العزلة والتمايز TH17 من السذاجة CD4 T الخلايا اللمفاوية
Summary
مع وظائف المستجيب متميزة عن غيرها فرعية الخلايا التائية والخلايا TH17 قد تورطت مركزيا في المناعة الذاتية للالتهابات. يوفر هذا البروتوكول في المختبر TH17 التمايز وسيلة لتحديد ما إذا كان من السذاجة اللمفاويات CD4 + T يمكن أن تفرق في خلايا TH17، ومواصلة دراسة دورها في المناعة الذاتية والاستجابة المضيف.
Abstract
الخلايا TH17 هي مجموعة فرعية متميزة من الخلايا T التي تم العثور عليها لإنتاج انترلوكين 17 (IL-17)، وتختلف في وظيفة عن غيرها من مجموعات فرعية الخلايا التائية بما في ذلك الاستجابة Th1، الاستجابة Th2، والخلايا التائية التنظيمية. ظهرت الخلايا TH17 باعتباره الجاني المركزية في الاستجابات المناعية الالتهابية المرتبطة مماحكة مع العديد من اضطرابات المناعة الذاتية. في هذه الطريقة نحن تنقية الخلايا اللمفية تي من الطحال والغدد الليمفاوية من C57BL / 6 الفئران، وتحفيز خلايا CD4 + T المنقى تحت السيطرة والبيئات TH17 الذي يحفز. وتشمل البيئة الذي يحفز TH17 التحفيز في وجود مكافحة CD3 ومكافحة CD28 الأجسام المضادة، IL-6، وTGF-β. بعد حضانة لمدة 72 ساعة على الأقل ومدة تصل إلى خمسة أيام عند 37 درجة مئوية، ويتم تحليل الخلايا بعد ذلك لديها القدرة على إنتاج IL-17 من خلال التدفق الخلوي، QPCR، وELISAs. TH17 متباينة CD4 + CD25-T الخلايا يمكن استخدامها لمزيد من إلقاء الضوء على الدور الذي تلعبه الخلايا TH17 في ظهور وتطور المناعة الذاتية والمضيف ديقمم تهدف. علاوة على ذلك، يمكن TH17 التفريق بين CD4 + CD25 الخلايا اللمفية من نماذج متميزة خروج المغلوب / مرض الفئران تسهم في فهمنا للمصير الخلية اللدونة.
Introduction
CD4 + T الليمفاوية (خلايا تي) تلعب دورا حاسما في الدفاع المناعي بوساطة نظام ضد الكائنات الدقيقة المعدية. على العكس، كما يرتبط ارتباطا وثيقا مع خلايا T ظهور وتطور أمراض المناعة الذاتية مثل مرض السكري من النوع 1، الذئبة الحمامية، والتهاب المفاصل الروماتويدي. CD4 + الخلايا اللمفية تي تصبح تفعيلها من خلال مجموعة من مستقبلات الخلايا التائية (TCR) التفاعل مع مستضد وما شابه ذلك / مجمع التوافق النسيجي الرئيسي الثاني (MHCII) جزيئات، والتفاعلات مستقبلات CD28 مع B7.1/B7.2 بروابط 15. بالإضافة إلى توفير التحفيز TCR وCD28 شارك في التحفيز، والخلايا العارضة للمستضد أيضا توفير بيئة خلوى، والذي يحدد الدولة تمايز تي اللمفاويات، وبالتالي توجيه استجابة الخلايا اللمفاوية T لمستضد معين. التفاعلات الممرض متميزة / خلية مستضد تقديم خلق بيئات خلوى متميزة، والتي تحرف الخلايا اللمفية تي أسفل مسارات متميزة تركز على ايليmination من مسببات المرض الشروع. للأسف، T مسارات الخلايا اللمفاوية المستجيب، صممت في الأصل للقضاء على غزو مسببات الأمراض، ويمكن أن توجه ضد أنسجة خطأ الذاتي 15. وبالتالي، فهم أفضل من كل دولة التمايز متميزة CD4 + T الخلية فرعية أمر بالغ الأهمية لفهمنا لكيفية لتعديل التوازن بين القضاء على مسببات الأمراض والتسامح في تقرير المصير.
بالإضافة إلى الاستجابة Th1، الاستجابة Th2، ومحرض T التنظيمية مسارات تمايز الخلايا، الخلايا الليمفاوية T السذاجة ويمكن أيضا أن تكون مدفوعة من قبل السيتوكينات أسفل مسار TH17. بينما TH1 الخلايا مسببات الأمراض بين الخلايا المقاتلة، وخلايا الاستجابة Th2 القضاء على مسببات الأمراض خارج الخلية، والخلايا التائية التنظيمية (Tregs) تقليل الاستجابات الالتهابية 1، 16؛ خلايا TH17 تلعب دورا هاما في القضاء على البكتيريا والفطريات خارج الخلية. يتم الرمز الخلايا TH17 عموما تعبير عن النسخ عامل النسب المحددة RORγT وإنتاج IL-17A، وهو ما يعزز تفعيل الضامة والعدلات 1، 7.
قد تورطت في عدة خلايا TH17 اضطرابات المناعة الذاتية، ونماذج القوارض المرتبطة بها. على سبيل المثال، فقد ثبت أن IL-23 (الذي هو مطلوب للحفاظ على النمط الظاهري TH17)، ولكن، لم يكن IL-12 المذنب المركزي في التهاب الدماغ التجريبية المناعة الذاتية (EAE)، نموذج المرض القوارض لMS. وفيما بعد تبين أن التخفيضات في إنتاج IL-17 ترتبط بالوقاية EAE 2 و 6 و 17. علاوة على ذلك، وقد ارتبطت الخلايا TH17 الذين يعانون من اضطرابات المناعة الذاتية الأخرى بما في ذلك التهاب المفاصل والذئبة الحمامية الجهازية (SLE) 10، 16. IL-23 P19 ناقصة – / – عرضت الفئران لديها أعداد قليلة جدا من الخلايا TH17، ومقاومة للتطوير ليس فقط EAE، ولكن أيضا التهاب المفاصل الناجم عن الكولاجين، وهو نموذج لالتهاب المفاصل الروماتويدي 10، 18. بالإضافة إلى ذلك، الفئران التي عولجت مع تحييد الأجسام المضادة IL-17A الخلفإيه عثر على بداية التهاب المفاصل الناجم عن الكولاجين أيضا أن يكون القرار من تلف المفاصل 18. تجدر الإشارة إلى أن دور الخلايا TH17 في تطور أمراض المناعة الذاتية ويبقى أن توصف بأنها أظهرت الأبحاث الحديثة أيضا دورا وقائيا من الخلايا TH17 في النوع 1 من مرض السكري 9 و 11 و التهاب الأمعاء 14. تؤكد هذه الدراسات على أهمية TH17 التمايز في المناعة الذاتية.
في المختبر TH17 التمايز هو وسيلة ضرورية في أبحاث الخلايا T لأن هناك اثنين على الأقل من الأسئلة المحيرة التي تتطلب مزيدا من التحقيق: 1) كيف بالضبط هل IL-6 تنظيم التوازن بين Treg وTH17 التمايز، و 2) ما هي الآليات الدقيقة وراء IL-17 التي يسببها الاضطرابات الالتهابية؟ لدينا وسيلة توظف خلايا CD4 + CD25-T من الطحال والغدد الليمفاوية من الفأرة C57BL / 6. من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أنه من الممكن للحث على تمايز TH17 باستخدام النجاسةالسكان، والحصول على ما لا يقل عن 80٪ نقية CD4 + السكان الخلية CD25-T ينفي أي قلق من التلوث ويضمن نتائج TH17 التمايز أكثر نجاحا. من أجل تحقيق التمايز TH17 السليم، يتم تحضين الخلايا CD4 + CD25-T بحضور مكافحة CD3 ومكافحة CD28، والتي توفر إشارات التنشيط، 1 و 2 على التوالي، وIL-6، وTGF-β. على الرغم من أن تم الإبلاغ عن أن IL-23 وحده يمكن استخدامها لتحقيق TH17 التمايز، وقد تجلى ذلك في وقت لاحق أن IL-23 هو ضروري لاستقرار السكان الخلية TH17، ولكن IL-6 و TGF-β ضرورية لTH17 التمايز 3، 18، 19. وقد أظهرت الدراسات أن الفئران يتم التعبير عن مستقبلات IL-23 على خلايا CD4 + T فقط بعد أن تكون قد حفز مع IL-6 و TGF-β 13، 18. أيضا، سوف الخلايا TH17 تتطور بنجاح في حضور IL-23-منع الأجسام المضادة طالما IL-6 و TGF-β موجودة 18، 19. على هذا النحو، وهذا التمايز TH17 بروتوكول الأقليمايديس الظروف المناسبة للحث على TH17 التمايز بنجاح. تطوير فهم أفضل للآليات الأساسية TH17 التمايز وIL-17 إنتاج تقديم الفرصة لتطوير علاجات أفضل تهدف إلى اضطرابات المناعة الذاتية 13.
Protocol
Representative Results
Discussion
هنا وصفناها بروتوكول لتحقيق التمايز في المختبر TH17. دراسة TH17 التمايز هو المهم، وتمايز الخلايا اللمفية تي في فرعية TH17 أمر بالغ الأهمية من أجل القضاء الفعال لمسببات الأمراض البشرية 13. على العكس، ارتبط إنتاج IL17 مع تطور المرض المناعة الذاتية 13. طريقة TH17 ا?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويدعم هذا العمل في جزء من المعاهد الوطنية للصحة / NCATS جوائز العلوم السريرية وبالحركة لجامعة فلوريدا TL1 TR000066 وUL1 TR000064، ملحق التنوع من الأصل غرانت R01AI056152 من المعهد الوطني للصحة، منحة كاشف العلوم البيولوجية دينار بحريني، وجامعة من ولاية فلوريدا.
Materials
| Reagent/Material | |||
| Sterile Polyestrene Petri Dish | Fisher Scientific | 0875713A | 60 mm x 15 mm |
| autoMACS Running Buffer | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| Premium Microscope Slides, Frosted | Fisher Scientific | 12-544-3 | 3″ x 1″1 mm |
| 5 ml 21G1 Latex Free Syringe and Needle | BD Biosciences | 309632 | |
| Corning 15 ml Centrifuge Tubes | Sigma-Aldrich | CLS430791 | |
| Nylon 40 microns | Miami Aquaculture | Nylon 40/26 | |
| Microtest tissue culture plate 96 well U bottom | BD Biosciences | 35-3077 | |
| Corning Costar 24 well cell culture plates | Sigma-Aldrich | CL3524 | |
| Eppendorf Tubes 1.5 ml | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Purified NA/LE Hamster Anti-Mouse CD3e | BD Biosciences | 553057 | |
| Purified NA/LE Hamster Anti-Mouse CD28 | BD Biosciences | 553294 | |
| Mouse IL-6 Recombinant Protein | eBioscience | 14-8061-62 | |
| TGFbeta | R&D Systems | 240-B-002 | |
| Trypan blue solution 0.4 % | Sigma-Aldrich | 66H2364 | |
| Pac Blue Rat Anti-Mouse CD4 | BD Biosciences | 558107 | |
| APC Rat Anti-Mouse CD8a | BD Biosciences | 553035 | |
| PE Conjugated Anti-mouse CD25 | eBioscience | E01155-516 | |
| Alexa Fluor 700 Rat Anti-mouse IL-17 | BD Biosciences | 560820 | |
| Intracellular Cytokine Staining Starter Kit-Mouse | BD Biosciences | 51-2041AK (559311) | |
| MACS CD4+CD25+ regulatory T cell isolation kit, mouse | Miltenyi Biotec | 130-091-221 | |
| ABAM | Cellgro | 30-004-CI | |
| RPMI | Corning, Cellgro | 10-040-CM | |
| B 2-MercaptoEthanol | MP Biomedical | 194834 | Hazardous |
| Phorbol 12-Myristate 13-Acetate (PMA) | |||
| Ionomycin Calcium Salt | Sigma-Aldrich | 13909-1ML | Hazardous |
| Brefeldin A (BFA) | MP Biomedicals | 159027 | |
| ELISA IL-17A Capture mAb | BD Biosciences | 555068 | |
| ELISA IL-17A Detection mAb | BD Biosciences | 555067 | |
| ELISA IL-17A Standard | eBioscience | 14-8171-80 | |
| IL-2 ELISA Kit | BD Biosciences | 555148 | |
| TMB Substrate Reagent Set | BD Biosciences | 555214 | |
| Equipment | |||
| autoMACS Pro Cell Separator | Miltenyi Biotec | 130-092-545 | |
| Sorvall Legend RT+ Centrifuge | ThermoScientific | ||
| Napco series 8000 WJ CO2 Incubator | ThermoScientific | ||
| PTC-200 Peltier Thermal Cycler | Biorad |
References
- Chen, Z., Lin, F., et al. Foxp3 and RORγT: transcriptional regulation of Treg and Th17. International Immunopharmacology. 11, 536-542 (2011).
- Cua, D. J., Sherlock, J., et al. Interleukin-23 rather than interleukin-12 is the critical cytokine for autoimmune inflammation of the brain. Nature. 421, 742-748 (2003).
- El-Behi, M., Rostami, A., et al. Current views on the roles of Th17 and Th17 cells in experimental autoimmune encephalitis. J. Neuroimmune Pharmacol. 5, 189-197 (2010).
- Inaba, K., Kroide, S., et al. Properties of memory T lymphocytes isolated from the mixed leukocyte reaction. Proc Natl Acad Sci. 82, 7686-7690 (1985).
- L, I. v. a. n. o. v. F. r. u. t. o. s. R., et al. Specific microbiota direct the differentiation of IL-17-producing T-helper cells in the mucosa of the small intestine. Cell Host Microbe. 16, 337-349 (2008).
- Jager, L. D., Dabelic, R., et al. The Kinase Inhibitory Region of SOCS-1 is Sufficient to Inhibit T helper-17 Function in Experimental Allergic Encephalomyelitis. J. Neuroimmunol. 232, 08-18 (2011).
- Kimura, A., Kishimoto, T. IL-6: regulator of Treg/Th17 balance. Eur. J. Immunol. 40, 1830-1835 (2010).
- Korn, T., Bettelli, E., et al. IL-17 and Th17 Cells. Annu Rev Immunol. 27, 485-517 (2009).
- Kriegel, M. A., Seflk, E., et al. Naturally transmitted segmented filamentous bacteria segregate with diabetes protection in nonobese diabetic mice. PNAS. 108, 11548-11553 (2011).
- Langrish, C. L., Chen, Y., et al. IL-23 drives a pathogenic T cell population that induces autoimmune inflammation. J. Exp. Med. 201, 233-240 (2005).
- Lau, K., Benitez, P., et al. Inhibition of type 1 diabetes by a Lactobacillus johnsonii mediated Th17 bias. J. Immunol. 186, 3538-3546 (2011).
- Lee, Y., Awasthi, A., et al. Induction and molecular signature of pathogenic TH17 cells. Nat Immunol. 13, 991-999 (2012).
- Litmann, D. R., Rudensky, A. Y. Th17 and regulatory T cells in mediating and restraining inflammation. Cell. 140, 845-858 (2010).
- O’Connor, W., Kamanaka, M., et al. A protective function for interleukin 17A in T cell-mediated intestinal inflammation. Nat Immunol. 10, 603-609 (2009).
- Picca, C. C., Larkin, J., et al. Role of TCR specificity in CD4+CD25+ regulatory T cell selection. Immunol Rev. 212, 74-85 (2006).
- Shah, K., Lee, W. W., et al. Disregulated balance of Th17 and Th1 cells in systemic lupus erythematosus. Arthritis Research & Therapy. 12, R53 (2010).
- Sospedra, M., Martin, R. Immunology of Multiple Sclerosis. Annu. Rev. Immunol. 23, 683-747 (2005).
- Stockringer, B., Veldhoen, M. Differentiation and function of Th17 T cells. Current Opinion in Immunology. 19, 281-286 (2007).
- Veldhoen, M., Hocking, R. J., et al. TGFβ in the context of an inflammatory cytokine milieu supports de novo differentiation of IL-17-producing T cells. Immunity. 24, 179-189 (2006).
- Zou, Y., Zhang, H., et al. Strain-dependent production of interleukin-17/interferon-γ and matrix remodeling-associated genes in experimental Candida albicans keratitis. Mol Vis. 18, 1215-1225 (2012).
