Farelerde allojenik CD4 + T hücre Cevapları Eğitim için Kuyruk Cilt Nakli
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
Bu tür deri, kalp ve böbrekler gibi katı organ nakli artık dünya çapında tıbbi uygulamada 1 standart bir işlemdir. Başarıyla nakledilen organlar vericinin MHC antijenleri tanıyan alıcı bağışıklık sisteminin aktivasyonu ile reddedilebilir. Bu nedenle nakledilen hasta immünosüpresif ilaçlar 2 ile tedavi gerekir. Farelerde allojenik deri transplantasyonu 1955 yılında Medawar ve arkadaşları tarafından kurulan ve daha sonra MHC kompleksi (MHC) sınıf I ve II olarak tanımlanan hedeflenen moleküllerinin belirlenmesi için yararlı oldu. O zamandan beri, deri nakli modelinin sürekli değiştirilmiş ve T hücre alt rolü ve greft reddini 2-4 bastırmada kimyasal ve biyolojik müdahale ilişkisini incelemek için adapte edilmiştir. Kulak ve gövde cilt hazırlamak için daha zordur ve kuyruk-cilt 5 daha hipoksi ve nekroz daha yatkındır; Bununla birlikte,Transplantasyon prosedürü; benzer. Buna ek olarak kuyruk deri nakillerinin izlenmesi nedeniyle cildin karakteristik saç dokusu kolaydır.
Bu makalede, CD4 + T hücre aracılı allograft reddi ve farelerde tolerans farklı yönlerini çalışmaya olanak MHC sınıf II uyumsuzluk tail-deri nakli için ayrıntılı bir işlem sağlar. (IA bm12 olarak da adlandırılır), MHC sınıf II molekülü IA b doğal üç nokta mutasyonu 6-9 C57BL / 6 fare deri 8 allograftlara neden olmak için yeterlidir. IA bm12 molekülü çeşitli αβ-T hücresi reseptörü Vα2Vβ8 TcR-spesifik T hücreleri, bir TcR transgenik fare 10 oluşturmak için tespit edilmiştir, bunlar arasında C57BL / 6 fareden (TcR) zincirleri ile CD4 + T hücreleri aktive eder. Vα2Vβ8-TCR-özgü T hücrelerinin adoptif transfer C57B bağışıklık yetersizliği olan bir ret model kurmak için kullanılmıştırL / 6 RAG2 – / – IA bm12 deri ile nakledilen fareler.
Alıcı ve verici arasındaki genetik farklılıklar nakli kabul ve reddedilme sonucu etkileyebilir. Nakillerinin farklı türleri vardır: otogreftleri alıcı bireyin kendisinden nakli olan; syngrafts ve allogreftler sırasıyla genetik olarak özdeş ve akrabalık ilişkisi olmayan kişilerden nakilleri vardır. Farklı alojenik organ nakillerinin kabul hasta ve fare modellerinde 11,3,4 kimyasal ve biyolojik müdahale ile gösterilmiştir. Temel bir yaklaşım olarak, anti-CD3 antikoru ile tedavi edilen C57BL / 6 fareleri IA bm12 tail-derinin (yayınlanmamış veriler) uzun süre hayatta kalması gösterdi. Hücreleri alıcı farelerde transplantasyon öncesi CD4 + ve CD8 + T tükenmesi MHC sınıf I ve II uyumsuz greft (12 in rev.) kabul sonuçlandı. İlginç bir şekilde, deri graftları reddi CD4 + varlığına bağlıdır </sup> T-hücreleri (12 Rev.) Bu modelde, düzenleyici T hücreleri ile antikor veya bastırılması ile birlikte uyaran molekülleri bloke farklı bağışıklık hücreleri arasındaki etkileşimleri hedef toleransı (yayınlanmamış veriler) neden olabilir. Gerçekten de, CD40 ve CD28, blokaj uzun süreli deri allograft toleransı 13,14 yol açtı.
Kuyruk deri nakli, diğer organların nakli ile karşılaştırıldığında gerçekleştirmek kolay ve izlenmesi kolaydır. Buna ek olarak, kuyruk deri nakli hazırlanması kolaydır ve diğer deri dokularının çok iskemiye daha az duyarlıdır. Enjekte anestezik aksine, transplantasyon sırasında anestezik gaz (izofluoran) kullanımı prosedürü ve alıcı iyileşme süresini kısaltır hem de. Eksik yara iyileşmesi ve aşı reddi yol açabilir kuyruk deri nakli, kıvrılmaları, doku yapıştırıcı uygulanması ile önlenir. Ayrıca, IA bm12 kuyruk deri nakli modeli sadece CD4 aktive <sup> + (Aynı genetik arka plan), imünokompetan ve bağışıklık yetersizliği olan farelerde hem de T hücrelerinin sonuçlarının yorumlanmasını kolaylaştırmak.
Bu protokol, kimyasal ve biyolojik müdahale için izin veren güvenilir, tekrar üretilebilir ve kolay bir şekilde kontrol fare modeli tarif edilmektedir. Bu model, kuyruk deri nakillerinin reddedilmesi ve tolerans indüksiyonu araştırılması için tasarlanmıştır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Deri nakli reddi ve T hücrelerine bağımlı tolerans araştırılması için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Deri nakli modeli kurulduğundan beri, çeşitli uyarlamalar ve değişiklikler uygulandı. Açıklanan prosedürde, IA bm12 kuyruk deri nakli anestezi gazı (izofloran) kullanılarak gerçekleştirilir. Gaz anestezi kullanımı nakledilen fareler üzerindeki stres azalır yürütme ve fareler kurtarma, zamanını azaltır. Prosedür kulak veya dorsal cilt dokusunun daha kıvrılabilecek k…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 |
References
- Mahillo, B., Carmona, M., Álvarez, M., White, S., Noel, L., Matesanz, R. Global Data in Organ Donation and Transplantation. transplantation. 92 (10), 1069-1074 (2011).
- Halleck, F., et al. New perspectives of immunosuppression. Transplantation proceedings. 45 (3), 1224-1231 (2013).
- Wood, K. J., Bushell, A., Jones, N. D. Immunologic unresponsiveness to alloantigen in vivo. a role for regulatory T cells. Immunological reviews. 241 (1), 119-132 (2011).
- Sykes, M. Immune tolerance: mechanisms and application in clinical transplantation. Journal of Internal Medicine. 262 (3), 288-310 (2007).
- McFarland, H. I., Rosenberg, A. S. Skin allograft rejection.. Current protocols in immunology. , (2009).
- McKenzie, I. F., Morgan, G. M., Sandrin, M. S., Michaelides, M. M., Melvold, R. W., Kohn, H. I. B6.C-H-2bm12. A new H-2 mutation in the I region in the mouse. The Journal of experimental medicine. 150 (6), 1323-1338 (1979).
- McIntyre, K. R., Seidman, J. G. Nucleotide sequence of mutant I-A beta bm12 gene is evidence for genetic exchange between mouse immune response genes. Nature. 308 (5959), 551-553 (1984).
- Stuart, P. M., Beck-Maier, B., Melvold, R. W. Provocation of skin graft rejection across murine class II differences by non–bone-marrow-derived cells. Transplantation. 37 (4), 393-396 (1984).
- Hausmann, B., Palmer, E. Positive selection through a motif in the alphabeta T cell receptor. Science. 281 (5378), 835-838 (1998).
- Bill, J., Ronchese, F., Germain, R. N., Palmer, E. The contribution of mutant amino acids to alloantigenicity. The Journal of experimental medicine. 170 (3), (1989).
- Monaco, A. P. Immunosuppression and tolerance for clinical organ allografts. Current Opinion in Immunology. 1 (6), 1174-1177 (1989).
- Rosenberg, A. S., Singer, A. Cellular basis of skin allograft rejection: an in vivo model of immune-mediated tissue destruction. Annual Review of Immunology. 10, 333-358 (1992).
- Kingsley, C. I., Nadig, S. N., Wood, K. J. Transplantation tolerance: lessons from experimental rodent models. Transplant international : official journal of the European Society for Organ Transplantation. 20 (10), 828-841 (2007).
- Larsen, C. P., et al. Long-term acceptance of skin and cardiac allografts after blocking CD40 and CD28 pathways. Nature. 381 (6581), 434-438 (1996).
- Tomura, M., Nakatani, I., Murachi, M., Tai, X. G., Toyo-oka, K., Fujiwara, H. Suppression of allograft responses induced by interleukin-6, which selectively modulates interferon-gamma but not interleukin-2 production. Transplantation. 64 (5), 757-763 (1997).
- Ring, G. H., et al. Interferon-gamma is necessary for initiating the acute rejection of major histocompatibility complex class II-disparate skin allografts. Transplantation. 67 (10), 1362-1365 (1999).
- Rosenberg, A. S., Finbloom, D. S., Maniero, T. G., Vander Meide, P. H., Singer, A. Specific prolongation of MHC class II disparate skin allografts by in vivo administration of anti-IFN-gamma monoclonal antibody. Journal of immunology. 144 (12), 4648-4650 (1950).
- Goes, N., Sims, T., Urmson, J., Vincent, D., Ramassar, V., Halloran, P. F. Disturbed MHC regulation in the IFN-gamma knockout mouse. Evidence for three states of MHC expression with distinct roles for IFN-gamma. Journal of immunology. 155 (10), 4559-4566 (1995).
- Surquin, M., et al. IL-4 deficiency prevents eosinophilic rejection and uncovers a role for neutrophils in the rejection of MHC class II disparate skin grafts. Transplantation. 80 (10), 1485-1492 (2005).
- Gaylo, A. E., Laux, K. S., Batzel, E. J., Berg, M. E., Field, K. A. Delayed rejection of MHC class II-disparate skin allografts in mice treated with farnesyltransferase inhibitors. Transplant immunology. 20 (3), 163-170 (2009).
- Bose, A., Inoue, Y., Kokko, K. E., Lakkis, F. G. Cutting edge: perforin down-regulates CD4 and CD8 T cell-mediated immune responses to a transplanted organ. Journal of immunology. 170 (4), 1611-1614 (2003).
