We beschrijven een methode die immunomagnetische kralen en fluorescentie-geactiveerde celsortering combineert om gedefinieerde immuuncelsubpopulaties van perifere mononucleaire bloedcellen (monocyten, CD4 + T-cellen, CD8 + T-cellen, B-cellen en natural killer-cellen) te isoleren en te analyseren. Met behulp van deze methode kunnen magnetische en fluorescerend gelabelde cellen worden gezuiverd en geanalyseerd.
Infectieuze mononucleosis (IM) is een acuut syndroom dat meestal wordt geassocieerd met primaire Epstein-Barr-virus (EBV) -infectie. De belangrijkste klinische symptomen zijn onregelmatige koorts, lymfadenopathie en significant verhoogde lymfocyten in perifeer bloed. Het pathogene mechanisme van IM is nog onduidelijk; er is geen effectieve behandelmethode voor, waarbij voornamelijk symptomatische therapieën beschikbaar zijn. De belangrijkste vraag in EBV-immunobiologie is waarom slechts een kleine subgroep van geïnfecteerde personen ernstige klinische symptomen vertoont en zelfs EBV-geassocieerde maligniteiten ontwikkelt, terwijl de meeste personen asymptomatisch zijn voor het leven met het virus.
B-cellen zijn voor het eerst betrokken bij IM omdat EBV-receptoren op hun oppervlak worden gepresenteerd. Natural killer (NK) cellen zijn cytotoxische aangeboren lymfocyten die belangrijk zijn voor het doden van EBV-geïnfecteerde cellen. Het aandeel CD4+ T-cellen neemt af, terwijl dat van CD8+ T-cellen dramatisch uitbreidt tijdens acute EBV-infectie, en de persistentie van CD8+ T-cellen is belangrijk voor levenslange controle van IM. Die immuuncellen spelen een belangrijke rol in IM en hun functies moeten afzonderlijk worden geïdentificeerd. Voor dit doel worden monocyten eerst gescheiden van perifere bloedmononucleaire cellen (PBMC’s) van IM-individuen met behulp van CD14-microbeads, een kolom en een magnetische separator.
De resterende PBMC’s zijn gekleurd met peridinine-chlorofyl-eiwit (PerCP)/Cyanine 5,5 anti-CD3, allophycocyanine (APC)/Cyanine 7 anti-CD4, phycoerythrin (PE) anti-CD8, fluoresceïne isothiocyanaat (FITC) anti-CD19, APC anti-CD56 en APC anti-CD16 antilichamen om CD4+ T cellen, CD8+ T cellen, B cellen en NK cellen te sorteren met behulp van een flow cytometer. Bovendien werd transcriptoomsequencing van vijf subpopulaties uitgevoerd om hun functies en pathogene mechanismen in IM te onderzoeken.
Epstein-Barr-virus (EBV), een γ-herpesvirus ook bekend als humaan herpesvirus type 4, is alomtegenwoordig in de menselijke bevolking en vestigt levenslange latente infectie bij meer dan 90% van de volwassen bevolking1. De meeste PRIMAIRE EBV-infecties treden op tijdens de kindertijd en adolescentie, waarbij een fractie van de patiënten zich manifesteert met infectieuze mononucleosis (IM)2, met karakteristieke immunopathologie, waaronder een geactiveerde immuunrespons met CD8+ T-cellen in het bloed en een voorbijgaande proliferatie van EBV-geïnfecteerde B-cellen in de orofarynx3. Het verloop van IM kan 2-6 weken duren en de meerderheid van de patiënten herstelt goed4. Sommige personen ontwikkelen echter aanhoudende of terugkerende IM-achtige symptomen met een hoge morbiditeit en mortaliteit, die is geclassificeerd als chronische actieve EBV-infectie (CAEBV)5. Bovendien is EBV een belangrijk oncogene virus, dat nauw verwant is aan een verscheidenheid aan maligniteiten, waaronder epithelioïde en lymfoïde maligniteiten zoalsnasofaryngeaal carcinoom, Burkitt-lymfoom, Hodgkin-lymfoom (HL) en T / NK-cellymfoom6. Hoewel EBV al meer dan 50 jaar wordt bestudeerd, zijn de pathogenese en het mechanisme waarmee het de proliferatie van lymfocyten induceert, niet volledig opgehelderd.
Verschillende studies hebben de moleculaire handtekeningen voor de immunopathologie van EBV-infectie onderzocht door transcriptoomsequencing. Zhong et al. analyseerden volledige transcriptoomprofilering van perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC’s) van Chinese kinderen met IM of CAEBV om te ontdekken dat CD8 + T-celexpansie voornamelijk werd gevonden in de IM-groep7, wat suggereert dat CD8 + T-cellen een belangrijke rol kunnen spelen bij IM. Evenzo vond een andere studie lagere percentages EBV-specifieke cytotoxische T- en CD19 + B-cellen en hogere percentages CD8 + T-cellen bij patiënten met IM veroorzaakt door primaire EBV-infectie dan bij patiënten met IM veroorzaakt door zowel EBV-reactivatie als andere middelen8. B-cellen zijn voor het eerst betrokken bij IM omdat EBV-receptoren op hun oppervlak worden gepresenteerd. Al Tabaa et al. vonden dat B-cellen polyclonaal geactiveerd en gedifferentieerd waren inplasmablasten (CD19+, CD27+ en CD20−, en CD138− cellen) en plasmacellen (CD19+, CD27+ en CD20−, en CD138+) tijdens IM9. Bovendien vonden Zhong et al. dat monocytmarkers CD14 en CD64 werden geupreguleerd in CAEBV, wat suggereert dat monocyten een belangrijke rol kunnen spelen in de cellulaire immuunrespons van CAEBV via antilichaamafhankelijke cellulaire cytotoxiciteit (ADCC) en hyperactieve fagocytose7. Alka et al. karakteriseerden het transcriptoom van MACS gesorteerde CD56dim CD16+ NK cellen van vier patiënten van IM of HL en vonden dat NK-cellen van zowel IM als HL gedownreguleerde aangeboren immuniteit en chemokine signaleringsgenen hadden, die verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor de hyporesponsiviteit van NK-cellen10. Daarnaast analyseerden Greenough et al. genexpressie van gesorteerde CD8 + T-cellen van 10 PBMC’s van personen met IM. Ze meldden dat een groot deel van de CD8 + T-cellen in IM virusspecifiek, geactiveerd, delend en klaargestoomd waren om effectoractiviteiten uit te oefenen11. Zowel T-cel-gemedieerde, EBV-specifieke responsen als NK-cel-gemedieerde, niet-specifieke responsen spelen essentiële rollen tijdens primaire EBV-infectie. Deze studies onderzochten echter alleen de transcriptoomresultaten van het diverse mengsel van immuuncellen of alleen een bepaalde subpopulatie van lymfocyten, wat niet voldoende is voor de uitgebreide vergelijking van de moleculaire kenmerken en functies van verschillende immuuncelsubpopulaties bij kinderen met IM in dezelfde ziektetoestand.
Dit artikel beschrijft een methode die immunomagnetische kralen en fluorescentie-geactiveerde celsortering (FACS) combineert om gedefinieerde immuuncelsubpopulaties van PBMC’s (monocyten, CD4 + T-cellen, CD8 + T-cellen, B-cellen en NK-cellen) te isoleren en te analyseren. Met behulp van deze methode kunnen magnetische en fluorescerend gelabelde cellen worden gezuiverd met behulp van een magnetische separator en FACS of worden geanalyseerd door flowcytometrie. RNA kan uit de gezuiverde cellen worden geëxtraheerd voor transcriptoomsequencing. Deze methode zal de karakterisering en genexpressie van verschillende immuuncellen in dezelfde ziektetoestanden van personen met IM mogelijk maken, wat ons begrip van de immunopathologie van EBV-infectie zal vergroten.
Dit protocol is een efficiënte manier om subpopulaties van perifere immuuncellen in het bloed te sorteren. In deze studie werden veneuze bloedmonsters van patiënten met IM, gezonde EBV-dragers en EBV-niet-geïnfecteerde kinderen geselecteerd als onderzoeksdoelstelling. Dit werk met behulp van het perifere bloed van patiënten met IM richt zich voornamelijk op het analyseren en bepalen van de verhoudingen van verschillende celsubsets door middel van meerkleurige flowcytometrie. Transcriptoomsequencing wordt voornamelijk…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (82002130), Beijing Natural Science Foundation (7222059) en het CAMS Innovation Fund for Medical Sciences (2019-I2M-5-026).
APC anti-human CD16 | Biolegend | 302012 | Fluorescent antibody |
APC anti-human CD56 (NCAM) | Biolegend | 362504 | Fluorescent antibody |
APC/Cyanine7 anti-human CD4 | Biolegend | 344616 | Fluorescent antibody |
Automated cell counter | BIO RAD | TC20 | Cell count |
BD FACSAria fluorescence-activated flow cell sorter-cytometer (BD FACSAria II) | Becton, Dickinson and Company | 644832 | Cell sort |
CD14 MicroBeads, human | Miltenyi Biotec | 130-050-201 | microbeads |
Cell ctng slides | BIO RAD | 1450016 | Cell count |
Centrifuge tubes | Falcon | 35209715 | 15 mL centrifuge tube |
EDTA (≥99%, BioPremium) | Beyotime | ST1303 | EDTA |
Ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) anticoagulant tubes | Becton, Dickinson and Company | 367862 | EDTA anticoagulant tubes |
FITC anti-human CD19 | Biolegend | 302206 | Fluorescent antibody |
Gibco Fetal Bovine Serum | Thermo Fisher Scientific | 16000-044 | Fetal Bovine Serum |
High-speed centrifuge | Sigma | 3K15 | Cell centrifugation for 15 mL centrifuge tube |
High-speed centrifuge | Eppendorf | 5424R | Cell centrifugation for 1.5 mL Eppendorf (EP) tube |
Human lymphocyte separation medium | Dakewe | DKW-KLSH-0100 | Ficoll-Paque |
LS Separation columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | Separation columns |
Microcentrifuge tubes | Axygen | MCT-150-C | 1.5 mL microcentrifuge tube |
MidiMACS Separator | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | Magnetic bead separator |
PE anti-human CD8 | Biolegend | 344706 | Fluorescent antibody |
PerCP/Cyanine5.5 anti-human CD3 | Biolegend | 344808 | Fluorescent antibody |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | BI | 02-024-1ACS | PBS |
Polystyrene round bottom tubes | Falcon | 352235 | 5 mL tube for FACS flow cytometer |
TRIzol reagent | Ambion | 15596024 | Lyse cells for RNA extraction |
Trypan Blue Staining Cell Viability Assay Kit | Beyotime | C0011 | Trypan Blue Staining |