Summary

Diabetogenic CD4의 입양 전송하여 마우스의 가속 제 1 형 당뇨병 유도 + T 세포

Published: May 06, 2013
doi:

Summary

우리는 섬 항원 특정 기본 CD4 + T 세포의 입양 전송하여 두 주 이내에 생쥐에서 제 1 형 당뇨병 (T1D)를 유도하는 재생 방법을 제공합니다.

Abstract

nonobese 당뇨병 (NOD) 마우스 자발적 연령 12 주 후에 면역 당뇨병을 개발하고 인간 1 형 당뇨병 (T1D)의 가장 광범위하게 연구 동물 모델입니다. 조사받는 생쥐의 세포 이동 연구는 T 세포가이 모델 T1D 발병에 중요한 것을 설립했다. 우리는 빠르게 정화의 입양 전송에 T1D 유도하기 위해 여기에 간단한 방법을 설명, 기본 CD4 + NOD.SCID받는 생쥐에 섬 특정 T 세포 수용체 (TCR) BDC2.5위한 형질 전환 전 당뇨병 NOD 생쥐에서 T 세포. 이 기술의 주요 장점은 같은 일 이내에, 수신자의 조사가 필요하지 않으며 T1D의 높은 발병률이 T 세포 전송 후 2 주 안에 이끌어됩니다 diabetogenic T 세포의 분리 및 입양 전송이 완료 될 수 있습니다. 따라서, T1D의 병인과 치료 개입의 연구는 이종 T 세포 집단 또는 복제에 의존하는 방법으로보다 빠른 속도로 진행할 수 있습니다당뇨병 NOD 생쥐에서 파생.

Introduction

NOD 마우스는 자발적으로자가 면역 당뇨병을 개발하고 널리 인간의 T1D 1,2에 대한 동물 모델로 사용되었습니다. NOD 생쥐에서 T1D의 발병 기전은 T와 B 세포에 의해 다음 수지상 세포와 대 식세포에 의한 랑게르한스의 췌장의, 나이, 3-4 주에 시작 침윤이 특징입니다. 비파괴 요정 인슐린 염이 단계는 3 세 ~ 6 개월 명백한 당뇨병의 결과로 인슐린 생산 췌장 β 세포의 느린 진보적 인 파괴에 이르게한다. 4,5 비장 세포, CD4 + 당뇨병 NOD 생쥐에서 6,7 또는 CD8 + 8,9 T 세포의 이동은 섬 반응 T 세포가 T1D 병인에 중요한 역할을한다는 것을 나타내는 면역 NOD 생쥐에서 당뇨병을 중재하기 위해 표시되었습니다. 실험 조건에 따라 당뇨병이 연구의 여러 주에 걸쳐 서서히받는 생쥐에서 개발했습니다. 마찬가지로, 다양한 T 세포 클론은 시간과 비용에 의해 파생diabetogenic T 세포의 배양은 몇 주받는 마우스 7,10로 전송 한 후 당뇨병을 중재하는 것으로보고되었다. CD4 또는 CD8 제한된 diabetogenic T 세포 클론, 여러 실험실에서 파생하는 TCR 표현 형질 전환 생쥐의 가용성이어서는 마우스에서 비장 T 세포가 11-13 사람에게 당뇨병을 전송 할 수 있었던 것으로 나타났습니다. 특히, BDC2.5 NOD 마우스는 chromogranin A, 췌장 베타 세포 14-16에서 단백질 특정 BDC2.5 TCR에 대한 형질 전환합니다. 체외 활성화 또는 효율성에게 11,17-19 다양한에서 신생아 나 면역 결핍 NOD 마우스로 당뇨병을 전송 공공연히 당뇨병 또는 prediabetic BDC2.5 생쥐 해제 활성화 또는 전부를 분별 비장 세포에서의 전송합니다.

우리는 정제 된 형질 전환 CD4를 사용하는 간단한 방법 + 높은 효율과 consiste에서받는 생쥐에서 T1D 유도하는 사전 당뇨병 BDC2.5 생쥐에서 T 세포를 설명NCY. 순진, 섬 항원 특이 CD4 + T 세포의 큰 숫자는 CD4에 대한 형광 활성 세포 정렬 (FACS) 형질 전환 TCR Vβ4 체인을 표현 + CD62L + T 세포에 의해 이러한 생쥐에서 격리됩니다. 정제 된 유전자 변형 T 세포는 그 기능 T 및 B 세포의 부족과 인슐린 염 및 당뇨병 무료 20아르 NOD.SCID 마우스로 작동하지 않는 전송됩니다. 받는 마우스는 T 세포 전송 후 2 주 이내에 신속하게 개발 T1D를 나타내는 소변 포도당의 높은 농도를 모니터링합니다.

이종 특이성과 diabetogenic T 세포를 전송, 우리의 프로토콜은 FACS 정렬 된 CD4 + 거의 독점적으로 diabetogenic BDC2.5 TCR을 표현하는 T 세포를 사용하는 다른 방법과 달리. 자신의 동질성으로 인해, 전송 T 세포 (~ 1X10 6 세포 / 마우스) 만 작은 숫자가 100 % 발생에서 2 주 안에 신속하게 T1D 개발을 위해 필요합니다. 우리의 프로토콜의 또 다른 장점은 irradiatio입니다받는 생쥐의 N은 다른 방법입니다 필요하지 않습니다. 이 방법의 잠재적 인 제한은 모두 CD4와 CD8 T 세포의 하위 집합 또는 특정 당뇨병 CD8 T 세포의 공헌에 대해 조사를 허용하지 않는 것입니다.

설명 프로토콜은 대상 기관에 섬 항원 특이 목 세포의 유도에 개입 순진, monospecific CD4 + T 세포뿐만 아니라 치료 전략에 의해 중재 빠른 T1D 개발, 연구에 유용 할 것입니다.

Protocol

1. 비장과 BDC2.5 쥐의 림프절에서 T 세포의 분리 diabetogenic CD4 + T 세포의 기증자로 6 주 된 사전 당뇨병 여성 BDC2.5 마우스를 사용합니다. 소변 포도당 측정 (아래 참조)에 의해 결정되는 마우스는 당뇨병이 없어야합니다. CO 2 질식을 사용하여 각 마우스를 안락사 및 무균 조건 하에서 비장, 겨드랑이 및 상완 림프절을 제거합니다. 비장을 제거하려면, 70 % 에탄올로 모피를 흡수 …

Representative Results

우리의 결과는 췌장 림프절로 차 림프 기관에 집 T 세포에 대한 중요한 CD62L을 표현 형질 전환 BDC2.5 세포의 분리를 보여줍니다. 우리의 연구 결과는 더 빠르게 전송하고 효율적으로 NOD.SCID받는 마우스에 T1D이 monospecific T 세포 인구의 강력한 기능을 보여줍니다. diabetogenic CD4 + BDC2.5 생쥐에서 T 세포의 분리는 그림 2에 표시됩니다. 풀 비장과 림프절에서 약 5 × 10 …

Discussion

T1D은 당뇨병 NOD 마우스 또는 diabetogenic T 세포 클론에서 유래 TCR는 형질 전환 생쥐에서 전체 비장 세포 또는 T 세포 부분 집합의 입양 전송하여 효율성을 다양한에서받는 생쥐에서 유도 할 수 있습니다. 우리는 여기 NOD.SCID 생쥐에 FACS – 정제 CD62L + BDC2.5 형질 전환 된 CD4 + T 세포를 전송하여 100 % 발생에서 2 주 이내에받는 생쥐에서 T1D 유도하는 재생 방법을보고합니다.

BDC2.5 T 세?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 Drs에 감사드립니다. 도움이 덧글에 대한 로버트 BONNEAU 닐 크리스텐슨.

이 작품은 의학 자금의 펜실베니아 주립 대학에 의해 지원되었다.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
BDC 2.5 TCR transgenic NOD mice (NOD.Cg-Tg(TcrαBDC 2.5, TcrβBDC 2.5) JAX 004460  
NOD.SCID mice (NOD.CB17-Prkdcscid/J) JAX 001303  
Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) Themo Scientific SH30022.01  
Bayer Diastix Fisher Scientific AM2803  
15 ml conical tubes Falcon 352095  
50 ml conical tubes Falcon 352070  
Sterile surgical tweezers      
Sterile small pair scissors      
Sterile large pair scissors      
70 μm cell strainers Fisher Scientific 22363548  
35 μm cell strainer cap tubes BD Biosciences 352235  
Ammonium-Chloride-Potassium (ACK) buffer     0.15 M NH4Cl, 1 mM KHCO3, 0.1 mM Na2EDTA, pH 7.2 in dH2O
BD FACSFlowTM sheath fluid BD Biosciences 342003  
FACS staining buffer     PBS, 0.2 mM EDTA, 0.5% BSA/FCS, filter sterilized
Phase contrast microscope      
Trypan blue      
Hemocytometer      
Anti-CD4 (APC) mAb Biolegend 1005616 clone RM4-5
Anti-TCR Vβ4 (FITC) mAb BD Biosciences 553365 clone KT4
Anti-CD62L (PE) mAb BD Biosciences 553151 clone MEL-14
Cell sorter BD Biosciences   e.g. BD FACSAria III
Heat lamp      
Mouse restrainer      
1 ml syringes Becton Dickinson 309602  
18-1½ gauge needles (sterile) Becton Dickinson 305196  
27½ gauge needles (sterile) Becton Dickinson 305109  

Referências

  1. Makino, S., et al. Breeding of a non-obese, diabetic strain of mice. Jikken Dobutsu. 29, 1-13 (1980).
  2. van Belle, T. L., Coppieters, K. T., von Herrath, M. G. Type 1 diabetes: etiology, immunology, and therapeutic strategies. Physiol. Rev. 91, 79-118 (2011).
  3. Delovitch, T. L., Singh, B. The nonobese diabetic mouse as a model of autoimmune diabetes: immune dysregulation gets the NOD. Immunity. 7, 727-738 (1997).
  4. Wicker, L. S., Miller, B. J., Mullen, Y. Transfer of autoimmune diabetes mellitus with splenocytes from nonobese diabetic (NOD) mice. Diabetes. 35, 855-860 (1986).
  5. Bendelac, A., Carnaud, C., Boitard, C., Bach, J. F. Syngeneic transfer of autoimmune diabetes from diabetic NOD mice to healthy neonates. Requirement for both L3T4+ and Lyt-2+ T cells. J. Exp. Med. 166, 823-833 (1987).
  6. Haskins, K., McDuffie, M. Acceleration of diabetes in young NOD mice with a CD4+ islet-specific T cell clone. Science. 249, 1433-1436 (1990).
  7. Christianson, S. W., Shultz, L. D., Leiter, E. H. Adoptive transfer of diabetes into immunodeficient NOD-scid/scid mice. Relative contributions of CD4+ and CD8+ T-cells from diabetic versus prediabetic NOD.NON-Thy-1a donors. Diabetes. 42, 44-55 (1993).
  8. Wicker, L. S., Todd, J. A., Peterson, L. B. Genetic control of autoimmune diabetes in the NOD mouse. Annual Reviews in Immunology. 13, 179-200 (1995).
  9. Serreze, D. V., et al. MHC class I-mediated antigen presentation and induction of CD8+ cytotoxic T-cell responses in autoimmune diabetes-prone NOD mice. Diabetes. 45, 902-908 (1996).
  10. Milton, M. J., Poulin, M., Mathews, C., Piganelli, J. D. Generation, maintenance, and adoptive transfer of diabetogenic T-cell lines/clones from the nonobese diabetic mouse. Methods Mol. Med. 102, 213-225 (2004).
  11. Kurrer, M. O., Pakala, S. V., Hanson, H. L., Katz, J. D. Beta cell apoptosis in T cell-mediated autoimmune diabetes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 213-218 (1997).
  12. Amrani, A., et al. Perforin-independent beta-cell destruction by diabetogenic CD8(+) T lymphocytes in transgenic nonobese diabetic mice. J. Clin. Invest. 103, 1201-1209 (1999).
  13. Dobbs, C., Haskins, K. Comparison of a T cell clone and of T cells from a TCR transgenic mouse: TCR transgenic T cells specific for self-antigen are atypical. J. Immunol. 166, 2495-2504 (2001).
  14. Haskins, K., Portas, M., Bradley, B., Wegmann, D., Lafferty, K. T-lymphocyte clone specific for pancreatic islet antigen. Diabetes. 37, 1444-1448 (1988).
  15. Katz, J. D., Wang, B., Haskins, K., Benoist, C., Mathis, D. Following a diabetogenic T cell from genesis through pathogenesis. Cell. 74, 1089-1100 (1993).
  16. Stadinski, B. D., et al. Chromogranin A is an autoantigen in type 1 diabetes. Nat. Immunol. 11, 225-231 (2010).
  17. Luhder, F., Chambers, C., Allison, J. P., Benoist, C., Mathis, D. Pinpointing when T cell costimulatory receptor CTLA-4 must be engaged to dampen diabetogenic T cells. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 12204-12209 (2000).
  18. Tang, Q., et al. In vitro-expanded antigen-specific regulatory T cells suppress autoimmune diabetes. J. Exp. Med. 199, 1455-1465 (2004).
  19. Calderon, B., Suri, A., Pan, X. O., Mills, J. C., Unanue, E. R. IFN-gamma-dependent regulatory circuits in immune inflammation highlighted in diabetes. J. Immunol. 181, 6964-6974 (2008).
  20. Shultz, L. D., et al. Multiple defects in innate and adaptive immunologic function in NOD/LtSz-scid mice. J. Immunol. 154, 180-191 (1995).
  21. Waldner, H., Sobel, R. A., Price, N., Kuchroo, V. K. The autoimmune diabetes locus Idd9 regulates development of type 1 diabetes by affecting the homing of islet-specific T cells. J. Immunol. 176, 5455-5462 (2006).
  22. Verdaguer, J., et al. Spontaneous autoimmune diabetes in monoclonal T cell nonobese diabetic mice. J. Exp. Med. 186, 1663-1676 (1997).
  23. Thomas, D. C., Mellanby, R. J., Phillips, J. M., Cooke, A. An early age-related increase in the frequency of CD4+ Foxp3+ cells in BDC2.5NOD mice. Immunology. 121, 565-576 (2007).
  24. Prochazka, M., Gaskins, H. R., Shultz, L. D., Leiter, E. H. The nonobese diabetic scid mouse: model for spontaneous thymomagenesis associated with immunodeficiency. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89, 3290-3294 (1992).

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Citar este artigo
Berry, G., Waldner, H. Accelerated Type 1 Diabetes Induction in Mice by Adoptive Transfer of Diabetogenic CD4+ T Cells. J. Vis. Exp. (75), e50389, doi:10.3791/50389 (2013).

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