Tail-skin transplantation is a powerful model for studying T cell-dependent rejection and tolerance induction during allogeneic immune responses in mice. The advantages of this protocol are minor invasive surgery, and ease of monitoring with no need to sacrifice the recipient mouse.
The study of T cell responses and their consequences during allo-antigen recognition requires a model that enables one to distinguish between donor and host T cells, to easily monitor the graft, and to adapt the system in order to answer different immunological questions. Medawar and colleagues established allogeneic tail-skin transplantation in mice in 1955. Since then, the skin transplantation model has been continuously modified and adapted to answer specific questions. The use of tail-skin renders this model easy to score for graft rejection, requires neither extensive preparation nor deep anesthesia, is applicable to animals of all genetic background, discourages ischemic necrosis, and permits chemical and biological intervention.
In general, both CD4+ and CD8+ allogeneic T cells are responsible for the rejection of allografts since they recognize mismatched major histocompatibility antigens from different mouse strains. Several models have been described for activating allogeneic T cells in skin-transplanted mice. The identification of major histocompatibility complex (MHC) class I and II molecules in different mouse strains including C57BL/6 mice was an important step toward understanding and studying T cell-mediated alloresponses. In the tail-skin transplantation model described here, a three-point mutation (I-Abm12) in the antigen-presenting groove of the MHC-class II (I-Ab) molecule is sufficient to induce strong allogeneic CD4+ T cell activation in C57BL/6 mice. Skin grafts from I-Abm12 mice on C57BL/6 mice are rejected within 12-15 days, while syngeneic grafts are accepted for up to 100 days. The absence of T cells (CD3-/- and Rag2-/- mice) allows skin graft acceptance up to 100 days, which can be overcome by transferring 2 x 104 wild type or transgenic T cells. Adoptively transferred T cells proliferate and produce IFN-γ in I-Abm12-transplanted Rag2-/- mice.
Transplantasjon av faste organer som hud, hjerte og nyrer er nå en standard prosedyre i medisinsk praksis over hele verden en. Vellykket transplanterte organer kan forkastes ved aktivering av mottakerens immunsystem, som gjenkjenner de store histocompatibility antigenene til donoren. Derfor transplanterte pasienter trenger behandling med immundempende medisiner to. Allogen transplantasjon hud hos mus ble etablert av Medawar og medarbeidere i 1955, og var nyttig for å identifisere de målrettede molekyler senere beskrevet som store histocompatibility kompleks (MHC) klasse I og II. Siden den gang har hudtransplantasjon modellen vært kontinuerlig modifisert og tilpasset for å studere rollen til T celle undergrupper og relevansen av kjemiske og biologiske intervensjon i å undertrykke pode avvisning 2-4. Hud fra øret, og stammen er mer vanskelig å fremstille og er mer utsatt for hypoksi og nekrose enn hale-skin 5; Mentransplantasjon prosedyren er lik. I tillegg til overvåkning av tail-skin transplantasjoner er lett på grunn av den karakteristiske konsistens av hår på huden.
Denne artikkelen gir en detaljert fremgangsmåte for MHC klasse II mismatch tail-hudtransplantasjon som gjør det mulig for studier av ulike aspekter av CD4 + T-celle-mediert allograft avvisning og toleranse hos mus. Den naturlige tre-punkt-mutasjon i MHC klasse II molekyl IA b (kalt IA bm12) 6-9 er tilstrekkelig til å indusere hud-avvisning av allografter i C57BL / 6 mus 8.. IA bm12 molekyl aktiverer CD4 + T-celler med forskjellige αβ-T-celle-reseptoren (TCR) kjeder fra C57BL / 6 mus, hvorav Vα2Vβ8-TCR-spesifikke T-celler ble identifisert for å generere en TCR-transgene mus 10. I adoptive transfer of Vα2Vβ8-TCR-spesifikke T-celler har blitt brukt for å etablere en avvisning modell i immunodeficient C57BL / 6 Rag2 – / – mus transplantert med IA bm12 hud.
Genetiske forskjeller mellom giver og mottaker påvirke utfallet av transplantasjon aksept og avvisning. Det finnes forskjellige typer transplantasjoner: autografts er transplantasjoner fra mottakeren enkelte selv; syngrafts og allografts er transplantasjoner fra genetisk identiske og genetisk ubeslektede individer hhv. Aksept av forskjellige allogene organtransplantasjoner har blitt demonstrert av kjemiske og biologiske intervensjon hos pasienter og musemodeller 11,3,4. I en grunnleggende tilnærming, anti-CD3 antistoff-behandlet C57BL / 6 mus viste forlenget overlevelse av IA bm12 tail-hud (upubliserte data). Nedbryting av CD4 + og CD8 + T celler før transplantasjon i mottaker mus resulterte i aksept av MHC klasse I og II umake grafts (rev. i 12). Interessant, avvisning av skin grafts avhenger av nærværet av CD4 + </sup> T-celler (rev. i 12). I denne modellen, kan målrette spesifikke interaksjoner mellom ulike immunceller ved å blokkere kostimulerende molekyler med antistoffer eller undertrykkelse med regulatoriske T-celler indusere toleranse (upubliserte data). Faktisk, blokkerer både CD40 og CD28 førte til langsiktig hud allograft toleranse 13,14.
Tail-hudtransplantasjon er lett å utføre og lett å overvåke forhold til transplantering av andre organer. I tillegg, hale-skin transplantasjoner er lett å tilberede og er mindre utsatt for ischemi enn andre hudvevet. I motsetning til injiserte bedøvelsesmidler, bruk av anestesigass (isofluorane) under transplantasjon forkorter både fremgangsmåten og mottaker restitusjonstid. Curling på halen-hud transplantasjon, noe som kan føre til ufullstendig sårheling og pode avvisning, forhindres ved bruk av vev lim. Videre IA bm12 tail-hudtransplantasjon modell aktiverer utelukkende CD4 <sup> + T celler i både immunkompetente og immunsvikt mus (av samme genetiske bakgrunn) å legge til rette tolkningen av resultatene.
Denne protokollen beskriver en pålitelig, reproduserbar og enkelt overvåkes mus modell som gjør det mulig for kjemisk og biologisk intervensjon. Modellen er beregnet for å undersøke avvisning og toleranse induksjon av hale hud transplantasjoner.
Skin transplantasjon er en mye brukt metode for å studere avvisning og toleranse avhengig av T-celler. Siden huden transplantasjon modellen ble etablert, har flere tilpasninger og endringer blitt anvendt. I den beskrevne fremgangsmåten, er IA bm12 tail-hud transplantasjon utføres ved hjelp av anestesigass (isofluorane). Bruken av gassanestesi reduserer tiden for utførelse og mus gjenvinning, noe som reduserer belastningen på transplanterte mus. Prosedyren syssels vev lim til å feste hale hud, som har en…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by SNF grants PPOOA-_119204 and PPOOP3_144918 to S.W.R. We thank E. Palmer and B.T.H. Hausmann for mice and technical expertise.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Betadine Standard solution | Mundipharma | ||
Cotton swab | Carl Roth GmbH | 31025060 | |
Dafalgan , UPSA | Bristol Myers Squibb SA | ||
Hansaplast Finger Strips | Beierdorf AG | REF.76861 | |
Histoacryl Tissue adhesive | Braun | REF.1050052 | |
Leukotape classic , 2cm x 10 m | BSN Medical SAS | REF.02204-00 | |
PBS, Phosphate-Buffered Saline, pH 7.4 | Invitrogen | 10010015 | GIBCO |
Sterile gauze, 5 x 5cm, 8ply | MaiMed GmbH | 21010 | |
Surgical instruments | FST | 11003-12 | Narrow pattern forceps, |
14095-11 | Fine iris scissor curved, | ||
14094-11 | Fine iris scissor | ||
14010-15 | Mayo scissors, | ||
14080-11 | Artery scissors ball tip 11.5 cm | ||
11021-14 | Tissue forceps | ||
Surgical Blade No.20 | Swann-Morton LTD | 3006 | Carbon Steel |
Surgical blade Handles | Swann-Morton LTD | ||
Syringe, 1ml | ARTSANA | disposable | |
Temgesic , Buprenorphine | ESSEX Chemie AG | 0.3mg/ml | |
Tissue Culture dishes 10 cm, 60.1 cm2 | TPP | ||
Vaseline | Vifor SA | ||
Warm pad | Solis | Type 223 |