نقدم هنا، على بروتوكول للسابقين فيفو الكشف النوعي من CD8 محددة مستضد+ تي الخلايا. من الممكن تحليل مع تعليق خلية واحدة فقط من الأجهزة أو من كميات صغيرة من الدم. تتطلب مجموعة واسعة من الدراسات تحليل استجابات الخلية cytotoxic T (التطعيم ودراسات السرطان العلاج المناعي).
عند العدوى الفيروسية، CD8 محددة مستضد+ خلايا تي سيتوتوكسيك (CTLs) تنشأ والمساهمة في القضاء على الخلايا المصابة لمنع انتشار العوامل الممرضة. ولذلك، تواتر CTLs حدة مستضد يدل على قوة استجابة الخلية T ضد مستضد معين. هذا التحليل مهم في علم المناعة الأساسي وتطوير اللقاحات، وسرطان إيمونوبيولوجي وعلم المناعة التكيفية. في مجال اللقاحات، استجابة CTL الموجهة ضد عناصر ناقل فيروسي شارك يحدد مدى فعالية توليد خلايا محددة مستضد ضد المستضد للفائدة (أي، التحوير). يمكن اكتشاف CTLs مستضد محددة أما بالتحفيز مع الببتيدات محددة متبوعة تلطيخ سيتوكين داخل الخلايا أو تلطيخ مباشرة من مستقبلات خلية تي محددة مستضد (تكرس) وتحليل التدفق الخلوي. الطريقة الأولى مضيعة للوقت بل أنه يتطلب التضحية بالحيوانات لعزل الخلايا من الأجهزة. أيضا، فإنه يتطلب عزلة دم من الحيوانات الصغيرة التي من الصعب إجراء. الأسلوب الأخير بدلاً من ذلك بسرعة، ويمكن القيام به بسهولة مع كميات صغيرة من الدم ولا تعتمد على مهام محددة المستجيب، مثل النشاط عن. MHC tetramers أداة مثالية للكشف عن مستضد الخاصة تكرس.
هنا، يمكننا وصف بروتوكول في نفس الوقت كشف CTLs على الببتيدات إيمونودومينانت من النواقل الفيروسية منظمة-سباق الجائزة الكبرى (LCMV-سباق الجائزة الكبرى، التي أرستها منظمة) محددة مستضد والمتسلسلات (البويضات، فيروس الورم الحليمي البشري 16 E7، اجفب) من MHC أنا تيترامير تلطيخ والتدفق الخلوي. تلوين الممكن مباشرة من الدم أو من تعليق خلية واحدة فقط من الأجهزة، مثل الطحال. الدم أو تعليق خلية واحدة فقط من الأجهزة هي المحتضنة مع تيتراميرس. بعد تلطيخ مع الأجسام المضادة ضد CD3 و CD8، كمياً CTLs مستضد الخاصة بالتدفق الخلوي. اختيارياً، الأجسام المضادة ضد CD43, CD44, CD62L أو غيرهم يمكن إدراجها لتحديد حالة التنشيط الخاصة مستضد CD8+تي الخلايا، وتميز بين الخلايا ساذجة والمستجيب.
والهدف من هذا الأسلوب تقييم تواتر استجابات اللمفاويات T السامة للخلايا (CTL) إلى المستضدات (متعددة) في الماوس عن طريق تحليل تدفق سيتوميتريك دون الحاجة للتحفيز الببتيد تستغرق وقتاً طويلاً. ويحلل هذا الأسلوب خصوصية النمط الظاهري ومستضد CTL مجموعات فرعية، في تلطيخ مفردة. نحن الأمثل المجمع Histocompatibility الرئيسية أنا (MHC أنا) تيترامير تلطيخ البروتوكول لتحليل فعالية النهج اللقاحات الجديدة، مثل منظمة-سباق الجائزة الكبرى، متغير جديد لفيروس التهاب الفم الحويصلي (منظمة)، حيث تم استبدال بروتين سكري “ز منظمة” بروتين سكري سباق الجائزة الكبرى من1،تشوريومينينجيتيس اللمفاوية فيروس (لكمف)2. بالإضافة إلى استجابة خلطيه، هو قراءة هامة للفعالية من اللقاح تحريض استجابة CTL ضد المستضدات واحد أو عدة. الاتساق والمتانة الاستجابة الخلوية هي هامة في هذا السياق، أنها ملائمة لرصد حركية استجابات CTL من الحيوان نفسه. وهذا سيؤدي أيضا إلى خفض إعداد الحيوانات، جانبا هاما فيما يتعلق بمبادئ “3Rs”3. ومن ثم فتحليل من قدر ضئيل من 20 ميليلتر من الدم الأمثل لهذا الغرض.
ووضعت تيتراميرس في أواخر التسعينات4 وأصبح أداة هامة في مجال علم المناعة خلية تي. Tetramers مجمعات المسمى فلوريسسينتلي من أربعة MHC أنا/جزيئات الببتيد، التي تلزم لتكرس، محددة ببتيد واحد. في الوقت الحاضر، يمكن أن يكون أما اشتروا الجاهزة5، أمر مخصص مجاناً في “المرافق الأساسية تيترامير المعاهد الوطنية للصحة” في جامعة إيموري6 أو المنتجة في مختبر7. MHC الأول والثاني tetramers متاحة، أي ل CD8+ وخلايا CD4 خلايا+ T، على التوالي. الفاعلية لتلطيخ تيترامير يكمن في توفير الوقت، وبدلاً من ذلك بسيطة وسهلة لتوحيد البروتوكولات8 ، وحساسية9. أيضا، إذا كان يعمل مع الدم، الحيوانات لا تحتاج إلى التضحية وكميات ضئيلة من العينة المطلوبة. قياس واحد لا يقتصر مستضد واحد، ولكن يمكن تحليلها عدة مولدات المضادات في تلطيخ واحد عند الجمع بين tetramers مترافق مع فلوروفوريس مختلفة. يمكن بسهولة إدراجها في tetramers المستضدات المكتشفة حديثا، على سبيل المثال من شاشات الببتيد، وتستخدم للتحديد الكمي لمجموعة فرعية خلية T.
تلوين تيترامير لن تعطي معلومات حول وظيفة CTL (أي.، وإنتاج سيتوكين، وظائف المستجيب)، لكن خصوصية فقط. للحصول على معلومات حول وظيفة الخلية T أو سيتوكين داخل الخلايا تلطيخ (ICS) أو الإنزيم إنزيم مرتبط المناعية سبوت (السبت) يجب أن يكون إجراء8،10. تلطيخ تيترامير و ICS/السبت، ومع ذلك، لا تكون زائدة عن الحاجة ولكن بل يكمل كل منهما الآخر. التحفيز في المختبر للحث على إنتاج سيتوكين ICS/السبت سوف يغير النمط الظاهري T الخلية الأصلي. تيترامير تلطيخ، على النقيض من ذلك، يترك الخلية T لم يمسها؛ يتم الاحتفاظ بالنمط الظاهري الأصلي ويمكن تحليلها. أيضا، ميزة كبيرة أخرى من تيتراميرس أن تلطيخ يمكن دمجها مع الفرز المغناطيسي والإثراء من خلايا محددة مستضد11. وهذا ما يسمح لتحليل السكان النادرة، فضلا عن استزراع الخلايا تم فرزها مع خصوصيات مستضد محدد – ميزة لا يكون ممكناً مع أساليب أخرى.
استخدام في البروتوكول المذكورة هنا، وتلطيخ تيترامير، فضلا عن ICS/السبت يمكن إجراء من جهاز واحد، لأنه سوى القليل جداً من المواد (الدم: 20 ميليلتر؛ والطحال: 1 × 106 خلايا) مطلوب لتلطيخ تيترامير. بيد تبعاً لتواتر خلايا محددة مستضد الفائدة، قوة تكر كل منهما وسياق تجريبي، قد تحتاج إلى كمية الخلايا المطلوبة للارتقاء أو الممغنطة التخصيب قد تحتاج إلى تطبيق.
تيتراميرس تستخدم على نطاق واسع، على سبيل المثال لتقييم الفعالية من اللقاحات (انتيتومور)12،13،،من1415 أو العلاج المناعي16،17، تحليل المظهرية والمكانية الترجمة لمجموعات فرعية محددة مستضد تي خلية18،20،19،21،22،23. الأسلوب الموصوفة هنا هي مناسبة للدراسات التي تهدف ليشمل القياس الكمي وتحليل المظهرية مورين محددة مستضد CD8+ تي الخلايا في تحليلها بطريقة سريعة وملائمة.
تلوين تيترامير بروتوكول بدلاً من ذلك بسيطة وغير معقدة لتحليل خصوصية النمط الظاهري والببتيد اللمفاويات T. استخدام الدم للتحليل، كما هو موضح هنا، هو مينيملي ويتيح الرصد المستمر، وعلى سبيل المثال في دراسات التطعيم. في مجال التحصين، التقدير الكمي للاستجابات الخاصة المتجهات ومستضد الاهتمام، كما قد تعرقل الاستجابات الخاصة بناقلات استجابة مناعية فعالة ضد مستضد لقاح28. من المذكرة أن البروتوكول هو موضح هنا، كل السكان يمكن قياسها كمياً في وقت واحد في تلطيخ تيترامير واحد، مما يقلل من تقلب المصبوغة وكميات العينة. ومع ذلك، تحتاج بضع خطوات ينبغي القيام به بعناية لضمان القياس الصحيح وبيانات موثوق بها. إذا كان استخدام الدم من الوريد الذيل للتحليل، واحدة يجب التأكد من قبل الحارة الحيوانات للحث على توسع الأوعية24. وبالتالي يمكن جمع الدم كافية في وقت قصير ويتم تقليل الإجهاد على الحيوانات والتحليل أفضل بكثير، ومقارنة بحالة يتم جمع الدم ببطء. أيضا، بعد جمع العينات (الدم أو الأجهزة)، تلطيخ المباشر هو الموصى بها لتجنب النتائج السلبية الكاذبة بسبب downregulation تكر. وينطبق نفس الشيء على كافة الخطوات اللاحقة: ينبغي عدم توقف الإجراء وكل الغسيل خطوات خفض عدد الحد الأدنى (كما ورد في البروتوكول). للتأكد من تلطيخ السليم، ينبغي الحرص على دوامة جميع الحلول والعينات قبل وبعد حضانة. وهذا مهم بشكل خاص قبل تحديد العينات لتجنب التثاقل من الخلايا.
فيما يتعلق بتعديل البروتوكول، يمكن استخدام علامات السطحية وتيتراميرس الأخرى، تبعاً لهدف التحليل. ومع ذلك، ثم جميع الكواشف بحاجة إلى تكون معاير، على النحو الأمثل في تركيبة مع كله تلطيخ لوحة. كشف الأمثل لبعض تيتراميرس المحدد هنا، أنه يمكننا زيادة التخفيف الموصى بها من قبل الشركة المصنعة (مستحسن 01:10، 01:25 الأمثل) (الجدول 1). للتعويض عن التداخل الطيفي، يمكن استخدام الخرز التعويض بدلاً من الخلايا الملون. فيما يتعلق باختيار fluorochrome تيترامير مقترنة، ينبغي للمرء أن يتصور باستخدام فلوروتشروميس مشرق، كهذا يسهل الكشف عن–لا سيما عند الإشارة منخفضة. ك Dolton والزملاء29، نحن نفضل أن استخدام تيتراميرس إلى جانب بي أو آسيا والمحيط الهادئ، التي يمكن دمجها تماما في تلطيخ واحدة و CD8+ تي يمكن أن تكون الخلايا مع خصوصية مستضد واحد لطيف الكشف عن (الشكل 2). فيما يتعلق بأوقات الحرارة والحضانة، توجد مجموعة متنوعة من تيترامير تلطيخ الظروف. في عملية التحسين لدينا، ونحن قد تناول هذه المسألة وتيترامير تلطيخ في ظروف مختلفة (مثل 4 درجة مئوية، ودرجة حرارة الغرفة أو 37 درجة مئوية). من النتائج التي تم الحصول عليها، نحن ننصح بوصمة عار لمدة 20 دقيقة عند 37 درجة مئوية، وفي التوافق مع الأدب30،31. وينبغي تجنب حضانة طويلة، وهذا يمكن أن يؤدي إلى استيعاب تيترامير النتائج السلبية30 وكاذبة.
اختيار جسم الصحيح للكشف عن CD8+ الخلايا هو مسألة هامة أخرى والذي يتعين النظر بعناية (ويحتمل أن تكون مكيفة). وهذا ينبع من حقيقة أن بعض الأجسام المضادة-CD8 استنساخ ربط كتلة من تيتراميرس إلى تكر، في البشرية32 ، فضلا عن عينات33 الماوس. تيترامير لدينا تلطيخ البروتوكول، اخترنا استنساخ 53 – 6.7 وصمة عار ل CD8 مورين+ الخلايا – استنساخ الذي لا يمنع، ولكن بدلاً من ذلك يعزز تلطيخ تيترامير.
تلوين تيترامير غير معقدة بدلاً من ذلك عند تحليل الاستجابات المناعية بارزة في ذروة استجابة الخلية T، على سبيل المثال. ومع ذلك، قد يكون هناك السكان التي أكثر قليلاً من ‘إشكالية’. هذه الأمثلة على الخلايا المحددة لتقارب منخفضة المستضدات (الورم، النفس)، ومؤخرا تم تنشيطه الخلايا التي تنظم في وقت لاحق من أسفل على مستقبلات أو خلية النادرة مجموعات فرعية (السذاجة. على سبيل المثال السلائف أو ذاكرة السكان الخلية). وفي هذه الحالات، قد تحتاج تيترامير الكلاسيكية تلطيخ البروتوكول تحسين أو جنبا إلى جنب مع أساليب أخرى. على سبيل المثال، يحول دون استيعاب تكر داساتينيب المانع (PKI) كيناز البروتين ويمكن إدراجها قبل تيترامير تلطيخ. كما يمكن أن تستقر تيتراميرس بها بما في ذلك Abs الأولية أونكونجوجاتيد fluorochrome المضادة بعد تلطيخ تيترامير. بالإضافة إلى ذلك، يمكن زيادة كثافة الأسفار بالإضافة الثانية Ab المضادة مترافق fluorochrome Ab29،34،35،36. نحن الأمثل شروط tetramers المحددة في هذا البروتوكول بطريقة انتقائية، ولم تتضمن PKI أو تقاسم المنافع الإضافية. ومع ذلك، لأي تيترامير الأخرى، أن الظروف المثلى يمكن تعديلها بشكل فردي. فيما يتعلق بالسكان نادرة، قد تحتاج تلطيخ تيترامير تكون جنبا إلى جنب مع تخصيب اليورانيوم المغناطيسي11.
تيسير والتحقق من صحة تحليل نظام مراقبة الأصول الميدانية تيترامير تلطيخ، ينبغي إدراج عناصر سلبية وإيجابية. كعنصر سلبي، ونحن دائماً وصمة عار الخلايا بالماوس ساذجة من نفس السلالة مع لدينا تيترامير للفائدة. وبدلاً من ذلك، يمكن ملطخة عينات tetramers مع الببتيدات غير ذات صلة، ولكن مع fluorochrome نفسه تيترامير للفائدة. هذه الضوابط ضرورية لاستبعاد الإشارات الإيجابية الكاذبة، على سبيل المثال.، التي تنشأ من خلايا الموت. وبالإضافة إلى ذلك، من المستحسن لتشمل وصمة عار يعيش الميت، مثل يوديد propidium (PI). وهذا أهمية خاصة إذا كانت الخلايا غير ملطخة مباشرة بعد عزلة. قد يكون هناك استراتيجية أخرى لإزالة الخلفية أوتوفلوريسسينسي تشمل عدة علامات خلية غير تي في قناة واحدة. باستثناء الخلايا إيجابية في هذه القناة، يمكن استبعاد السكان-خلية تي. كعنصر إيجابي، يمكن استخدام عينة من ماوس 1 بعد التمديد للبويضات تيترامير، على سبيل المثال. لأخرى تيتراميرس، وهذا قد يتم اختياره على حدة (على سبيل المثال.، عينة من ماوس، الذي تم تحصين عدة مرات). على حد سواء الآخرين37، نلاحظ أيضا أسفل لائحة من مستقبلات CD8 أثناء التنشيط CTL في يوم 7 من المستجيب استجابة الخلايا T. ولذلك، لتجنب فقدان خلايا المستجيب تي تيترامير المنشط+ ، نوصي بتضمين الخلايا CD8منخفضة في التحليل (على الأقل إذا كان قياس في مرحلة المستجيب).
نوعية وكمية المعلومات التي يمكن استرداد واحدة من هذا البروتوكول تعتمد على المعرفة حول antigen دراستها، وتوافر وخصوصية تيترامير ونوعية الجهاز نظام مراقبة الأصول الميدانية (عدد من أشعة الليزر، وكاشفات المتاحة). إذا كان يعمل مع العينات الحيوانية، الاختلاف في الاستجابة المناعية الطبيعية ولا مفر منه. ولذلك، للحصول على نتائج ذات مغزى من تيترامير تلطيخ، ينبغي تحليل الحيوانات على الأقل 3-5. إذا فعلت ذلك، البروتوكول الموصوفة هنا سوف تعطي نتائج موثوقة واستنساخه (النتيجة المثالية من تجربة واحدة يمكن العثور عليها في الجدول الإضافي 1). وكما سبقت الإشارة إلى ذلك، هذا الأسلوب مناسبة تماما لتحديد النمط الظاهري وخصوصية مستضد من CD8+ تي الخلايا (الشكل 3، 4؛ الإضافي رقم 1)، ليس فقط في الماوس ولكن أيضا في البشر. ومع ذلك، لتحليل CD8+ المستجيب خلية T وظائف، مثل موت الخلايا المستحثة granzyme، ICS و/أو اليسبوت بحاجة إلى إجراء. ومع ذلك، أحد ينبغي أن نضع في اعتبارنا أن وظائف الخلية T، مقيسة بالتحفيز في المختبر قد لا تمثل الحالة الفعلية المجراة. بيئة قمعية المجراة، قد منع مهام الخلية T التي يتم قياسها في المختبر.
في تيترامير الخاصة، تلطيخ لا توفر جميع المعلومات، بل أنها تطورت لتصبح وسيلة أساسية لوصف ردود الخلية T والتحديد الكمي للخلية T مجموعات فرعية في المختبر ب طريقة حساسة جداً38. تيتراميرس لا يمكن استخدام فقط لتحديد مجموعات فرعية معينة، ولكن أيضا لعزل تلك39وترجمة لهم بالتهجين في الموقع19،20 والدراسة المستضدات تقارب منخفضة، مثل المرتبطة بورم40، 41. ومنذ اكتشاف تيترامير التكنولوجيا4، تلطيخ تيترامير أصبح أداة أساسية في تحليل خلايا تي والمجموعة من التطبيقات.
The authors have nothing to disclose.
وكان تمويل هذا المشروع من صندوق العلوم النمساوية FWF (رقم المشروع ف 25499-B13) ومنح أفق 2020 البحث الاتحاد الأوروبي في والابتكار برنامج تحت الاتفاق رقم 681032. وحصل الكاشف التالية من خلال “مرفق الأساسية تيترامير المعاهد الوطنية للصحة”: فئة I MHC تيترامير للبروتين النووي فيروس التهاب الفم الحويصلي (رجيفيقجل).
Safety cabinet class 2 | VWR | LBCP302411030 | |
Flow cytometer (e.g. FACSCanto II) | BD | 338962 | |
Analysis platform for flow cytometry analysis (e.g. FlowJo) | Fisher Scientific Co. L.L.C. | NC0887833 | |
Binocular microscopes, VisiScope 100 | VWR | 630-1553 | |
Vortex mixer | Phoenix Instrument | RS-VA 10 | |
Centrifuge suitable for FACS tubes (e.g. Rotanta 460R) | Hettich | 5660 | |
Sterile Scalpel Blades Nr. 10 | Braun | BB510 | |
Cell strainer 40 µm | Sigma | CLS431750 | |
Cell strainer 70 µm | Sigma | CLS431751 | |
Neubauer counting chamber | VWR | 630-1506 | |
Pipettes (20 μL, 200 µL and 1000 μL) | Eppendorf | 4924000037, 4924000061, 4924000088 | |
Pipette tips, sterile (20 µL, 200 µL, 1000 µL) | Biozym | 770050, 770200, 770400 | |
Pipet Boy | Integra | 155 000 | |
Sterile pipettes (5 mL, 10 mL, 25 mL) | Sarstedt | 86.1253.001, 86.1254.001, 86.1685.001 | |
Multistep Pipette, HandyStep S | BRAND | 705110 | |
12.5 ml Combitips for Multistep Pipette | BrandTech Scientific | 702378 | |
Microvette CB 300 K2E | Sarstedt | 16.444 | |
Sterile reaction tubes (1.5 mL, 50 mL) | Sarstedt | 72.692.005, 62.547.254 | |
FACS tubes (non-sterile) | Szabo Scandic | BDL352008 | |
PBS | Lonza | LONBE17-516F | |
Heat-inactivated FCS | ThermoFisher Scientific | 10500064 | |
Formaldehyde | Roth | 4979.1 | |
Sodium azide | Roth | K305.1 | |
PE-Cy7 Rat Anti-Mouse CD3 Molecular Complex | BD | 560591 | Clone 17A2; Lot # 7235504 |
Pacific Blu Rat Anti-Mouse CD8a | BD | 558106 | Clone 53-6.7; Lot # 5058904 |
V450 Rat anti-Mouse CD8a | BD | 560469 | Clone 53-6.7; Lot # 5205945 |
FITC anti-mouse CD43 | BioLegend | 121206 | Clone 1B11; Lot # B233778 |
PE-Cy5 Rat Anti-Mouse CD44 | BD | 553135 | Clone IM7; Lot # 85660 |
APC-Cy7 Rat Anti-Mouse CD62L | BD | 560514 | Clone MEL-14; Lot # 7215801 |
OVA-tetramer/APC | MBL | TB-5001-2 | SIINFEKL, H-2Kb; Lot # T1702008 |
VSV NP-tetramer/PE | MBL | TS-M529-1 | RGYVYQGL, H-2Kb; Lot # 007 |
EGFP-tetramer/PE | MBL | TS-M525-1 | HYLSTQSAL, H-2Kd; Lot # 004 |
LCMV-GP-tetramer/APC | MBL | TB-5002-2 | KAVYNFATC, H-2Db; Lot # T1412006 |
HPV 16 E7-tetramer/APC | MBL | TB-5008-2 | RAHYNIVTF, H-2Db; Lot # T1804003 |