격리, 식별 및 쥐과 흉선 상피 세포의 정화
Summary
여기에서 우리는 분리, 식별 및 마우스 흉선 상피 세포 (TEC는) 정화용 효율적인 방법을 설명합니다. 프로토콜은 정상 T 세포의 발달, 흉선 기능 장애, 및 T 세포 재구성을위한 흉선 기능의 연구에 활용 될 수있다.
Abstract
흉선은 T 림프구 개발을위한 중요한 기관이다. T 세포 고집, 긍정적 및 부정적 선택을 선택 : 흉선 간질 세포, 흉선 상피 세포 (TEC는)은 T 세포 발달의 여러 단계에서 특히 중요하다. 그러나, 흉선에서 TEC는의 기능이 불완전하게 이해 상태를 유지합니다. 기사에서는 기계적 중단과 소화 효소의 조합을 사용하여 신선한 마우스 흉선에서 TEC 서브 세트를 분리하는 방법을 제공한다. 방법은 흉선 기질 세포 및 흉선 세포를 효율적으로 세포 – 세포 및 세포 – 세포 외 기질로부터 연결 해제 될 단일 세포 현탁액을 형성 할 수있다. 세포 격리하여, 다중 매개 유동 세포 계측법은 TEC는 수지상 세포의 확인 및 특성화에 적용될 수있다. TEC는가 흉선에서 희귀 세포 집단 때문에, 우리는 또한 풍부하고 흉선 세포, 흉선에서 가장 풍부한 세포 유형을 고갈하여 TEC는 정화 할 수있는 효과적인 방법을 설명한다. FOLLO세포 생존의 상실 TEC는 정제 과정을 최소화 할 수 있도록 날개가 농축, 세포 정렬 시간은 감소 될 수있다. 정제 된 세포는 리얼 타임-PCR, 웨스턴 블롯 및 유전자 발현 프로파일 링 같은 다양한 다운 스트림 분석에 적합하다. 프로토콜은 TEC의 기능 연구뿐만 아니라 시험 관내 T 세포 재구성의 발전을 촉진 할 것이다.
Introduction
초기 T 세포 개발, 골수 조혈 줄기 세포 유래 다 분화능 전구 세포가 흉선의 피질 모집, T 계보에 대한 약속을 받아야하고 T 세포 전구체 1이된다. 매우 가변적 T 세포 수용체 1 전구 세포의 큰 풀을 형성 피질에서, T 세포 전구체 CD4 및 CD8 더블 네거티브 (DN) 흉선 세포 확장 및 미성숙 CD4 및 CD8 이중 양성 (DP) 흉선 세포로 분화. 만 DP 세포의 선택 MHC 제한 집합은 CD4 또는 CD8 하나의 긍정적 인 (SP) 흉선 세포가 흉선의 수질로 마이그레이션하고, 기능적 능력 성숙 T 세포에 긍정적 인 선택 2 불린다 이벤트를 차별화 6. 반면, 자동 반응 흉선 세포의 클론 부정적인 선택을 받아야하고 자기 공차 규제 T 세포로 변환, 또는 아직 명확하지 않은 목적을 위해 상피내 림프구로 전환, 세포 사멸을 통해 제거 3,7-10.
흉선에서, 흉선 간질 세포는 이러한 다양한 T 세포 발달의 운명 5,11,12에 대한 신호를 제공하는 고유의 미세 환경을 형성한다. 대뇌 피질의 TEC는 (cTECs) 및 수질의 TEC는 (mTECs), 수지상 세포, 대 식세포, 섬유 아세포, 혈관 내피 세포, 신경 크레스트에서 파생 된 혈관 주위 세포와 다른 중간 엽 세포 13 ~ 15 포함 – 흉선 간질 세포는 흉선 상피 세포 (TEC는)로 구성된다. 이들 중에서는 TEC는 T 세포의 발달 1,2,16,17 다양한 단계에 중요하다. 그러나, TEC는 격리 할 수있는 강력한 방법의 부족은 그 기능 (16)의 포괄적 인 이해를 방해하고있다. 특히 피질 전구 세포를 둘러싸 삼차원 네트워크를 형성 cTECs는 아직 확실하지 않은 이유로 양성 선택 13,18,19 필수적이다. 이전 연구는 대부분의 형태 학적 및 조직 학적 도구 (13)에 의존, TEC는의 이질성과 역할에 대한 단서를 제공 </sup>. 최근 TEC 부분 집합의 고유 한 역할은 마우스 모델 12, 20에 유전 적 방법에 의해 해결되었다. TEC는을 분리하는 강력하고 재현 가능한 방법은 cTECs가 긍정적 인 선택을 어떻게 지원하는지 TEC 부분 집합, TEC 기능의 양적 및 질적 평가 및 메커니즘의 해명의 편견 특성을 달성하기 위해 필수적입니다.
때문에 그들은 그대로 장기에 형성 흉선에서 TEC는의 희소성과 긴밀한 상호 작용, TEC는의 분리 도전하고있다. 여기에 설명 된 프로토콜은 이전의 발견, 현재 이용 가능한 시약, 기법, 및 흉선 구조 및 기질 조성물의 지식에 기초한다. 거의 20 년 전, 몇 가지 절차는 트립신, 콜라게나 제와 디스 파제 등 다양한 효소가 소화하는 동안 사용 된에서 흉선 조직 21-27을, 해리하는 것으로보고되었다. 회색 등. 그들의 precedure 28에서와 효소를 비교하고 개선 메트 신고되었고 효소 칵테일 (29)의 여러 단계 소화 외경 (20), (30)을 널리 사용 하였다. 그러나,이 방법은 긴 준비 시간, 심지어 동일한 코호트 29,30 쥐에서 세포 수의 비율과 TEC는 최종 변수 복잡한 소화 단계 및 결과를 포함한다. 몇 년 전에, Liberase 연구 등급 효소, 고도로 정제 된 콜라게나 중성 프로테아제는 흉선 조직의 해리 (30)에 사용되기 시작 함유. 여기서 우리는 마우스 흉선 조직에서 실행 가능한 TEC는 높은 수를 산출 최적화 된 기계적 분리 절차 Liberase 소화 기반 프로토콜을, 설명합니다. .
해리 기질 세포를 풍부하게하기 위해, 이전의 연구는 밀도 구배 또는 자기 비드 분리 21,29를 사용하고 있습니다. 그러나 두 방법은 흉선 간질 세포, cTECs 29 특히 인구의 특정 집단의 손실 심각한 원인이된다. 세포 독성 제거 및 패닝 기법 <s> (31, 32)까지 널리 면역 필드 12,31에 고갈 또는 림프구의 분리를 위해 사용되어왔다. 이러한 기술을 비교 한 결과, TEC는 우리의 농축을위한 전류 패닝 프로토콜을 세웠다. 농축 절차를 수행하는 동안 부드러운 상태가 적은 세포 죽음과 편견 증가 TEC 복구로 연결됩니다.
제 3 항에 기재된 절연 흉선 세포 현탁액을 직접 TEC 서브 세트와 수지상 세포의 확인 및 특성화를위한 유세포 분석 흐름에 적용될 수있다. 4 장에서는 사이토 다중 매개 흐름을 사용하여 TEC 하위 집합을 식별 할 수있는 간단하고 유용한 방법을 설명합니다. 정제 cTECs 또는 mTECs, TEC 농축 및 절차를 정렬 셀을 얻기 위해 추구 실험을 위해 제 5 및 6에서 찾을 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
프로토콜에서 중요한 단계는 흉선 간질 세포 (섹션 3)의 준비와 TEC는의 농축 (4 절)입니다. 이 적극 신선한 효소 용액마다 준비하고, 조직이 가능한 한 빨리 처리하는 것이 좋다. 풀링 thymi 들어, 효소 용액의 부피를 최적화 thymi의 수에 따라 요구된다. 모든 조직 잔사 처리 후에 남아 있으면, 더 효소액 및 배양 시간의 연장을 첨가하여 세포 수율을 증가시킬 수있다. TEC는의 농축, 상층 액의 수집을 완…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 (KAH에) 건강 그랜트 R01 AI088209 국립 연구소에 의해 지원되었다. 우리는 또한 미네소타 유동 세포 계측법 자원의 대학 감사합니다.
Materials
| Anti-mouse EpCAM | eBioscience | XX-5791-YY* | Clone G8.8 |
| Anti-mouse MHC II | eBioscience | XX-5321-YY* | Clone M5/114.15.2 |
| Anti-mouse Ly51 | eBioscience | XX-5891-YY* | Clone 6C3 |
| UEA-1 | Vector Laboratory | FL-1061 | |
| Flow cytometer | BD Biosciences | LSRFortessa | |
| Flow cell sorter | BD Biosciences | FACSAria | |
| FACS tubes | BD Biosciences | 352052 | |
| Flow cytometry analysis software | TreeStar – Flowjo | FlowJo v7/9 | |
| *XX varies by fluorochrome and YY varies by vial size. |
Riferimenti
- Rothenberg, E. V., Moore, J. E., Yui, M. A. Launching the T-cell-lineage developmental programme. Nat. Rev. Immunol. 8, 9-21 (2008).
- Anderson, G., Takahama, Y. Thymic epithelial cells: working class heroes for T cell development and repertoire selection. Trends Immunol. 33, 256-263 (2012).
- Klein, L., Hinterberger, M., Wirnsberger, G., Kyewski, B. Antigen presentation in the thymus for positive selection and central tolerance induction. Nat. Rev. Immunol. 9, 833-844 (2009).
- Starr, T. K., Jameson, S. C., Hogquist, K. A. Positive and negative selection of T cells. Annu. Rev. Immunol. 21, 139-176 (2003).
- Takahama, Y., Takada, K., Murata, S., Tanaka, K. beta5t-containing thymoproteasome: specific expression in thymic cortical epithelial cells and role in positive selection of CD8. T cells. Curr. Opin. Immunol. 24, 92-98 (2012).
- Xing, Y., Wang, X., Igarashi, H., Kawamoto, H., Sakaguchi, N. Protein phosphatase subunit G5PR that regulates the JNK-mediated apoptosis signal is essential for the survival of CD4 and CD8 double-positive thymocytes. Mol. Immunol. 45, 2028-2037 (2008).
- Benoist, C., Mathis, D. Treg cells, life history, and diversity. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 4, a007021 (2012).
- Pobezinsky, L. A., et al. Clonal deletion and the fate of autoreactive thymocytes that survive negative selection. Nat. Immunol. 13, 569-578 (2012).
- Stritesky, G. L., Jameson, S. C., Hogquist, K. A. Selection of self-reactive T cells in the thymus. Annu. Rev. Immunol. 30, 95-114 (2012).
- Xing, Y., Hogquist, K. A. T-cell tolerance: central and peripheral. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 4, (2012).
- Anderson, G., Lane, P. J., Jenkinson, E. J. Generating intrathymic microenvironments to establish T-cell tolerance. Nat. Rev. Immunol. 7, 954-963 (2007).
- Xing, Y., Jameson, S. C., Hogquist, K. A. Thymoproteasome subunit-beta5T generates peptide-MHC complexes specialized for positive selection. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110, 6979-6984 (2013).
- Petrie, H. T., Zuniga-Pflucker, J. C. Zoned out: functional mapping of stromal signaling microenvironments in the thymus. Annu. Rev. Immunol. 25, 649-679 (2007).
- Rezzani, R., Bonomini, F., Rodella, L. F. Histochemical and molecular overview of the thymus as site for T-cells development. Prog. Histochem. Cytochem. 43, 73-120 (2008).
- Rodewald, H. R. Thymus organogenesis. Annu. Rev. Immunol. 26, 355-388 (2008).
- Griffith, A. V., et al. Spatial mapping of thymic stromal microenvironments reveals unique features influencing T lymphoid differentiation. Immunit. 31, 999-1009 (2009).
- Guerder, S., Viret, C., Luche, H., Ardouin, L., Malissen, B. Differential processing of self-antigens by subsets of thymic stromal cells. Curr. Opin. Immunol. 24, 99-104 (2012).
- Hogquist, K. A., Xing, Y. Why CD8+ T cells need diversity when growing up. Immunit. 32, 5-6 (2010).
- Jenkinson, E. J., Parnell, S., Shuttleworth, J., Owen, J. J., Anderson, G. Specialized ability of thymic epithelial cells to mediate positive selection does not require expression of the steroidogenic enzyme p450scc. J. Immunol. 163, 5781-5785 (1999).
- Murata, S., et al. Regulation of CD8+ T cell development by thymus-specific proteasomes. Science. 316, 1349-1353 (2007).
- Chidgey, A. P., Pircher, H., MacDonald, H. R., Boyd, R. L. An adult thymic stromal-cell suspension model for in vitro positive selection. Dev. Immunol. 6, 157-170 (1998).
- Izon, D. J., Nieland, J. D., Godfrey, D. I., Boyd, R. L., Kruisbeek, A. M. Flow cytometric analysis reveals unexpected shared antigens between histologically defined populations of thymic stromal cells. Int. Immunol. 6, 31-39 (1994).
- Jenkinson, E. J., Anderson, G., Owen, J. J. Studies on T cell maturation on defined thymic stromal cell populations in vitro. J. Exp. Med. 176, 845-853 (1992).
- Klein, L., Klugmann, M., Nave, K. A., Tuohy, V. K., Kyewski, B. Shaping of the autoreactive T-cell repertoire by a splice variant of self protein expressed in thymic epithelial cells. Nat. Med. 6, 56-61 (2000).
- Shortman, K., Vremec, D., D’Amico, A., Battye, F., Boyd, R. Nature of the thymocytes associated with dendritic cells and macrophages in thymic rosettes. Cell. Immunol. 119, 85-100 (1989).
- Volkmann, A., Zal, T., Stockinger, B. Antigen-presenting cells in the thymus that can negatively select MHC class II-restricted T cells recognizing a circulating self antigen. J. Immunol. 158, 693-706 (1997).
- Yang, S. J., Ahn, S., Park, C. S., Choi, S., Kim, M. G. Identifying subpopulations of thymic epithelial cells by flow cytometry using a new specific thymic epithelial marker, Ly110. J. Immunol. Method. 297, 265-270 (2005).
- Gray, D. H., Chidgey, A. P., Boyd, R. L. Analysis of thymic stromal cell populations using flow cytometry. J. Immunol. Method. 260, 15-28 (2002).
- Gray, D. H., et al. Unbiased analysis, enrichment and purification of thymic stromal cells. J. Immunol. Method. 329, 56-66 (2008).
- Williams, K. M., et al. Single cell analysis of complex thymus stromal cell populations: rapid thymic epithelia preparation characterizes radiation injury. Clin. Transl. Sci. 2, 279-285 (2009).
- Kanof, M. E. Purification of T cell subpopulations. Curr. Protoc. Immunol. 7 (Unit 7.3), (2001).
- Mage, M. G. Fractionation of T cells and B cells using panning techniques. Curr. Protoc. Immunol. 3 (Unit 3.5), (1991).
- Wekerle, H., Ketelsen, U. P., Ernst, M. Thymic nurse cells. Lymphoepithelial cell complexes in murine thymuses: morphological and serological characterization. The Journal of experimental medicin. 151, 925-944 (1980).
- Kyewski, B. A., Kaplan, H. S. Lymphoepithelial interactions in the mouse thymus: phenotypic and kinetic studies on thymic nurse cells. J Immuno. 128, 2287-2294 (1982).
- Nakagawa, Y., et al. Thymic nurse cells provide microenvironment for secondary T cell receptor alpha rearrangement in cortical thymocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109, 20572-20577 (2012).
- McLelland, B. T., Gravano, D., Castillo, J., Montoy, S., Manilay, J. O. Enhanced isolation of adult thymic epithelial cell subsets for multiparameter flow cytometry and gene expression analysis. J. Immunol. Method. 367, 85-94 (2011).
- Seach, N., Wong, K., Hammett, M., Boyd, R. L., Chidgey, A. P. Purified enzymes improve isolation and characterization of the adult thymic epithelium. Journal of immunological method. 385, 23-34 (2012).
