Summary

単離と異なる高齢マウス胸腺移植片の移植。

Published: May 13, 2015
doi:

Summary

This report provides a detailed description of transplanting murine thymi from different aged donor mice under the kidney capsule of immunodeficient mouse recipients. The goal of this approach is to model T cell development and thymic selection events in vivo.

Abstract

胸腺選択の有効性を制御する機構は不明確なままです。ここで紹介する方法は、自己と外来抗原に特異的なT細胞の開発および選択の分析、in vivoで可能にします。アプローチは、免疫不全SCIDレシピエントに様々な高齢のマウス由来の胸腺移植片の移植を必要とします。比較的短い期間にわたって受信者は、完全に移植胸腺移植片由来T細胞で再構成されています。唯一の胸腺細胞の分離時に胸腺を播種すると、選択を受け、成熟T細胞へと発展します。このように、年齢依存性胸腺イベントの関数として移植T細胞の性質および特異性の変化を評価することができます。技術的専門知識が成功した胸腺移植のために必要とされていますが、この方法は、 生体内に起因する病態の広い範囲または異常な胸腺機能および/ ​​またはhomeostasの結果を研究するためのユニークな戦略を提供しますです。

Introduction

胸腺は、T細胞の発達における重要なイベントが1を発生する器官です。レジデント胸腺細胞は、T細胞受容体(TCR)αおよびβ遺伝子の再編成時に、胸腺2の皮質と髄質の地域でlymphostromalと抗原提示細胞(APC)との相互作用のシリーズを受けます。胸腺正の選択は、宿主の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスIおよびII分子2-3との関連で抗原性ペプチドを認識する胸腺細胞を産生するために、皮質胸腺上皮細胞(TEC)によって媒介されます。その後の胸腺のネガティブセレクションは、髄TECまたは樹状細胞(DC)、MHCクラスI及びII分子によって結合された3自己タンパク質に由来する本発明のペプチドとの相互作用によって駆動される自己反応性胸腺細胞のパージを伴います。これらのプロセスの最終結果は、広いスペクトルに対応することができ、成熟CD4 +およびCD8 + T細胞のプールの確立であります外来抗原の自己タンパク質4に最小限の反応性を示しながら。

胸腺選択イベントの効率は胸腺成熟、髄質および皮質TEC、胸腺のDCのサブセット組成の頻度、および胸腺前駆体3の源を含む因子の宿主によって影響されます。特に、異常な胸腺選択は、それぞれ、自己免疫5または損なわ正または負の選択から生じる免疫不全の病態をもたらすことができます。胸腺選択を調節する分子のイベントは、しかし、よく理解されていない。 インビトロでは 、このような再凝集胸腺器官培養(RTOC)6のように近づき、胸腺選択に関連する基本的な事象を分析するために有用であるが、完全には進行中のダイナミクスを再現することができないことが証明されています生体内のイベント 。その結果、この胸腺移植ベースのアプローチは、インビボ 7 より良い研究の胸腺細胞選択イベントに設立されました</s>アップ。

このプロトコルは、免疫不全SCIDレシピエントマウスに新生児と成人ドナーマウスから胸腺を移植について説明します。この技術は、正および負の選択胸腺、ならびに個体発生中の様々なT細胞サブセットの胸腺の出力を調節する機構の研究を可能にします。最近、このアプローチは、胸腺選択の効率は、初期の自己反応性T細胞の増加した開発、および外来抗原7に特異的な減少T細胞レパートリーをもたらすマウスにおいて生後限定されることを実証するために使用されています。

Protocol

マウスの研究では、ノースカロライナ州チャペルヒル大学の施設内動物管理使用委員会(IACUC)によって承認された、すべての動物のケアは、IACUCガイドラインに従いました。 新生児と成人胸腺の作製ドナーマウスを安楽死する前に、すべての試薬や機器を準備します。 オートクレーブ処理または他の適切な方法によって手術器具を滅菌します。すべての外科的処置は、?…

Representative Results

この方法の成功は、最小限の外科手術による外傷ならびに腎臓被膜下に移植片の正確な位置決めに依存しています。胸腺移植片は、図1に示すように、その後の移植のために適切なサイズの胸腺のセクションを確実にするために切断されるべきである。 図1の模式に続いて、胸腺は、新生児または成体マウスから一貫して再現性のT細胞移植の結果と成功被膜下移植の?…

Discussion

Events regulating thymic selection are poorly understood. Recent studies have demonstrated ontogenic changes in the efficiency of selection. Coupling this approach with different transgenic thymus donor and recipient mice will further facilitate studies to identify the events and parameters that regulate thymic selection. Notably, thymic transplantation is used for the treatment and management of T cell and thymic disorders seen for instance in athymic infants lacking functional T cells and in patients with DiGeorge synd…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was supported by funding received from the National Institutes of Health (1R01AI083269).

Materials

Ethanol  Decon Laboratories 2705HC
PBS GIBCO 14190-144 pH 7.2
Betadine Solution Purdue Products 67618-150-17
18 gauge needle BD 305195
Sutures (1.0 metric) Ethicon J493G 18" (45cm)
AUTOCLIP Wound Clips (9mm) Clay Adams® Brand 427631
Transfer pipette Fisher Scientific 13-711-20 Sterile, disposable
Mouse anti-CD3 Ab eBioscience 11-0031-85 Clone: 1452C11
Mouse anti-CD4 Ab eBioscience 48-0042-82 Clone: RM4-5
Mouse anti-CD8 Ab eBioscience 25-0081-82 Clone: 53-6.7
Lancet Medipoint Goldenrod 4mm
Pacific Orange Succinimidyl Ester, Triethylammonium Salt Invitrogen P30253
96-well round botton polypropylene plates Corning 3365
1.2mL polypropylene cluster tubes Corning 4401
5mL polypropylene round-bottom tubes BD 352002
40uM Nylon Cell Strainer Falcon 352340
16% Paraformaldehyde Solution, EM Grade Electron Microscopy Services 15710 Hazardous
Puralube Optical Ointment Fisher Scientific NC0138063
Lympholyte Cedarlane CL5030
60 mm cell culture dish Corning 430196 60mm x 15mm, Sterile

References

  1. Kappler, J. W., Roehm, N., Marrack, P. T cell tolerance by clonal elimination in the thymus. Cell. 49 (2), 273-280 (1987).
  2. Takahama, Y. Journey through the thymus: stromal guides for T-cell development and selection. Nat. Rev. Immunol. 6, 127-135 (2006).
  3. Klein, L., Kyewski, B., Allen, P. M., Hogquist, K. A. Positive and negative selection of the T cell repertoire: what thymocytes see (and don’t see). Nat. Rev. Immunol. 14 (6), 377-391 (2014).
  4. Schwartz, R. H. Acquisition of immunologic self-tolerance. Cell. 57 (7), 1073-1081 (1989).
  5. Kishimoto, H., Sprent, J. A defect in central tolerance in NOD mice. Nat. Immunol. 2 (11), 1025-1031 (2001).
  6. Anderson, G., Jenkinson, E. J. Investigating central tolerance with reaggregate thymus organ cultures. Methods. Mol. Biol. 380, 185-196 (2007).
  7. He, Q., et al. Thymic development of autoreactive T cells in NOD mice is regulated in an age-dependent manner. J. Immunol. 191 (12), 5858-5866 (2013).
  8. Stewart, C. C., Stewart, S. J. Chapter 6. Immunophenotyping. Current Protocols in Cytometry. , (2001).
  9. Rice, H. E., et al. Thymic transplantation for complete DiGeorge syndrome: medical and surgical considerations. J. Pediatr. Surg. 39 (11), 1607-1615 (2004).
  10. Markert, M. L., et al. Transplantation of thymus tissue in complete DiGeorge Syndrome. N. Engl. J. Med. 341, 1180-1189 (1999).
  11. Market, M. L., Devlin, B. H., McCarthy, E. A. Thymus transplantation. Clin. Immunol. 135 (2), 236-246 (2010).
  12. Wells, A. D., Li, X., Strom, T. B., Turka, L. A. The role of peripheral T-cell depletion in transplantation tolerance. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 356 (1409), 617-623 (2001).
  13. Albuquerque, A. S., et al. Human FOXN1-Deficiency is associated with ab double-negative and FoxP3+ T-cell expansions that are distinctly modulated upon thymic transplantation. PLoS One. 7 (5), e37042 (2012).
  14. Chinn, I. K., Milner, J. D., Scheinberg, P., Douek, D. C., Markert, M. L. Thymus transplantation restores the repertoires of forkhead box protein 3 (FoxP3)+ and FoxP3- T cells in complete DiGeorge anomaly. Clin Exp Immunol. 173 (1), 140-149 (2013).
  15. Savino, W. The thymus is a common target organ in infectious diseases. PLoS Pathog. 2 (6), e62 (2006).

Play Video

Cite This Article
Morillon II, Y. M., Manzoor, F., Wang, B., Tisch, R. Isolation and Transplantation of Different Aged Murine Thymic Grafts.. J. Vis. Exp. (99), e52709, doi:10.3791/52709 (2015).

View Video