im Gehirn und Hoden, die die Migration Fähigkeit der Virus-spezifischen T-Zellen aus dem Blut zu zeigen Organe der Immunabwehr.
Es gibt jedoch einige Einschränkungen des Protokolls. Die H-2Db-E294-302 Tetramer eignet sich nicht für menschliche T-Zell-Erkennung, da Tetramer Erkennung MHC Beschränkung abhängig ist. Das Screening von immundominante HLA eingeschränkt Peptide wird noch benötigt. Außerdem, Retro-Orbital-Infektion gilt für eine ZIKV-Infektion kann jedoch keine komfortable Bedienung für einige Forscher. Daher sind auch andere Wege der Infektion, einschließlich peritoneal, subkutane oder intravenöse, empfohlen.
In dem hier beschriebenen Protokoll ist ein entscheidender Schritt der Isolation von Monozyten aus Hirn und Hoden. Es ist wichtig, qualitativ hochwertige Lymphozyten zu erwerben; Daher ist es wichtig, auf, zum Beispiel die zentrifugale Geschwindigkeit, die Stärke der Schleifen Gewebe und die Zerlegung des Gehirn und Hoden Gewebes zu achten. Außerdem sind Protease-Inhibitoren (PMSF, Pepstatin, Leupeptin) Tetramer Vorbereitung hilfreich, wenn ein Protein schützt vor abgebaut. Daher ist es sinnvoll die refolding Puffer eine Protease-Inhibitor hinzufügen und Austauschen des Puffers während des Prozesses der Tetramer Vorbereitung.
Abschließend präsentieren wir die Methoden der Antigen-spezifischen T-Zell-Reaktionen in der Immunabwehr Organe des Ifnar1– / – Maus-Modell für eine ZIKV-Infektion zu erkennen. Diese Plattform kann weit angewendet werden, um zu untersuchen, die Abwehrmechanismen der Schwellen- und neu auftauchende Viren, die die Barrieren zwischen dem Blut und die Organe der Immunabwehr umgehen können. Darüber hinaus kann dieser Studie ebnen den Weg für die zukünftige Entwicklung der Kandidat Impfstoffe und Immuntherapien.
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren danken Gary Wong für die englische Version. Diese Arbeit wurde unterstützt durch National Key Research and Development Program von China (Grant 2017YFC1200202), spezielle Großprojekte für ansteckende Krankheit Research of China (Grant 2016ZX10004222-003). George F. Gao ist eine führende principal Investigator der National Natural Science Stiftung von China Innovative Research Group (Grant 81621091).
Z6 | our lab | Ma W, Li S, Ma S, et al. Zika virus causes testis damage and leads to male infertility in mice. Cell, 2016, 167: 1511-1524 e1510 | |
CD3 | Santa Cruz | sc-1127; RRID: AB_631128 | |
Fluorescein-Conjuated Affinipure Goat anti-human IgG(H+L) | ZSGB-BIO | ZF-0308 | |
Rabbit Anti-Goat IgG, FITC Conjugated | CWBIO | CW0115 | |
FITC anti-mouse CD3 | Biolegend | 17A2 | |
APC anti-mouse CD3 | Biolegend | 100236 | |
PerCP anti-mouse CD8a | Biolegend | 100732 | |
Percoll | GE Healthcare | P8370 | |
PMSF | Ameresco | 0754-5G | Toxic and corrosive reagent. Handle with care |
Streptadivin | BD | S4762-FZ | Gives a clear solution at 10mg/ml in PBS and stored at -20 °C |
Pepstatin | Sigma | P4265-5MG | 5 mg in 2.5 ml DMSO, aliquots stored at -20ºC |
Leupeptin | Sigma | L8511 | 5 mg in 2.5 ml dH 2 O, aliquots stored at – 20ºC |
Peptides | Scilight-peptide | Must be resuspended in DMSO and stored at -20 °C | |
RPMI 1640 | Hyclone | SH30809.01 | Must be stored at 4°C |
DMSO | MP | 219605590 | Store at room temperature. |
APC-Streptadivin | BD | 554067 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
FITC-Streptadivin | BD | 554060 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
PE-Streptadivin | BD | 554061 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
BV421-Streptadivin | BD | 563259 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
PageRuler Unstained Protein Ladder | Thermo Fisher Scientific | 26614 | Must be stored at 4°C |
Cell Strainers | BF | BF10-5040 | Store at room temperature. |
Amicon Ultra 100kDa | Millipore | UFC510024 | Store at room temperature. |
Ultracentrifuge | Thermo Fisher Scientific | ||
FACS Cantol | Flow cytometer must contain lasers and filters that are compatible with the staining panel used. | ||
Superdex 200 Increase 10/300 GL | GE healthcare | 28990944 | |
AKTA PURE | GE healthcare | ||
red blood cell lysis buffer | Solarbio | R1010 | Store at 4°C. |