이 프로토콜 어떤 autoreactive 세포 photoactivatable 녹색 형광 단백질 (GFP PA) 기자를가지고 자연 면역 어린 싹 센터와 혼합된 murine 골 키메라의 생성을 설명 합니다. 이 다운스트림 분자 및 기능 분석 조직에 세포 위치를 연결 하는 기능을 제공 합니다.
자가 면역 질환은 중요 한 건강 부담 제시. 개발 및 자가 면역 질환의 진행에 관한 근본적인 질문은 답이 남아 있다. 기본 질병 메커니즘 및 세포 역학의 우리의 이해에 있는 전진에 대 한 요구 사항 중 하나는 다운스트림 분자 또는 기능 분석; 셀 하위 집합의 microanatomical 위치의 정확한 커플링 전통적으로 달성 하기 어려운 목표. 안정적인 photoactivatable 생물 fluorophores 기자 긴장에 그들의 통합의 개발은 최근 정확한 microanatomical 라벨 및 murine 모델에서 세포 부분 집합의 추적 활성화 됩니다. 여기, 우리가 설명 어떻게 autoreactive 림프 구 단일 본 원 센터에서 분석 하는 능력 면역에 새로운 통찰력을 제공 하기 위해 도움이 될 수 있습니다 예를 들어 photoactivatable 기자와 면역의 소설 공상 모델의 조합을 사용 하 여 . 생성 하기 위한 절차 섞인 키메라 자발적인 autoreactive 어린 싹 센터 photoactivatable 녹색 형광 단백질 리포터를 운반 하는 림프 톨에 의해 채워진 설명 합니다. Vivo에서 레이블 전략을 사용 하 여, 단일 어린 싹 센터 수 구상 될 explanted 림프 조직에 그들의 세포 성분 photoactivated 2 광자 현미경 검사 법에 의해. 단일 본 원 센터에서 림프 톨 Photoactivated 다음 분석할 수 있습니다 또는 단일 셀 또는 대량, 흐름 cytometrically를 정렬 하 고 추가 다운스트림 분자 및 기능 분석을 받게 될 수 있습니다. 이 방법은 직접 면역의 분야에서 새로운된 통찰력을 제공 하기 위해 적용 될 수 있습니다 하지만 골 키메라와 photoactivation 프로시저 생성 하기 위한 절차 또한 전염병의 연구에서 광범위 한 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다, 종양 전이입니다.
자가 면역 질환의 발병 률 특히 서양 사회에서에서 지난 수십 년간에서 급속 하 게 상승 했다. 오늘, 자가 면역 질환의 병 적 상태와 사망률1서방 세계 가장 널리 퍼진 원인의 목록에 3 계급. 개발 및 자가 면역 질환의 진행에 관한 근본적인 질문은 답이 남아 있다. 기본 질병 메커니즘 및 세포 역학의 우리의 이해에 있는 전진에 대 한 요구 사항 중 하나는 다운스트림 분자 또는 기능적인 분석 셀 하위 집합의 microanatomical 위치의 정확한 커플링. 지난 10 년간에서 정확한 microanatomical 라벨 및 추적 휴대의 안정적인 photoconvertible, photoactivatable, 또는 photoswitchable 생물 fluorophores 기자 긴장에 그들의 통합의 숫자의 개발이 활성화 murine 모델에서 하위 집합입니다.
데, 돌 산호에서 발생 하는 photoconvertible 형광 단백질 보라 빛 또는 자외선 빛2노출 시 붉은 형광을 녹색 형광에서 돌이킬 수 없는 photoconversion를 겪 습. Organotypic 뇌 조각3개발에 개별 셀의 동적 동작을 따라 처음 고용, 세대의 노크 마우스 이후에 허용 vivo에서 세포 움직임을 모니터링 하는 데와 시스템의 분석에 적용 된 면역 세포는 림프절4에서 마이그레이션. 이 접근은 2 세대 기자5이후 세련 된 이었다. 유사한 기자 Dendra입니다6, 최근 vivo7림프절 전이 추적 하는 데 사용 했다.
첫 번째 photoactivatable 단백질 개발 녹색 형광 단백질 (GFP) 단일 지점 돌연변이 (T203H), 설계 된 550 nm8450에서 파장 영역에서 매우 낮은 흡 광도을 선도 했다. 보라색 빛에 의해 photoactivation, 후이 photoactivatable 녹색 형광 단백질 (GFP PA) 스위치를 400 ~ 흡수 최대 ~ 500 nm, 저조한 대략 100 강도 증가 488의 파장 nm. 모든 조 혈 모 세포가 PA GFP를 표현 하는 유전자 변형 생쥐의 생성 허용, 처음으로, 어린 싹 센터9의 해부학 정의 빛과 어두운 영역에서 B 세포 선택의 심층 분석.
Photoactivation 형광 상태로 비 형광 상태에서 돌이킬 수 없는 변환 이며 photoconversion는 다른 1 개의 파장에서 단방향 전환, 반면 photoswitchable 단백질10 두 조건 사이 셔틀 수 있습니다. . 이 후자의 능력은 최근 단백질 활동11의 광학 제어를 무력화 됩니다.
PA GFP 기자를 활용 하 여, 우리 최근 자발적인 루 푸 스 같은 자가 면역12의 새로운 모델에서 단일 어린 싹 센터 B 세포 레파토리를 특징. 이 모델은 1 개 부품 골 autoreactive B 세포 수용 체 노크에는으로 ribonuclear-단백질 복합물 (564Igi13,14)에 대 한 2 개 부품에서 골 수를 함께 품고 함께 혼합된 키메라 기반 원하는 기증자입니다. 약 6 주 게시물 재구성에 항상성 조건 어떤 자발적인 autoreactive 어린 싹 센터 장과 피부 림프절에는 달성 된다. 특히, 어린 싹 센터 B 세포 인구는 거의 독점적으로 (~ 95%) 비 564Igi 구획에서 파생 된 셀으로 구성 하 고 이러한 야생 유형 파생 B 세포 autoreactive 되었다. 따라서, 모델, 사용 하 여 다양 한 transgenes 노크 아웃 기자 autoreactive 어린 싹 센터 B 세포의 분석에 대 한 ‘ 플러그와 플레이 ‘ 접근 수 있습니다. 여기, 우리는 자발적인 autoreactive 어린 싹 센터 PA GFP 기자를 운반 하는 림프 톨에 의해 채워집니다와 혼합된 키메라를 생성 하기 위한 절차를 설명 합니다. Vivo에서 레이블 전략을 사용 하 여, 단일 어린 싹 센터 explanted 림프 조직에 그들의 세포 성분 photoactivated 2 광자 현미경을 사용 하 여 구상 될 수 있습니다. 단일 본 원 센터에서 Photoactivated 세포 수 이후에 cytometry 분석 또는 형광 색소 활성화 셀 정렬 (FACS)에 의해 정렬 되며 추가 다운스트림 분자 및 기능 분석을 복종. 단일 본 원 센터에서 autoreactive 세포를 분석 하는 능력 직접 면역의 분야에서 새로운된 통찰력을 제공 하기 위해 적용 될 수 있습니다 하지만 기술과 설명 하는 방법을 찾을 수 있습니다 또한 관련 응용 프로그램의 연구에 감염 증 그리고 종양 전이입니다.
면역의 murine 모델의 큰 수를 사용할 수 있습니다, 그리고 많은 자발적인 어린 싹 센터16와 함께 제시. 그러나, 사용 가능한 모델의 많은 복잡 한 유전 배경 또는 돌연변이 중앙 레 귤 레이 터에서 림프 구 증식 또는 활성화, 저조한 intercrossing 기자 라인과 정상적인 림프 구 동작의 연구에 적합 한 그들을 렌더링의 항구 면역에 각각. 현재 모델, 그와 반대로, autoreactive 야생 유형 파생 어린 싹 센터 B 세포로 표현 하는 현재의 경우에서 transgenes, 노크-아웃 및 기자, 원하는 조합을 사용 하 여 심층 분석 하는 ‘ 플러그 앤 플레이 ‘ 접근 허용 photoactivatable GFP입니다. Vivo에서 레이블 전략을 사용 하 여, 단일 어린 싹 센터 explanted 림프 조직에 그들의 세포 성분 photoactivated 2 광자 현미경을 사용 하 여 구상 될 수 있습니다. 다음 단일 본 원 센터에서 Photoactivated 세포는 단일 셀 또는 대량에서 분석 또는 정렬 흐름 cytometrically를 될 수 있습니다. 이 세포 면역의 분야에서 새로운된 통찰력을 제공 하기 위해 추가 다운스트림 분자 및 기능 분석 이후에 받게 수 있습니다.
이 절차의 성공적인 성능에 대 한 몇 가지 중요 한 단계가 있습니다. 대표 결과, 방사선에 의해 같이 (1100 Rad) 기증자 골 재구성 성공적으로 B 세포 구획에 가까운 완전 한 chimerism를 양보 받는 사람 골 구획 대체. 이것은 중요 한 포인트, 잔여 받는 파생 B 세포는 어린 싹 센터의 하위 집합 ‘어두운’ 렌더링. 조사에 사용 되는 소스에 방사선의 복용량/타이밍 동물에 최소한의 부수적인 조직의 손상 최대한 myeloablative 효과를 최적화할 수 있다. 재구성에 대 한 뼈 호감 프로토콜 및 20 백만 총 기증자 세포와 재구성 튼튼하게 수익률 높은 재구성도 발견 되었습니다. 살 균 및 냉/얼음 골 추출에 대 한 작업 골 수 기증자의 높은 생존 능력을 보장 합니다. 도달 하기 위해 원하는 기증자 골 비율, 계산 자체 계산 및 계산에 대 한 골 수의 subsample 밖으로 데리고 때 셀의 aliquots 주의 운동에 필수적 이다. 혼합 및 공동 기증자 marrows 대신 centrifuging와 별도로 resuspending 하 고 다음 혼합 산 기증자 비율 계산 셀 다음에 어떤 스큐를 방지 하기 위해 제공 합니다.
프로토콜의 혼합된 골 키메라 생성, 혼자 설 수 있습니다 하 고 원하는 기자, transgene 또는 노크 아웃 autoreactive 어린 싹 센터와 키메라의 세대 수 있습니다. 그러나,이 1 개의 제한은 histocompatible 기증자를 사용 하는 필요입니다. 564Igi 긴장 C57Bl/6J congenic 배경에 그리고 결과적으로, 다른 donor(s)와 한다 H-2b congenic 배경 (또는 양자 택일로, 564Igi 긴장 원하는 긴장과 면역 표현 형을 backcrossed 해야 새로운 배경에서 확인). 조사 절차 tolerogenic 환경17, 선호 하는 경향이 있다 그리고 몇 가지 작은 조직 적합성 항 원 불일치를 용납 수 있습니다. 그러나,이 부분 고려 되어야 한다 철저 하 게, 남성과 여성의 기증자 또는 받는 사람, 남성 제한 Y 항으로 여성 반응성에 대 한 잠재력을 혼합 하는 경우에 특히.
마찬가지로, 프로토콜의 photoactivation 측면, 혼자 서 있을 수 있다 그리고 많은 다른 문맥에서 사용 될 수 있습니다. 그러나, PA GFP 기자는 현재만 아니라 stromal 세포 하지만 모든 조 혈 계보 세포에서 활성화 되어 UBC promotor. 소개에서 설명 했 듯이, 다른 photoactivatable, photoswitchable, 또는 photoconvertible 기자 변종 사용할 수 있으며 실험 조건의 적절 한 조정으로 PA-GFP에 대 한 대체 될 수 있습니다.
900 이상 레이저를 유지 하 여 바람직하지 않은 분야의 실수로 photoactivation를 방지 하는 것이 중요 하다 때 이미징,이 파장은 하지 photoactivate PA-GFP로 nm. Photoactivation 자체, 레이저 파워 및 픽셀 망설임 시간 등의 특정 설정을 사용 하 고, 특정 조직의 조직과 이미징 시스템에 깊이에 따라 달라 집니다 및 각 응용 프로그램은 특정 이미징 시스템 사용에 대 한 최적화. 주의 해야 하지 photodamage에 셀, 하지만 필수적인 다운스트림 분석에 대 한 활성화 된 셀의 충분 한 대표를 얻기 위하여는 스택을 통해 효율적인 photoactivation을 동시에. 어린 싹 센터 B 세포 일반적으로 구성 어디서 나 0.5%에서 ~ 2%, 비장 또는 피부 림프 노드 B 세포의 그리고 대표 결과 (그림 5)에서 볼 수 있듯이 photoactivated 단일 어린 싹 센터 B 세포 총의 ~ 1%를 할 수 있습니다. 인구는 단일 비장 조각에. 따라서, 성공적인 분석 또는 셀의 상당수의 정렬 많은 수의 이벤트를 처리 해야 합니다.
The authors have nothing to disclose.
SE Degn Lundbeckfonden 동료 이며 칼 재단 고유 동료. 이 작품 또한 일부 NNF 생명 부여 (SE Degn)에 의해 지원 되었다.
Antibody, 9D11-A568 | In-house generated | 9D11 hybridoma, kindly provided by MC Carroll, labeled with kit: Biotium 92255 | |
Antibody, 9D11-A647 | In-house generated | 9D11 hybridoma, kindly provided by MC Carroll, labeled with kit: Nordic Biosite ABD-1031 | |
Antibody, FITC anti-mouse CD45.1 | Biolegend | 110705 | |
Antibody, Pacific Blue anti-mouse/human GL7 Antigen (T and B cell Activation Marker) | Biolegend | 144613 | |
Antibody, PE anti-mouse CD169 (Siglec-1) | Biolegend | 142403 | |
Antibody, PE/Cy7 anti-mouse CD38 | Biolegend | 102717 | |
Antibody, PerCP/Cy5.5 anti-mouse/human CD45R/B220 | Biolegend | 103235 | |
Capillary tube, Mylar-wrapped, heparinized | Fisher Scientific | 211766 | |
Cell strainer, 70 µm | Falcon | 352350 | |
Conical tubes, 50 mL | Falcon | 352235 | |
Cover slip, square, 22×22 mm, 0.13-0.17 mm | Thermo Fisher Scientific | 22X22-1 | |
EDTA | Merck | 1,084,180,250 | |
Ethanol, 70% | VWR | 8301.360 | |
Fetal bovine serum | Life Technologies | 10270106 | |
Flow cytometer, FACS Canto II | BD Biosciences | 338962 | |
Flow cytometer, LSRFortessa SORP | BD Biosciences | – | Special order product with 4 lasers (405 nm, 488 nm, 561 nm and 640 nm) |
Grease, high vacuum, Dow Corning | VWR | DOWC1597418 | |
Hemocytometer, Burker-Türk | VWR | 630-1544 | |
Isoflurane, IsoFlo vet. | Orion Pharma | 9658 | |
Lymphocyte separation medium (Lympholyte-M Cell Separation Media) | Cedarlane | CL5035 | |
Microcentrifuge tube, 1.5 mL (Eppendorf) | Sarstedt | 72.690.550 | |
Microscope, Two-photon | Prairie Technologies (now Bruker) | – | Special order Ultima In Vivo Two Photon Microscope |
Mortar w. lip, unglazed, 75 ml | VWR | 410-0110 | |
NaHCO3 | Merck | 1063290500 | |
Needle, 18 gauge | BD Medical | 304622 | |
NH4Cl | VWR | 87,769,290 | |
PBS | Sigma | d8537 | |
Pestle homogenizer | VWR | 47747-358 | |
Pestle, unglazed, 175 mm | VWR | 410-0122 | |
Pipette, Serological, 10 ml | VWR | 612-3700 | |
Pipette, transfer, plastic | Sarstedt | 861,172,001 | |
Plastic paraffin film (Parafilm M) | Bemis | PM996 | |
Plate, 96-well | Falcon | 353910 | |
Surgical forceps, Student Dumont #5 Forceps | FST – Fine Science Tools | 91150-20 | |
Surgical forceps, Student Dumont #7 Forceps | FST – Fine Science Tools | 91197-00 | |
Surgical scissors, Student Fine Scissors, Straight | FST – Fine Science Tools | 91460-11 | |
Syringe, 10 mL | Terumo | SS-10ES1 | |
Syringe, 20 mL | Terumo | SS-20ES1 | |
Syringe, 5 mL | Terumo | SS-05S1 | |
Syringe, Insulin, 0.3 cc | BD Medical | 324827 | |
Tribrissen vet. 24% inj., containing 200 mg sulfadiazin and 40 mg trimethoprim/ml | MSD Animal health | 431577 | |
Trypan blue solution, 0.4% | VWR | K940-100ML | |
Viability dye, eBioscience Fixable Viability Dye eFluor 780 | Thermo Fisher Scientific | 65-0865-14 |