Bu, uterus lenfoid hücrelerini hem hamile hem de hamile olmayan farelerden izole etmek için bir yöntemdir. Bu yöntem, FACS fenotipleme, hücre sıralama, işlevsel tahliller, RNA-seq ve proteomik gibi birden çok aşağı akış uygulaması için kullanılabilir. Buradaki protokol, akış sitometrisi ile kandine doğuştan gelen lenfoid hücrelerin fenotip grup 1 rahiminin nasıl olduğunu göstermektedir.
Burada açıklanan, fare grubu 1 rahim doğuştan gelen lenfoid hücreleri (g1 uLC’ ler) akış sitometrisi ile bireysel gebe uterustan izole etmek ve fenotip etmek için basit bir yöntemdir. Protokol, birden fazla senkron baraj elde etmek için zaman çiftleşmesinin nasıl kurulacağını, hamile uterusun mekanik ve enzimatik sindirimini, tek hücreli süspansiyonların lekelenmesini ve g1 UILC’leri fenotip ve ayrımcılık yapmak için bir FACS stratejisini açıklar. Bu yöntem kaçınılmaz olarak doku içindeki hücresel dağılımın mekansal bilgilerini kaybetse de, uILC heterojenliğini, gebeliği etkileyen anne ve foetal faktörlere yanıtlarını, gen ekspresyon profillerini ve işlevlerini belirlemek için protokol başarıyla uygulanmıştır.
Burada açıklanan, bireysel gebe uterustan yüksek miktarda uterus doğuştan gelen lenfosit verimi elde etmek için basit bir yöntemdir. Bu yöntem, uterus doğuştan gelen lenfositlerin protein yüzey ekspresyonunu ve işlevselliğini korur ve FACS fenotipleme, RNAseq, proteomik veya fonksiyonel tahliller gibi sonraki uygulamalar için uygundur. Burada, grup 1 uILC’lerin akış sitometrisi ile fenotiplemasına odaklanılma vardır.
Rahim üç katmandan oluşur: endometriyum, miyometriyum ve perimetriyum (Şekil 1). Endometrium, uterusun lümenini kaplayan mukozadır. Corpus luteum tarafından üretilen progesteron, endometriumu yaprak dökenlere dönüştürür. Miyometrium, rahim duvarını oluşturan iki düz kas tabakasından oluşur. Perimetrium, uterusun sarılıp mesometrium adı verilen geniş bağ yoluyla peritona bağlayan serosadır. Uterusun bir kesitinde, lümenin karşısındaki kısma mesometrial taraf, lümene yakın olan kısma ise anti-mesometrial taraf denir. Çeşitli maternal lökositler, doğuştan gelen bağışıklık hücrelerinin hücrelerin büyük çoğunluğunu temsil ettiği çeşitli hücre türleri de dahil olmak üzere endometrium ve yaprak dökenleri doldurur. Doğuştan gelen lenfoid hücreler (IC’ler), makrofajlar, dendritik hücreler (DC), CD4+ ve CD8+ T lenfositleri, düzenleyici T hücreleri (Tregs) ve nadir B hücreleri, gebelik boyunca rahim ortamının düzenlenmesinde önemli roller oynayabilir1,2. Rahimdeki IC’ler sadece mukozada değil, farelerdeki miyometriyumda da bulunur. Üç IC grubu da dahil olmak üzere, rahim gerçekten de grup 1 IC’lerin en yoğun yaşadığı organdır. Gebelik boyunca rahim dokularının yapısal dönüşümü ile rahim lökositlerinin sayısı ve oranı da değişmektedir (bkz. Şekil 2A grup 1 uILC alt kümelerinin yüzdeslerindeki farklılıklara bir örnek için)3,4.
Bu makalede farelere atıfta bulunulduğunda, cins laboratuvar farelerinin C57BL/6 suşu kastedilmektedir. Dışlanmış fareler (örneğin, NMRI fareleri) yüksek üreme oranları nedeniyle üreme araştırmalarında sıklıkla kullanılır. Bununla birlikte, tutarlı sonuçlar üretmek için inbred suşlarının kullanılması gereklidir ve immünoloğun en sevdiği genetik arka plan B6 olarak da bilinen C57BL/6’dır.
Orta gebelikteki B6 barajlarındaki rahim lökositlerinin yaklaşık %30’u g1 uILC’lerdir, akış sitometrisi ile uygulanabilir CD45+CD3-CD19-NK1.1+NKp46+ hücreleri (Şekil 2B): pro-anjiyojenik doku bazlı NK (trNK), geleneksel NK (cNK) üreten IFN-g ve uILC14,5 olarak tanımlanır. UNK hücrelerinin yüzdesi insanlarda daha da yüksektir ve ilk trimester6’da yaklaşık% 70’e ulaşır. İnsan ve fare uNK ve uILC7,8 arasındaki farklılıklardan daha fazla benzerlik vardır. Farklılıkları akılda tutmak önemli olsa da, iki tür üzerinde mevcut bilgileri entegre etmek yararlıdır. İnsanlarda ve laboratuvar kemirgenlerinde uILC’nin araştırılmasından elde edilen bilgileri bir araya getiren NK hücrelerinin, arteriyel integrity9 ve spiral arter tadilatının bakımı da dahil olmak üzere uterusun biyolojisi için gerekli olan homeostatik değişikliklere yardımcı olduğu açıktır11,12 trophoblast istilası. Ayrıca patojenlere karşı savunmada belirli roller oynarlar13,14. Farelerde ve sıçanlarda, implantasyon bölgesinin etrafındaki yaprak döküntünü doldurmanın yanı sıra, NK hücreleri, geçmişte işlevi henüz keşfedilmemiş olan metrial bez olarak da bilinen gebeliğin Mesometrial Lenfoid Agregası (MLAp)15 (Şekil 1B) olarak bilinen geçici bir yapıda barajların miyometriyumunun iki kas tabakası arasında birikir.
Burada açıklanan, mekanik disaggregasyon ve enzimatik sindirim kombinasyonu kullanarak gebe farelerin uterusundan lenfositleri izole etmek için laboratuvarda kullanılan yöntemin ayrıntılı bir protokolüdür. Yöntemde tüm rahim kullanıldığından, gebelik sırasında rahimden izole edilen lenfositler, desidual ve miyometriyal hücrelerin bir karışımıdır. Yaprak döken yaprak döken şeyin rahim duvarından ve MLAp’ından daha fazla diseksiyonu mümkündür ve daha önce tanımlanmıştır16. Burada açıklanan yöntem, protein yüzey ekspresyonini, hücresel işlevselliği ve canlılığı korurken uterus lenfositleri elde etmek için geliştirilmiştir. Sonuç, minimal artık hücresel döküntüye sahip tek bir hücre süspansiyonu ve hamile bir rahim için gebelik ortasında (10,5 gün) tipik olarak 1-5 milyon hücre arasında değişen bir verimdir. Bu yöntemin uygulamaları akış sitometrisi ile fenotiplemi, sonraki transkriptomik veya proteomik çalışmalar için hücre sıralama, hücre içi sitokin üretimi, degranülasyon, ELISPOT veya sitotoksik tahliller gibi fonksiyonel çalışmaları kapsar. Burada sunulan protokol grup 1 IC’leri tanımlamaya odaklanır, ancak FACS analizi için kullanılan antikor panelinde küçük değişikliklerle diğer IRC’ler, T hücreleri, B hücreleri, DC veya makrofajlar gibi diğer hücre tipleri için uyarlanabilir. Protokol ayrıca hücreleri diğer dokulardan izole etmek ve havuza alınan hamile olmayan uteriler için de kullanılabilir.
Yöntem, bundan sonra açıklanan birkaç kritik adım içerir. İlk kritik adım, lökosit popülasyonlarının göreceli sıklığı hamilelik yoluyla değiştiği için birden fazla senkron gebelik elde etmektir. Aynı gebelik gününde birden fazla baraja sahip olmak, aynı deneylerde biyolojik tekrarlara veya aşağı akış uygulamaları için gerekli daha büyük sayılar elde etmek için bireysel barajlardan lenfositlerin birikmesine izin verir. Süreli çiftleşme, araştırmacının gebe kalma süresini 24 saat içinde tam olarak belirlemesini sağlar. Fareler yaklaşık 2,5 yıl yaşamasına rağmen, 4-7 haftadan 6-8 aylık olana kadar üreme çağında olacaktır. Genç fareler genellikle daha küçük yavrular ürettiğinden, dişi fareler genellikle 6-8 hafta arasında olana kadar çiftleşmez ve erkek fareler 8-10 hafta arasında olana kadar çiftleşmez. Östrusun farelerde yaklaşık 15 saat sürdüğü ve her 4-5 günde bir meydana geldiği göz önüne alındığında, tipik çiftleşme oranı (vajinal bir tıkaçla ortaya çıkar, bkz. Şekil 4) yaklaşık% 25’tir. Bu nedenle, östrusta fare kullanmak ve belirli bir deney için gerekli sayıda baraj elde etmek için yeterli sayıda planlamak önemlidir. Östrus döngüsü evresi vajinal smear sitolojisi ile belirlenebilir22. Fiş oranı, çiftleşmeden önce 48 saat dinlenen erkekler ve Whitten etkisinden yararlanılarak geliştirilebilir18. Alternatif olarak, endojen folikül uyarıcı hormonun etkisini taklit eden, oosit olgunlaşmasını indükleyen ve 42-50 saat sonra, endojen luteinize edici hormonun etkisini taklit eden insan koryonik gonadotropin yumurtlamayı indükleyen hamile kısrak serumu uygulanabilir. Bu hormonal tedavi östrus gereksinimini atlar ve hemen hemen tüm tedavi edilen kadınları alıcı hale getirir.
İkinci bir kritik adım, FACS boyama kalitesini sağlamaktır. Akış sitometrisinde kullanılan antikorlar her zaman titratlandırılmalı ve en uygun konsantrasyonda kullanılmalıdır ve enzimatik sindirimin önemli antijenik epitopları ayırmadığını kontrol etmek gerekir. Bir enzimin bir epitopu ayırıp ayırmayacağını değerlendirmek için, biri aynı numunenin iki fraksiyonunu paralel olarak lekeleyebilir, biri enzymatic ve diğeri mekanik sindirime tabi tutulabilir. Benzer şekilde, güvenilir veri elde etmek için uygun kontrollerin ve tek lekelerin kullanılması çok önemlidir. Nadir olaylar için, boncuklar tek leke örnekleri oluşturmak için kullanılabilir. Voltajları kurmak için boncukların değil, lenfositler ve splenositler gibi diğer lökositleri içeren bir hücre popülasyonu kullanılması önerilir. Boncuklar kullanılırsa, boncuk boyama için antikorları titratlamak gerekir, bu nedenle lekeli boncukların floresan yoğunluğu hücrelerin floresan yoğunluğu ile karşılaştırılabilir olacaktır. Belirli bir işaretleyici için pozitifi negatif hücrelerden ayırmakta zorluk çekerse, belirli bir işaretleyici için gating’i kolaylaştırmak için bir FDO kontrolü de kullanılabilir. Hücre içi belirteçler durumunda, hücre içi lekelenme artık ilişkisiz antikorlara neden olabileceğinden, izotip kontrolü kullanılmalıdır, bu da yıkama adımlarından sonra hücrelerde hala bulunabilir ve bu nedenle arka plan sinyalini artırabilir. Mikropluoresans zamanla önemli ölçüde arttığı ve bazı antikorların floresan yoğunluğu zamanla azalabileceğinden, FACS analizi ile fenotiplemede en iyi sonuçları elde etmek için hücrelerin sabitlenerek 24 saat içinde örneklerin çalıştırması önerilir.
Dikkate alınması gereken bir diğer önemli faktör, protokolle elde edilen tek hücreli süspansiyonun aşağı akış uygulamasıdır. Fonksiyonel tahliller için steril koşullarda çalışmak esastır. Benzer şekilde, sonraki omik çalışmaları için steril ve RNaz, DNaz ve proteaz içermeyen çalışmalarda çalışmak önemlidir.
Burada sunulan protokol fenotipleme grubu 1 IC’lere odaklanır, ancak antikor panelini değiştirerek diğer hücre tiplerini fenotipleme için uyarlanabilir. Enzymatik tedavi ile yüzey epitoplarının kaybını/değişimini tespit etmek için tüm antikorların sindirilmiş ve sindirilmemiş hücre süspansiyonlarına karşı test edilmesi önerilir. Benzer şekilde, dokuyu sindirmek ve hücre verimini artırmak için farklı enzimler kullanılabilir, ancak önemli antijenik epitoplar üzerindeki etkisi dikkatlice incelenmelidir. NKp46 dalak NK hücreleri için iyi bir belirteçtir ve laboratuvar farelerinin tüm suşlarında çalışır, C57BL / 6 farelerdeki uNK hücrelerinde NKp46 ifadesi dalak NK hücrelerinden önemli ölçüde daha düşüktür. Aynı anda hem NK1.1 hem de NKp46 için leke yapmak en iyisidir. Birden fazla organ doğrudan karşılaştırılacaksa, dalak veya kemik iliği gibi dokular için enzimematik sindirim gerekli olmasa bile tüm örneklerin eşit şekilde tedavi edilmesi önerilir. Burada sunulan yöntem gebe olmayan rahim için geçerli olsa da, iki fazlı Percoll gradyanı ile lenfosit halka izolasyonu zor olacaktır ve izole edilmiş hücrelerin verimi güvenilir FACS analizi için çok düşük olabilir ve bu nedenle bireysel, hamile olmayan farelerin uterusundan izole edilmiş hücrelerin bir araya toplanmış olmasını gerektirecektir23.
Verilerin yorumlanması için dikkate alınması gereken protokol sınırlamaları vardır. Tüm dokularda olduğu gibi, kandan gelen dolaşımdaki lenfositler doku yerleşik hücrelerin yanında izole edilecektir. Dolaşımdaki lenfositlerin dışlanması veri yorumlama için gerekliyse, dolaşımdaki hücreleri etiketlemek için intravital boyama yapılabilir. Ayrıca, protokole ikinci bir sınırlama, tüm hücreler dokudan çıkarılamayacağı için bazı hücrelerin kaybedileceğidir. En sık karşılaşılan sorunlar ve sorun gidermeleri Tablo 2’de sunulmuştur.
Tarihsel olarak, dokulardaki hücrelerin incelenmesi doku bölümlerinin histolojik incelemesine dayanmıştır. Sandra Peel’in mükemmel incelemesi24 , 80’lerin sonuna kadar 100 yıldan fazla bir süre boyunca yapılan çalışmaları özetliyor. Daha sonra uNK hücreleri olarak bilinen hücrelerin tanımları, lenfositler keşfedilmeden yarım yüzyıldan daha önce yayınlanan el yazmalarında ortaya çıkar. Yani, 1975’te NK hücrelerinin keşfinden önce ve uNK hücreleri maternal glikojen hücreleri veya granül metrial bez hücreleri olarak belirtilmiştir. Anne Croy sahada büyük katkılarda bulundu25 ve nazikça takıma optimize ettiği diseksiyonu öğretti3 ve bu şu anda kullanılıyor. UNK hücrelerinin morfoloji ve doku konumunun tarifinde etkili olmakla birlikte, klasik histolojik inceleme, ilgi çekici hücreler üzerinde sadece birkaç belirteç tespiti ile sınırlıdır. 2008 yılında, rahim lenfositleri üzerinde aynı anda birden fazla belirteci tespit etmek için akış sitometri tabanlı bir yöntem tanımlanmıştır26. Bu esasen bu makalede açıklanan yöntemdir. Mekansal transkriptomi ve kütle sitometrisi ile görüntüleme gibi daha yeni teknolojiler histoloji ve akış-sitometrinin gücünü birleştirerek hem sırasıyla birden fazla gen veya proteinin aynı anda tespit edilmesine hem de normal doku mimarisinin korunmasına olanak sağlar.
Burada açıklanan yöntemin uygulamaları birden fazladır ve FACS fenotipleme, fonksiyonel tahlil (ELISPOT, degranülasyon veya sitotoksik tahliller gibi), hücre sıralama ve sonraki transkriptomik veya proteomikleri içerir. Bu yönteme dayalı olarak geliştirilebilen diğer uygulamalar, hücre sıralama veya negatif tükenme ile zenginleştirmeden sonra desiduel NK hücrelerinin kültürünü ve genişlemesini içerir. Şu anda, IL-2 veya IL-12 ve IL-15 kombinasyonu eklenerek 7-14 gün boyunca geliştirilebilen ve genişletilebilen insan NK hücrelerine benzer şekilde, fare uNK hücrelerini kültürlü ve genişletmek ve canlılıklarını ve işlevlerini uzun bir süre korumak için bir protokol yoktur. Fare uNK hücreleri için böyle bir yöntemin optimizasyonu, fonksiyonel tahliller gerçekleştirirken daha fazla esneklik sağlayacak ve daha yüksek bir hücre numarasıyla birden fazla koşulun test edilmesine izin verecektir. Öte yandan, kültür koşullarının lenfositlerin benzersiz fenotipini ve potansiyel olarak işlevlerini değiştirdiği bilinmektedir.
The authors have nothing to disclose.
Jean-Marc Doisne, Norman Shreeve, Iva Filipoviç ve Anita Qualls da dahil olmak üzere bu yöntemin geliştirilmesine yardımcı olan önceki ve mevcut ekip üyelerine teşekkür ederiz. Bu araştırma Wellcome trust [Grant number 200841/Z/16/Z] ve Medical Research Council (MR/P001092/1) tarafından finanse edildi. Açık erişim amacıyla, yazar bu gönderimden kaynaklanan herhangi bir Yazar Kabul Edilen Makale sürümüne CC BY kamu telif hakkı lisansı uygulamıştır.
70 µm cell strainers | Falcon | 352350 | |
BSA | Sigma | A9647-100G | |
CD19 antibody | BD | 562701 | |
CD3 antibody | BD | 562600 | |
CD45 antibody | BioLegend | 103108 | |
CD49a antibody | BD | 740262 | |
DNase I | Roche (Sigma) | 10104159001 | |
EOMES antibody | eBioscience | 12-4875-82 | |
Fc block Trustain fcx | BioLegend | 101320 | |
Fetal Bovine Serum | Gibco | 10217-106 | |
Fix/Perm buffer (part of BD Cytofix/Cytoperm Fixation/Permeabilization Kit) | BD | 554714 | |
HBSS, calcium, magnesium, no phenol red | Gibco | 14025092 | |
Liberase DH | Roche (Sigma) | 5401089001 | |
Lysis buffer Pharmlyse | BD | 555899 | |
NK1.1 antibody | BioLegend | 108739 | |
NKp46 antibody | BioLegend | 137608 | |
Paraformaldehyde 16% Solution (methanol-free) | Agar Scientific | AGR1026 | |
PBS 10x | Gibco | 14030-048 | |
PBS 1x (no Ca2+ or Mg2+) | Thermo Scientific | 14190144 | |
Percoll | VWR international | 17-0891-01 | |
Phosphate buffered saline | Sigma-Aldrich | P5368-10PAK | |
Pre-Separation filters | Miltenyi | 130-095-823 | |
RMPI-1640 medium + GlutaMAX | Gibco | 61870-010 | |
UltraPure 0.5M EDTA, pH 8.0 | Thermo Scientific | 15575020 | |
Zombie Violet Fixable Viability dye | BioLegend | 423113 |