Tail-skin transplantation is a powerful model for studying T cell-dependent rejection and tolerance induction during allogeneic immune responses in mice. The advantages of this protocol are minor invasive surgery, and ease of monitoring with no need to sacrifice the recipient mouse.
The study of T cell responses and their consequences during allo-antigen recognition requires a model that enables one to distinguish between donor and host T cells, to easily monitor the graft, and to adapt the system in order to answer different immunological questions. Medawar and colleagues established allogeneic tail-skin transplantation in mice in 1955. Since then, the skin transplantation model has been continuously modified and adapted to answer specific questions. The use of tail-skin renders this model easy to score for graft rejection, requires neither extensive preparation nor deep anesthesia, is applicable to animals of all genetic background, discourages ischemic necrosis, and permits chemical and biological intervention.
In general, both CD4+ and CD8+ allogeneic T cells are responsible for the rejection of allografts since they recognize mismatched major histocompatibility antigens from different mouse strains. Several models have been described for activating allogeneic T cells in skin-transplanted mice. The identification of major histocompatibility complex (MHC) class I and II molecules in different mouse strains including C57BL/6 mice was an important step toward understanding and studying T cell-mediated alloresponses. In the tail-skin transplantation model described here, a three-point mutation (I-Abm12) in the antigen-presenting groove of the MHC-class II (I-Ab) molecule is sufficient to induce strong allogeneic CD4+ T cell activation in C57BL/6 mice. Skin grafts from I-Abm12 mice on C57BL/6 mice are rejected within 12-15 days, while syngeneic grafts are accepted for up to 100 days. The absence of T cells (CD3-/- and Rag2-/- mice) allows skin graft acceptance up to 100 days, which can be overcome by transferring 2 x 104 wild type or transgenic T cells. Adoptively transferred T cells proliferate and produce IFN-γ in I-Abm12-transplanted Rag2-/- mice.
Transplantatie van solide organen zoals huid, hart en nieren is nu een standaard procedure in de medische praktijk wereldwijd 1. Succesvol getransplanteerde organen kan door activering van de ontvanger immuunsysteem, die de major histocompatibility antigenen van de donor herkent worden afgewezen. Daarom getransplanteerde patiënten moeten de behandeling met immunosuppressieve geneesmiddelen 2. Allogene huidtransplantatie bij muizen werd vastgesteld Medawar en collega's in 1955 en is nuttig voor het identificeren van gerichte moleculen later beschreven major histocompatibility complex (MHC) klasse I en II. Sindsdien heeft de huidtransplantatie model voortdurend gemodificeerd en aangepast aan de rol van T-cel subsets en de relevantie van chemische en biologische interventie bij het onderdrukken van transplantaatafstoting 2-4 bestuderen. Huid van het oor en de romp zijn moeilijker te bereiden en zijn meer vatbaar voor hypoxie en necrose dan staartstuk 5; echter,transplantatie procedure gelijk. Naast het toezicht op de staart-huidtransplantaties is eenvoudig te wijten aan de karakteristieke haar textuur van de huid.
Dit artikel geeft een gedetailleerde procedure voor MHC klasse II mismatch staart-huidtransplantatie dat zorgt voor de studie van de verschillende aspecten van CD4 + T-cel gemedieerde allograft afstoting en tolerantie bij muizen. De natuurlijke drie-puntmutatie in de MHC klasse II molecuul IA b (de zogenaamde IA BM12) 6-9 is voldoende om afstoting van de huid allotransplantaten induceren in C57BL / 6 muizen 8. De IA BM12 molecuul activeert CD4 + T-cellen met verschillende αβ-T-celreceptor (TCR) ketens van C57BL / 6 muizen, waaronder Vα2Vβ8 TCR-specifieke T-cellen werden geïdentificeerd om een TcR-transgene muizen 10 genereren. De adoptieve overdracht van Vα2Vβ8-TcR T-cellen is gebruikt om afstoting model vast te stellen bij immunodeficiënte C57BL / 6 RAG2 – / – muizen getransplanteerd met IA BM12 huid.
Genetische verschillen tussen donor en ontvanger beïnvloeden het resultaat van transplantaat-acceptatie en afwijzing. Er zijn verschillende soorten transplantaties: autografts zijn transplantaties van het ontvangende individu zelf; syngrafts en allotransplantaten respectievelijk transplantatie van genetisch identiek en genetisch niet verwante individuen. Aanvaarding van verschillende allogene orgaantransplantaties is aangetoond door chemische en biologische interventie bij patiënten en muismodellen 11,3,4. In een fundamentele aanpak, anti-CD3-antilichaam behandelde C57BL / 6 muizen bleek langdurige overleving van IA BM12 staart-huid (ongepubliceerde gegevens). Depletie van CD4 + en CD8 + T-cellen voor transplantatie in ontvangende muizen resulteerde in aanvaarding van MHC klasse I en II mismatched transplantaten (rev. in 12). Interessant afwijzing van huidtransplantaties afhankelijk van de aanwezigheid van CD4 + </sup> T-cellen (rev. in 12). In dit model, gericht op specifieke interacties tussen verschillende immune cellen door het blokkeren costimulatoire moleculen met antilichamen of onderdrukking van regulatoire T-cellen kan tolerantie (ongepubliceerde gegevens) induceren. Inderdaad, het blokkeren van zowel CD40 en CD28 leidde tot lange termijn huid allotransplantaat tolerantie 13,14.
Staart-huidtransplantatie is eenvoudig uit te voeren en gemakkelijk te controleren in vergelijking met transplantatie van andere organen. Bovendien staart-huidtransplantaten gemakkelijk te bereiden en zijn minder gevoelig voor ischemie dan andere huidweefsels. In tegenstelling tot geïnjecteerde anesthetica, het gebruik van anestheticum gas (isofluorane) tijdens transplantatie verkort zowel de procedure en ontvanger hersteltijd. Krullen van de staart-huidtransplantatie, wat kan leiden tot onvolledige wondgenezing en transplantaatafstoting, wordt voorkomen door toepassing van weefsellijm. Bovendien is de IA BM12 staart-huidtransplantatie model activeert CD4 uitsluitend <sup> + T-cellen in zowel immunocompetente en immunodeficiënte muizen (van dezelfde genetische achtergrond) de interpretatie van de resultaten te vergemakkelijken.
Dit protocol beschrijft een betrouwbaar, reproduceerbaar en gemakkelijk gevolgd muismodel waarmee chemische en biologische interventie. Het model is bedoeld voor het onderzoeken van afwijzing en tolerantie inductie van staart-huidtransplantaties.
Huidtransplantatie is een veel gebruikte werkwijze voor het bestuderen afstoting en tolerantie afhankelijk van T-cellen. Aangezien de huid transplantatie model werd opgericht, hebben diverse aanpassingen en wijzigingen zijn toegepast. In de beschreven procedure, is IA BM12 staart-huidtransplantatie uitgevoerd met behulp van narcosegas (isofluorane). Het gebruik van gas verdoving vermindert de tijd van uitvoering en muizen herstel, dat de stress vermindert op getransplanteerde muizen. De procedure maakt gebrui…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by SNF grants PPOOA-_119204 and PPOOP3_144918 to S.W.R. We thank E. Palmer and B.T.H. Hausmann for mice and technical expertise.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Betadine Standard solution | Mundipharma | ||
Cotton swab | Carl Roth GmbH | 31025060 | |
Dafalgan , UPSA | Bristol Myers Squibb SA | ||
Hansaplast Finger Strips | Beierdorf AG | REF.76861 | |
Histoacryl Tissue adhesive | Braun | REF.1050052 | |
Leukotape classic , 2cm x 10 m | BSN Medical SAS | REF.02204-00 | |
PBS, Phosphate-Buffered Saline, pH 7.4 | Invitrogen | 10010015 | GIBCO |
Sterile gauze, 5 x 5cm, 8ply | MaiMed GmbH | 21010 | |
Surgical instruments | FST | 11003-12 | Narrow pattern forceps, |
14095-11 | Fine iris scissor curved, | ||
14094-11 | Fine iris scissor | ||
14010-15 | Mayo scissors, | ||
14080-11 | Artery scissors ball tip 11.5 cm | ||
11021-14 | Tissue forceps | ||
Surgical Blade No.20 | Swann-Morton LTD | 3006 | Carbon Steel |
Surgical blade Handles | Swann-Morton LTD | ||
Syringe, 1ml | ARTSANA | disposable | |
Temgesic , Buprenorphine | ESSEX Chemie AG | 0.3mg/ml | |
Tissue Culture dishes 10 cm, 60.1 cm2 | TPP | ||
Vaseline | Vifor SA | ||
Warm pad | Solis | Type 223 |