Summary

Peptide: CMH tétramère basée sur l'enrichissement des cellules T spécifiques d'épitopes

Published: October 22, 2012
doi:

Summary

Ce protocole décrit l'utilisation du peptide: CMH tétramères et les microbilles magnétiques pour isoler des populations de basse fréquence de cellules T spécifiques d'épitopes et les analyser par cytométrie en flux. Cette méthode permet l'étude directe des populations de cellules T endogènes d'intérêt de<em> In vivo</em> Systèmes expérimentaux.

Abstract

Une nécessité fondamentale pour les chercheurs qui étudient l'immunité adaptative avec des modèles expérimentaux in vivo est une capacité à identifier les cellules T en fonction de leur récepteur antigène des cellules T (TCR) spécificité. Nombreuses méthodes indirectes qui sont disponibles dans une population de cellules T en vrac est stimulé in vitro avec un antigène spécifique et spécifiques d'épitope des cellules T sont identifiés au moyen de la mesure d'une réponse fonctionnelle telles que la prolifération, la production de cytokine, ou l'expression de marqueurs d'activation 1. Cependant, ces méthodes seulement d'identifier l'épitope des cellules T spécifiques présentant l'une des nombreuses fonctions possibles, et ils ne sont pas suffisamment sensibles pour détecter épitope des cellules T spécifiques à des fréquences précurseurs naïfs. Une alternative populaire est le modèle TCR transgénique transfert adoptif, dans lequel les cellules T monoclonaux à partir d'une souris TCR transgénique sont ensemencées dans des hôtes histocompatibles pour créer une population de précurseurs grand nombre de cellules T spécifiques d'épitopes qui peuvent être easily suivi de l'utilisation d'un anticorps marqueur congénique 2,3. Bien que puissante, cette méthode souffre d'artefacts expérimentaux liés à la fréquence non physiologique des cellules T avec une spécificité pour un seul épitope 4,5. En outre, ce système ne peut pas être utilisée pour étudier l'hétérogénéité fonctionnelle des épitopes spécifiques des clones de lymphocytes T au sein d'une population polyclonale.

Le moyen idéal pour étudier l'immunité adaptative devrait impliquer la détection directe de l'épitope des cellules T spécifiques du répertoire des cellules T endogènes en utilisant une méthode qui distingue la spécificité du TCR uniquement par sa liaison au peptide apparenté: CMH (pMHC) complexes. L'utilisation de tétramères pMHC et cytométrie de flux accomplit cette 6, mais il est limité à la détection de populations de haute fréquence de cellules T spécifiques d'épitope ne se trouvent induite par un antigène suivant l'expansion clonale. Dans ce protocole, nous décrivons une méthode qui coordonne l'utilisation de tétramères pMHC et magnetic technologie d'enrichissement de cellules pour permettre la détection de cellules de fréquence extrêmement basse T spécifiques d'épitope à partir de tissus lymphoïdes de souris 3,7. Avec cette technique, on peut suivre en détail entières populations spécifiques d'épitopes de cellules T endogènes chez la souris à toutes les étapes de la réponse immunitaire.

Protocol

1. Isolement cellulaire à partir des tissus lymphoïdes Ajouter 1 ml de glace froide cEHAA (EHAA + 10% de FBS, pénicilline / streptomycine, gentamycine, 2 mM de L-glutamine, 55 mM de 2-mercaptoéthanol) ou tout autre support équivalent des lymphocytes T, une boîte de culture de 60 mm contenant un petit carré de 100 mesh nylon um et le placer sur la glace. Euthanasier souris. Enlever la rate et les ganglions lymphatiques autant facilement accessibles que possible. Celles-ci doivent com…

Representative Results

La figure 1 illustre représentant parcelles de cytométrie en flux de pMHCII tétramère enrichi la rate et les échantillons de ganglions lymphatiques de souris naïves, tandis que la figure 2 montre des données représentatives pour souris préalablement immunisées avec le peptide pertinent + CFA. Déclenchement de série supprime autofluorescentes et d'autres événements indésirables de l'analyse des CD4 + populations de lymphocytes T. Le CD8 + population de cellules T s…

Discussion

Le pMHC tétramère méthode basée sur l'enrichissement de cellules présenté par ce protocole est un outil puissant pour étudier épitope des cellules T spécifiques de cellules T endogènes répertoires. L'utilisation de tétramères pMHC permet la détection de cellules T spécifiques d'épitope basé directement sur la capacité de se lier à leurs TCR ligands apparentés pMHC. L'enrichissement fournit un niveau de sensibilité de telle sorte que les populations extrêmement rares de cellules T sp…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs tiennent à remercier André Han Yen-Laurent et de l'assistance technique, et les membres du laboratoire Jenkins de l'aide à l'élaboration de ce protocole.

Materials

Reagent Vendor Catalog number
PE or APC conjugated pMHC tetramer (or multimer) Made by investigator, obtained from the NIH tetramer core, or purchased from commercial sources
Anti-PE conjugated magnetic microbeads Miltenyi 130-048-801
Anti-APC conjugated magnetic microbeads Miltenyi 130-090-855
LS magnetic columns Miltenyi 130-042-401
MidiMACS or QuadroMACS magnet Miltenyi 130-042-302 or 130-090-976
Cell counting beads Life Technologies PCB-100

References

  1. Knutson, K. L., dela Rosa, C., Disis, M. L. Laboratory analysis of T-cell immunity. Front Biosci. 11, 1932-1944 (2006).
  2. Kearney, E. R., Pape, K. A., Loh, D. Y., Jenkins, M. K. Visualization of peptide-specific T cell immunity and peripheral tolerance induction in vivo. Immunity. 1, 327-339 (1994).
  3. Moon, J. J. Tracking epitope-specific T cells. Nat Protoc. 4, 565-581 (2009).
  4. Hataye, J., Moon, J. J., Khoruts, A., Reilly, C., Jenkins, M. K. Naive and memory CD4+ T cell survival controlled by clonal abundance. Science. 312, 114-116 (2006).
  5. Marzo, A. L. Initial T cell frequency dictates memory CD8+ T cell lineage commitment. Nat Immunol. 6, 793-799 (2005).
  6. Davis, M. M., Altman, J. D., Newell, E. W. Interrogating the repertoire: broadening the scope of peptide-MHC multimer analysis. Nature reviews. Immunology. 11, 551-558 (2011).
  7. Moon, J. J. Naive CD4(+) T cell frequency varies for different epitopes and predicts repertoire diversity and response magnitude. Immunity. 27, 203-213 (2007).
  8. Seah, S. G. The linear range for accurately quantifying antigen-specific T-cell frequencies by tetramer staining during natural immune responses. European Journal of Immunology. 41, 1499-1500 (2011).
  9. Obar, J. J., Khanna, K. M., Lefrancois, L. Endogenous naive CD8+ T cell precursor frequency regulates primary and memory responses to infection. Immunity. 28, 859-869 (2008).
  10. Daniels, M. A., Jameson, S. C. Critical role for CD8 in T cell receptor binding and activation by peptide/major histocompatibility complex multimers. J Exp Med. 191, 335-346 (2000).
  11. Pittet, M. J. Alpha 3 domain mutants of peptide/MHC class I multimers allow the selective isolation of high avidity tumor-reactive CD8 T cells. Journal of Immunology. 171, 1844-1849 (2003).
  12. Choi, E. M. High avidity antigen-specific CTL identified by CD8-independent tetramer staining. Journal of Immunology. 171, 5116-5123 (2003).
  13. Chu, H. H. Positive selection optimizes the number and function of MHCII-restricted CD4+ T cell clones in the naive polyclonal repertoire. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 11241-11245 (2009).
  14. Chu, H. H., Moon, J. J., Kruse, A. C., Pepper, M., Jenkins, M. K. Negative Selection and Peptide Chemistry Determine the Size of Naive Foreign Peptide-MHC Class II-Specific CD4+ T Cell Populations. J Immunol. 185, 4705-4713 (2010).
  15. Legoux, F. Impact of TCR reactivity and HLA phenotype on naive CD8 T cell frequency in humans. J Immunol. 184, 6731-6738 (2010).
  16. Alanio, C., Lemaitre, F., Law, H. K., Hasan, M., Albert, M. L. Enumeration of human antigen-specific naive CD8+ T cells reveals conserved precursor frequencies. Blood. 115, 3718-3725 (2010).
  17. Kwok, W. W. Frequency of Epitope-Specific Naive CD4+ T Cells Correlates with Immunodominance in the Human Memory Repertoire. Journal of Immunology. 188, 2537-2544 (2012).
  18. Jenkins, M. K., Chu, H. H., McLachlan, J. B., Moon, J. J. On the composition of the preimmune repertoire of T cells specific for Peptide-major histocompatibility complex ligands. Annu Rev Immunol. 28, 275-294 (2010).
  19. Matechak, E. O., Killeen, N., Hedrick, S. M., Fowlkes, B. J. MHC class II-specific T cells can develop in the CD8 lineage when CD4 is absent. Immunity. 4, 337-347 (1996).
  20. Burchill, M. A. Linked T cell receptor and cytokine signaling govern the development of the regulatory T cell repertoire. Immunity. 28, 112-121 (2008).
  21. Pepper, M. Different routes of bacterial infection induce long-lived TH1 memory cells and short-lived TH17 cells. Nature Immunology. 11, 83-89 (2010).

Play Video

Cite This Article
Legoux, F. P., Moon, J. J. Peptide:MHC Tetramer-based Enrichment of Epitope-specific T cells. J. Vis. Exp. (68), e4420, doi:10.3791/4420 (2012).

View Video