여기, 선물이 aquaporin-4 (AQP4)의 양도 의해 마비 및 opticospinal 염증 유도 프로토콜-WT 쥐로 AQP4/- 생쥐에서 특정 T 세포. 또한, 우리는 시각 시스템 장애 모니터링을 직렬 광학 일관성 단층 촬영을 사용 하는 방법을 보여 줍니다.
그것은 인식 하는 동안 그 aquaporin-4 (AQP4)-특정 T 세포와 항 체 neuromyelitis optica (NMO), 인간 중앙 신경 시스템 (CNS) 면역 demyelinating 질병, 둘 다 AQP4 타겟 모델의 생성의 병에 참여 CNS autoimmunity의 임상 및 조직학 발현 어려운 입증 했다. 그 T 세포 순진한 받는 사람 마우스 질병을 전송할 수 있지만 AQP4 펩 티 드와 야생-타입 (WT) 쥐의 면역 T 세포 증식을 elicited. 최근에, 2 개의 소설 AQP4 T 셀 epitopes, 펩 티 드 (p) 135-153, p201-220, 발견 했다 공부 하는 T 세포 반응성이이 epitopes 제안 하는 AQP4 불충분 한 (AQP4-/-) 마우스에서 AQP4에 대 한 면역 응답을 일반적으로 thymic 의해 제어 부정적인 선택입니다. AQP4-/- Th17 편광 p135-153 또는 p201-220 유발된 마비에 받는 WT 쥐에서 척수와 시 신경의 주로 환자의 염증에 연결 됐다는 T 세포. 염증 주변 시 신경 및 내부 망막 레이어 (IRL)의 참여 변화 직렬 광학 일관성 단층 촬영 (OCT)에 의해 각 성 했다. 여기, 우리는이 생체 내에서 의 새로운 모델 AQP4 대상 CNS 면역 (ATCA), 병원 성 AQP4 전용 T 세포와 그들이 어떻게 B 협조 수 있습니다의 개발을 허용 하는 메커니즘을 연구를 지금 사용할 수를 만드는 데 사용 하는 방법 설명 NMO 병 인에 셀입니다.
Neuromyelitis optica (NMO) 중앙 신경 시스템 (CNS) 자기 면역 염증 demyelinating 질병 잦은 마비와 영구적인 신경학 적 장애1로 이어지는 시각 손실의 원인입니다. NMO는 현재 간주 주로 체액 성 면역 질환2 aquaporin-4 (AQP4), 이다3,4에 풍부 하 게 표현 하는 수로 대상으로 하는 항 체 (Igs)와 관련으로. 그러나, CNS 염증 CNS AQP4 Ig5,6의 항목에 대 한 전제 조건입니다. 따라서, 그것은 안티-AQP4 Igs 혼자의 전송에 의해 NMO의 모델을 설치 하 게 가능 되지 않았습니다. NMO 환자에서 (1) 병원 성 AQP4 전용 Igs IgG11,2는 결과 T 세포 의존 Ig 서브 클래스7 (2) T 세포는 NMO 병 변8,9 (3) NMO 식별 됩니다 연결 된 특정 MHC II 유전자 (예: HLA-DR17 (DRB1 * 0301))10, 그리고 (4) proinflammatory AQP4-반응성 박사-제한 된 Th17 세포는 NMO 환자11,12 모든 확장 표시 AQP4 전용 T 세포는 중요 한 역할 NMO pathogenesis에서. 따라서, AQP4 전용 T 세포 NMO pathogenesis에 기여할 수는 어떻게 결정 하는 동물 모델을 개발 하는 것이 중요 하다.
몇 년 전, 여러 AQP4 T 셀 epitopes 야생-타입 (WT) 마우스13,14 와 쥐15에서 확인 되었다. AQP4 반응 T 세포 순진한 받는 사람 쥐15,16opticospinal 염증 유발 수 관찰 되었다, 그러나 CNS 질환의 중요 한 임상 증상 관찰 하지 했다. 마찬가지로, AQP4 T 셀 epitopes14,17를 포함 하는 펩 티 드와 WT 쥐의 면역을 직접 또는 그 결정 요인17를 대상으로 하는 proinflammatory T 세포의 전송, 임상 증상을 일으키지 않았습니다 또는 조직학 CNS 면역의 증거입니다.
최근에, 그것은 높은 선호도18C57BL/6 AQP4-결핍 (AQP4-/-) 마우스 AQP4 펩 티 드 (p) 135-153 또는 p201-220, MHC II (-Ab) 바인딩할 예측 결정 하는 2 개의 요인의 그 면역 관찰 했다, elicited 강한 CD4 + T 세포 응답17. 반면,이 두 펩 티 드 WT 쥐에만 겸손 증식 반응 elicited. 또한, AQP4/- 생쥐에서 T 세포에 의해 이러한 결정 요인의 인식에 대 한 사용 T 세포 수용 체 (TCR) 레 퍼 토리 독특한 했다. 샨 다, 이러한 연구 결과 AQP4의 T 세포 인식 thymic 부정적인 선택에 의해 규제 됩니다 나타냅니다. AQP4 p135-153-또는 p201-220-특정 AQP4-/- 기증자 쥐에서 Th17 세포 유도 순진한 받는 WT 쥐;의 거의 100%에 마비 이 T 세포, B 세포, monocytes의 opticospinal 침투와 연관 되었다. 직렬 opticospinal 일관성 단층 촬영 (OCT) 시연 동적 시각적 시스템 참여. AQP4 대상 CNS T 세포 중재 면역 (ATCA)와 쥐 마비 비주얼 시스템 부상에서 회복. EAE myelin oligodendrocyte 당단백질 (MOG) p35-55-특정 T 세포에 의해 지속적인 임상 질병 이끌어 유도 달리 혼자 T 세포에 의해 유도 된 ATCA axonal 손실 또는 감소 망막 신경 절 세포 (RGCs)에 연결 되지 않았습니다. 우리의 결과 명확 하 게 여러 병원 성 AQP4 T 셀 결정 요인 다는 것을 설명 했다. ATCA의이 새로운 모델은 어떻게 셀 CNS 염증을 유발 하 고 어떻게 그들이 AQP4 특정 B 세포 및 NMO 병 인을 촉진 하는 항 체와 협력 수 학습 병원 성 AQP4 전용 T 세포의 개발을 제어 하는 메커니즘을 공부 하는 데 유용 .
현재 보고서에서 우리는 유도 하 고 T 세포 유도 ATCA를 평가 하는 데 사용 하는 프로토콜을 설명 합니다. 우리 면역, T 세포 배양 및 Th17 분극 병원 성 AQP4 전용 T 세포, 양극 화 및 그 T 세포의 입양 전송 흐름 cytometry 분석 생성을 사용 하는 기법으로 시작 합니다. 우리는 다음 임상 및 조직학 질병 및 직렬 OCT 비주얼 시스템 부상을 받는 사람 마우스 모니터를 사용 하 여 평가 하는 데 사용 하는 방법을 설명 합니다.
AQP4는 20053NMO IgG에 주 대상으로 확인 되었습니다. 다음, 그것은 CNS autoimmunity의 AQP4 대상 동물 모델을 확립 하는 것이 중요 될 것 이라고 인정 받았다. 이러한 모델 AQP4 전용 T와 B 세포 CNS autoimmunity의 개발에 참여 하는 방법을 조사 하 고 후보 치료제 NMO 테스트 유용할 수 있었다. 비록 야생-타입 마우스에서 epitopes 201013, 그 epitopes에 응답 하는 T 세포에에서 처음 알려졌다 AQP4 전용 T 세포의 임상 또는 조직학 질병14,17를 일으키지 않았습니다. CNS 면역 면역 반응성 AQP4 기반으로 모델을 생성 하는 무 능력 2015 때까지 수수께끼에 남아 있었다 존스, 외. 25 AQP4/- 생쥐에서 기증자 AQP4 p135 153 준비 하는 T 세포 WT 쥐에서 CNS autoimmunity의 임상 및 조직학 징후를 일으키는 수 있었다 발견 했다. 관심의 높은 선호도17와 MHC II (-Ab)을 바인딩할 AQP4 p135-153 전망 이다. 단 하나의 다른 AQP4 아미노산 시퀀스, 201-220-Ab 비슷한 높은 선호도 바인딩할 전망 이다. 사실, 우리 p201-220 두 AQP4-/-, 하지만 WT 쥐에서 강력한 확산 유도 그 AQP4 p135-153를 관찰. 여기, 우리가 어떻게 분리 수 있고 확장 encephalitogenic Th17 AQP4 p135-153-및 p201-220-반응 T 세포 AQP4/- 생쥐에서 나타났습니다. WT 받는 쥐로 전송 하는 경우 기증자 AQP4 반응 Th17 세포 유도 마비, 척수와 시 신경에 단 세포 침투를 동행 했다. 성의 비주얼 시스템 부상 AQP4 seropositive NMOSD26를 가진 환자에서 잘 알려져 있다. 여기, 우리는 AQP4-반응성 고 집 고 양이 반응 Th17 세포에 의해 유도 하는 시 신경 염증은 뚜렷한 관찰 했다. 반면 AQP4 전용 Th17 세포 유도 광섬유 perineuritis, MOG 특정 Th17 세포 심각한 광학 신경 염 유발. 우리는 또한 직렬 10 월 AQP4 및 MOG 전용 T 세포에 의해 유도 하는 시 신경 염증을 모니터링 하는 데 사용 하는 기법을 설명 했습니다. 다른 수 사관은 지금 ATCA의 병원 성 기계 장치에 집중 하는 그들의 자신의 연구를 여기에 설명 된 프로토콜을 적용할 수 있어야 합니다.
하나는 쉽게 우리의 프로토콜에 3 개의 잠재적인 함정을 피할 수 있습니다. ATCA의 첫 번째, 입양 전송 AQP4-/- 기증자 쥐에서 AQP4 전용 T 세포의 사용을 요구 한다. 특히, 기증자 WT AQP4 p135-153-특정 T 세포 받는 WT 쥐 ATCA를 일으키지 않았습니다. 둘째, 그것은 “물-테스트” AQP4/- 생쥐 (프로토콜 단계 1.5)의 예방 접종 전에 펩 티 드/CFA 에멀젼 방울과 함께 수행 하는 것이 중요. 그것은 사우스 캐롤라이나 사출에 적합 때 유제 물에 분산 하지 해야. 유제 분 광 경우 하나 한 번 더 유제를 혼합 해야 다시 진정 고 물-테스트를 반복 합니다. 마지막으로, 활성화 된 기증자 CNS 항 원 특정 T 세포는 T 세포 휴식 보다 더 효율적으로 CNS 면역 유도. 하나는 시각적으로 입양 전송 위한 기증자 T 세포를 수확 전에 가벼운 현미경 그 문화를 검사 해야 합니다. 급속 하 게 세포 분할 클러스터, 쉽게 확인 양식 수 있습니다. 또한 때 많은 활성화 된 T 세포를 포함 하는 문화, 미디어 수 있습니다에서 전환 핑크 오렌지 또는 황색, ph에서 감소 때문. 프로토콜 단계 3에서 설명한 대로 하나 또한 확산에 대 한 기증자 림프절 AQP4 준비 하는 T 세포의 활성화 3H 티 미 딘 법인에 의해 평가할 수 있습니다.
두 개의 병원 성 AQP4 T 셀 epitopes는 (1) 예측 높은 선호도와 MHC II를 바인딩할 및 (2) AQP4-/-, 하지만 하지 WT에 강력한 증식 응답을 이끌어내는 우리의 발견, 쥐 그 결정을 대상으로 하는 T 세포는 일반적으로 제안 thymic 부정적인 선택17에 의해 제어. AQP4 p135-153, p201-220 AQP4/- 생쥐에서의 인식에 대 한 활용 TCR 레파토리는 독특한 (그림 2),이 클론 삭제 thymic 골 수 상피 세포에 의해 중재와 일치. 다른 tolerogenic 메커니즘 수 있습니다 일반적으로 AQP4에 대 한 면역 응답을 제 지. 우리의 초기 보고서17, 이후에 다른 그룹도 시연 했다 AQP4 p201-220 encephalitogenic T 셀 결정27포함 되어 있습니다. 때 α/β (TCRα-/-) T 세포 결핍 마우스 AQP4-/- CD4 재구성 했다+ T 셀, encephalitogenic AQP4 전용 T 세포 응답, 하지만 하지는 AQP4 특정 체액 반응, 그 암시를 이끌어내는 것이 가능 했다 WT 쥐 AQP4 특정 B 세포 응답, AQP4 전용 T 세포 응답, 비슷한 부정적인 선택 될 수 있습니다. 사실, 혼자 AQP4 전용 T 세포에 의해 유도 된 ATCA WT 쥐에서 관찰 하지는, 척추 축 삭 및 RGCs, 손실 병원 성 AQP4 특정 항 체의 참여를 요구할 수 있습니다. 그것은 분명 AQP4 대상 CNS autoimmunity의 마우스 모델 tolerogenic 메커니즘을 일반적으로 AQP4 전용 T 세포 및 B 세포 면역 제어에 대 한 자세한 내용은 진화를 계속 하는 것입니다.
AQP4 대상 CNS 면역의 다른 모델도 되 고 개발된6,16,,2829,30. 각자 공부 NMO 병 인에 관련 된 특정 측면에 대 한 장점을 제공할 수 있습니다. AQP4 전용 T 세포 WT 쥐6,,1629에서 확인 되었습니다. 그 AQP4 전용 T 세포 발생의 CNS 면역 조직학 변화 하지만, 마찬가지로 쥐에서 관찰, WT 쥐 AQP4 전용 T 세포 발생 하지 않습니다 임상 질병의 중요 한 표시. 따라서, WT 쥐의 T 세포와 B 세포 AQP4 특정 면역 응답을 제한 하는 허용의 메커니즘은 쥐에서 작동도. 관계 없이, 하나 해야 마우스 모델을 사용 하 여 질병의 병 인에 관여 하는 메커니즘을 공부에 전력을 과소 평가 하지. 녹아웃, 유전자 변형 및 기자 쥐의 부 유리할 수 있습니다. 그것은 또한 몇 가지 기본적인 발견 면역 마우스 EAE 모델을 사용 하 여 만들어진 인식 되어야 한다. 예를 들어 데모 그 T 세포 클론 자가 항 원에 대 한 특정 면역 질환31,32,33 면역에서 T 세포 costimulation의 역할 및의 발견을 중재할 수는 Th17 차별화34 에 대 한 개발 통로 처음 마우스 EAE 모델을 사용 하 여 설명 했다. 우리가 개발한 ATCA의 마우스 모델을 사용 하 여, 하나 지금가지고 연구 개발 및 병원 성 AQP4 특정 면역 응답을 vivo에서의 규제 수단 NMO 병 인에 관련 된 중요 한 통찰력을 제공 한다.
The authors have nothing to disclose.
지원 국가 다 발성 경화 증 사회 (RG 4768, RG 5179 및 RG 5180), Maisin 재단 및 Guthy 잭슨 자선 재단은 건강의 국립 연구소 (RO1 AI073737와 RO1 NS092835-01)에 의해 S.S.Z.를 제공 했다.
M. tuberculosis H37Ra | BD Difco | 231141 | Dessicated, killed M. tuberculosis |
Incomplete Freund's Adjuvant | BD Difco | 263910 | |
AQP4 peptide p135-153 | Genemed | Custom Synthesis | Peptide sequence: LVTPPSVVGGLGVTMVHGN |
AQP4 peptide p201-220 | Genemed | Custom Synthesis | Peptide sequence: HLFAINYTGASMNPARSFGP |
MOG peptide p35-55 | Genemed / Auspep | Custom Synthesis | Peptide sequence: MEVGWYRSPFSRVVHLYRNGK |
3-way Stopcock | Kimble | 420163-4503 | |
HyClone Fetal Bovine Serum (Characterized) | GE Healthcare Life Sciences | SH30071 | |
Recombinant Mouse IL-23 | R&D Systems (BioTechne) | 1887-ML | |
Recombinant Mouse IL-6 | R&D Systems (BioTechne) | 406-ML | |
Recombinant Mouse IL-12 | R&D Systems (BioTechne) | 419-ML | |
Thymidine [Methyl-3H] | PerkinElmer | NET027 | |
Glass Fiber Filtermats | PerkinElmer | 1450-421 | |
Anti-mouse antibodies | eBioscience (Affymetrix) | [various] | |
Anti-mouse TCR Vβ Screening Panel | BD Biosciences | 557004 | |
LIVE/DEAD Fixable Dead Cell Stain | ThermoFisher Scientific | [various] | |
Paraformaldehyde (16%) | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
Fixation/Permeabilization Solution Kit with GolgiPlug | BD Biosciences | 555028 | |
Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) | Sigma-Aldrich | P8139 | |
Iomomycin (calcium salt) | Sigma-Aldrich | I0634 | |
Pertussis Toxin from B. pertussis | List Biological Laboratories | 181 | |
10% Formalin | VWR | 89370-094 | |
Variable-Flow Peristaltic Pump | Fisher Scientific | 13-876-2 | |
Foam Biopsy Pads, Rectangular | Fisher Scientific | 22-038-221 | |
Isothesia (isoflurane, USP) | Henry Schein Animal Health | 050033 | NDC : 11695-0500-2 |
Tropicamide Ophthalmic Solution, USP (1%) | Akorn | NDC: 17478-102-12 | |
Spectralis Diagnostic Imaging Platform | Heidelberg Engineering |