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.
Il trapianto di organi solidi come la pelle, cuore e reni è ormai una procedura standard nella pratica medica in tutto il mondo 1. Organi trapiantati con successo possono essere rifiutati dalla attivazione del sistema immunitario ricevente, che riconosce i principali antigeni di istocompatibilità del donatore. Pertanto, i pazienti trapiantati necessitano di un trattamento con farmaci immunosoppressori 2. Il trapianto allogenico pelle nei topi è stata fondata da Medawar e colleghi nel 1955 ed è stato utile per identificare le molecole mirate successivamente descritto come complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I e II. Da allora, il modello di trapianto di pelle è stato costantemente modificato e adattato per studiare il ruolo di sottoinsiemi di cellule T e la rilevanza di prodotti chimici e di intervento biologico nel sopprimere rigetto 2-4. Pelle dall'orecchio e il tronco sono più difficili da preparare e sono più suscettibili di ipossia e necrosi di coda pelle 5; tuttavia,la procedura di trapianto è simile. Inoltre il monitoraggio dei trapianti coda-pelle è facile a causa della caratteristica struttura dei capelli della pelle.
Questo articolo fornisce una procedura dettagliata per MHC di classe II trapianto coda della pelle disadattamento che permette lo studio dei diversi aspetti del CD4 + T cellulo-mediata rigetto e la tolleranza nei topi. La mutazione naturale tre punti nella molecola MHC di classe II IA b (chiamato IA BM12) 6-9 è sufficiente per indurre il rigetto di alloinnesti cutanee in topi C57BL / 6 8. Il BM12 molecola IA attiva le cellule T CD4 + con vari recettore delle cellule T αβ-(TCR) catene da C57BL / 6 topi, tra cui cellule T Vα2Vβ8-TcR-specifici sono stati identificati al fine di generare un topo transgenico TcR-10. Il trasferimento adottivo di cellule Vα2Vβ8-TcR specifiche T è stato utilizzato per creare un modello di rigetto nei C57B immunodeficientiL / 6 Rag2 – / – topi trapiantati con la pelle IA BM12.
Differenze genetiche tra donatore e ricevente impatto l'esito di trapianto di accettazione e di rifiuto. Ci sono diversi tipi di trapianti: autologhi sono trapianti dal singolo destinatario stesso; syngrafts e allotrapianti sono trapianti da individui geneticamente identici e geneticamente imparentati, rispettivamente. L'accettazione di diversi trapianti di organi allogenici è stata dimostrata dagli interventi chimici e biologici nei pazienti e nei modelli murini 11,3,4. In un approccio di base, anti-CD3 anticorpo trattati C57BL / 6 topi hanno mostrato una sopravvivenza prolungata di IA BM12 tail-pelle (dati non pubblicati). L'esaurimento delle CD4 + e CD8 + T cellule prima del trapianto in topi riceventi provocato l'accettazione delle MHC di classe I e II innesti non corrispondenti (Rev. in 12). È interessante notare che il rigetto di innesti di pelle dipende dalla presenza di CD4 + </sup> Cellule T (Rev. in 12). In questo modello, il targeting interazioni specifiche tra le diverse cellule immunitarie, bloccando le molecole di costimolazione con anticorpi o soppressione di cellule T regolatorie potrebbe indurre tolleranza (dati non pubblicati). Infatti, il blocco sia CD40 e CD28 ha portato a lungo termine di tolleranza allogenico pelle 13,14.
Trapianto Tail-pelle è facile da eseguire e facile da controllare rispetto al trapianto di altri organi. Inoltre, trapianti coda-pelle sono facili da preparare e sono meno sensibili a ischemia di altri tessuti cutanei. In contrasto con anestetici iniettati, l'uso di gas anestetico (isofluorano) durante il trapianto accorcia sia la procedura e tempi di recupero destinatario. Arricciamenti del trapianto coda-pelle, che può portare alla guarigione della ferita incompleta e rigetto del trapianto, è impedita dalla applicazione di adesivo tissutale. Inoltre, il modello di trapianto di coda-pelle IA BM12 attiva esclusivamente CD4 <sup> + Cellule T sia immunocompetenti e topi immunodeficienti (dello stesso background genetico) facilitare l'interpretazione dei risultati.
Questo protocollo descrive un modello di topo affidabile, riproducibile e facilmente controllato che permette intervento chimico e biologico. Il modello è stato progettato per indagare il rifiuto e la tolleranza induzione di trapianti di coda della pelle.
Trapianto di pelle è un metodo ampiamente usato per studiare rifiuto e tolleranza dipende cellule T. Poiché il modello di trapianto di pelle è stato istituito, sono stati applicati diversi adattamenti e modifiche. Nella procedura descritta, IA BM12 trapianto coda-pelle viene eseguita utilizzando il gas anestetico (isofluorane). L'uso di anestesia gas diminuisce il tempo di esecuzione e topi di recupero, che diminuisce lo stress sui topi trapiantati. La procedura impiega tessuto adesivo per fissare la c…
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 |