Summary

Isolering av dendritiska celler från mänskliga kvinnliga fortplantningsorganen för fenotypiska och funktionella studier

Published: March 13, 2018
doi:

Summary

Här beskriver vi en metod för att isolera och rena dendritiska celler från olika anatomiska fack i mänskliga kvinnliga fortplantningsorganen för utvärdering av deras fenotypiska och funktionella egenskaper. Denna metod kan anpassas att isolera andra immunceller eller dendritiska celler från andra slemhinnor vävnader.

Abstract

Karakterisering av de mänskliga dendritiska cellerna (DCs) bosatta i slemhinnor vävnader är utmanande på grund av svårigheten att erhålla prover, och det låga antalet DCs närvarande per vävnad. Ändå, eftersom den fenotyp och funktion av DCs ändras genom vävnad miljön, är det nödvändigt att analysera vävnad bofasta DC populationer, eftersom blod kommer DCs ofullständigt speglar komplexiteten i DCs i vävnader. Här presenterar vi ett protokoll för att isolera DCs från mänskliga kvinnliga fortplantningsorganen (FRT) med hysterektomi prover som tillåter både fenotypiska och funktionella analyser. Protokollet består av vävnad matsmältningen att generera en enda cell som blandade cellsuspension, följt av positiv magnetisk pärla urval. Vår vävnad matsmältningen protokoll inte klyva yta markörer, som tillåter fenotypiska och funktionell analys av DCs i steady state, utan övernattning inkubation eller cell aktivering. Detta protokoll kan anpassas för isolering av andra immunceller typer eller isolering av DCs från andra vävnader.

Introduction

FRT har den dubbla funktionen att skydda mot patogener samtidigt implantation och graviditet1. För att åstadkomma detta, är FRT uppdelade, med varje anatomisk region visar unika histologiska, immunologiska och funktionella egenskaper1.

DCs närvarande vid slemhinnorna ta kontakt med mikrober i lungorna, tarmen och könsorganen, och ge immun övervakning för potentiella patogener2. DCs har en unik förmåga att prime naiva T-celler och utlösa adaptiva immunsvaret3. DCs i FRT är också specialiserade för att tolerera främmande antigener, såsom de som finns i spermier och det växande fostret, att tillåta lyckad graviditet4. Därför beroende på platsen, kommer att på DC fenotyp och funktion vara distinkt. Det är känt att DCs påverkas starkt av vävnad miljön, så att deras antal, fenotyp och funktioner modifieras av vävnad miljön där de bor.3. Därför, för att förstå den roll som FRT DCs spela i smittsamma sjukdomar, graviditet och cancer i FRT, bosatt DCs måste studeras, eftersom blod härledda DC-modeller är otillräckliga för att lösa rättsliga komplexiteten i FRT vävnader.

Karakterisering av mänsklig vävnad bosatt DCs är utmanande på grund av det låga antalet celler som finns i slemhinnor vävnader och svårigheten att få mänskliga vävnadsprover. DCs har studerats i den FRT med hjälp av immunohistokemi5,6, som informerar om den cell platsen i vävnaden, men utesluter funktionella studier och är begränsad i antalet identifiera cell markörer som kan analyseras på en gång. Dessutom har enstaka cell isolering protokoll för flöde flödescytometrisk analys varit utvecklade7,8,9. Några av dessa protokoll utnyttja DCs flyttande förmåga att isolera de celler som migrerar. Dessa metoder brukar kräva övernattning inkubationer och urval av aktiverade DCs, men tillåter inte för studier av DCs i steady state.

Här, med hysterektomi prover, vi optimerat ett protokoll för att isolera DCs från olika anatomiska platser i FRT, endometrium (EM), livmoderhalskanalens (CX), och den ectocervix (ECX), som möjliggör både fenotypiska och funktionella analyser. Med en icke-proteolytiska enzymatisk nedbrytning-protokollet, kan vi gå vidare omedelbart efter vävnad matsmältningen att cell isolering och flöde flödescytometrisk karakterisering utan cellaktivering. Med multicolor flödescytometri och anpassa funktionella studier för lågt antal celler, kan vi identifiera och karaktärisera sällsynta delmängder av domänkontrollanter i olika platser för FRT.

Protocol

Studier där försökspersoner har genomförts enligt de principer som uttrycks i Helsingforsdeklarationen. Studier var godkända av Dartmouth College institutionella Review Board och kommittén för skydd av mänskliga försökspersoner (CPHS). Skriftligt informerat samtycke erhållits före operation från HIV-negativa kvinnor som genomgår hysterektomi vid Dartmouth-Hitchcock Medical Center (Libanon, NH). Utbildade patologer valt vävnadsprover från EM, CX och ECX, fri från patologiska lesioner och avlägsna från p…

Representative Results

Följande vävnad matsmältningen, frisläppandet av epitelial lakan och körtlar kan observeras, som visas i figur 1A; Detta är en positiv kontroll som anger enzymatisk nedbrytning lyckades. Antalet totala viabla celler och DCs återvinnas per gram vävnad visas också i figur 1B och figur 1 c, respektive. Immunceller utgör mellan 5-30% av stromaceller före densitet centrifugering<sup class="xref…

Discussion

Slemhinnor DCs är en ovanlig cell befolkningen starkt influerad av vävnad miljö, som ändrar sin fenotyp och funktion när de anger de vävnader3. Medan blod kommer DCs är en mycket användbar modell, de representerar inte fullt mångfalden av DC populationer finns i vävnader. Därför, för att förstå de unika egenskaperna hos slemhinnor DCs, isolering av primära celler från vävnader är nödvändigt. Isolering av DCs från olika anatomiska platser i FRT erbjuder möjlighet att studera …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Studie som stöds av NIH grants AI102838 och AI117739 (CRW). Vi tackar Richard Rossoll för tekniskt bistånd. Flöde flödescytometrisk analys genomfördes i DartLab, den delade resursen på Dartmouthsupported av (P30CA023108-37) och (P30GM103415-15).

Materials

Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) Hyclone SH30015.03
Penicillin-streptomycin Hyclone SV30010
HEPES (1M) Hyclone 15630-080
Collagenase IV Sigma C5138
Deoxyribonuclease I Worthington Biochemical LS002140
D-glucose Sigma Aldritch 50-99-7
0.22 um Stericup 500 mL  filter Millipore SCGPU05RE
100mm x 15mm polystyrene petri dish Fisherbrand FB0875712
150mm x 15mm polystyrene petri dish Fisherbrand FB0875714
150mm x 25mm polystyrene dish Corning 430599 Treated cell culture dish
Isotemp Incubator Fisher Scientific FICO3500TABB 5.0% CO2
American Rotator V American DADE R4140
250 um nylon mesh Sefar 03-250/50
20 um nylon mesh Sefar 03-20/14
Beckman GS-6R Centrifuge Beckman 358702
X-VIVO 15 with Gentamicin L-Gln, Phenol Red, 1 L Lonza 04-418Q
Human AB Serum Valley Biomedical HP1022
Histopaque-1077 Sigma Aldritch 10771
Phosphate Buffer Solution (PBS) National Diagnostics CL-253 pH 7.4
Dead Cell Removal Kit Miltenyi Biotec 130-090-101
Pre-separation filter (30um) Miltenyi Biotec 130-041-407
LS column Miltenyi Biotec 130-042-410
Quadro MACS Separator Miltenyi Biotec 130-090-976
MACS multi-stand Miltenyi Biotec 130-042-303
EDTA USB 15694
CD1a Microbeads, human Miltenyi Biotec 130-051-001
CD14 Microbeads, human Miltenyi Biotec 130-050-201
eFluor 670 cell proliferation dye eBiosciences 65-0840-85
96 well round bottom plate Falcon 9/8/2866
Zombie yellow viability dye Biolegend 423104
CD3 APC/Cy7, anti-human Tonbo Biosciences 25-0038-T100
CD4 PE, anti-human eBiosciences 12-0048-42
CD8a FITC, anti-human Tonbo Biosciences 35-0086-T100
Gallios Flow Cytometer Beckman Coulter Life Sciences B43618 10 color, VBR
MACSquant Analyzer 10 Miltenyi Biotec 130-096-343 8 color, VBR

Referências

  1. Wira, C. R., Rodriguez-Garcia, M., Patel, M. V. The role of sex hormones in immune protection of the female reproductive tract. Nat Rev Immunol. 15 (4), 217-230 (2015).
  2. Banchereau, J., Steinman, R. M. Dendritic cells and the control of immunity. Nature. 392 (6673), 245-252 (1998).
  3. Schlitzer, A., McGovern, N., Ginhoux, F. Dendritic cells and monocyte-derived cells: Two complementary and integrated functional systems. Semin Cell Dev Biol. 41, 9-22 (2015).
  4. Tagliani, E., Erlebacher, A. Dendritic cell function at the maternal-fetal interface. Expert Rev Clin Immunol. 7 (5), 593-602 (2011).
  5. Kaldensjo, T., et al. Detection of intraepithelial and stromal Langerin and CCR5 positive cells in the human endometrium: potential targets for HIV infection. PLoS One. 6 (6), e21344 (2011).
  6. Schulke, L., Manconi, F., Markham, R., Fraser, I. S. Endometrial dendritic cell populations during the normal menstrual cycle. Hum Reprod. 23 (7), 1574-1580 (2008).
  7. Ballweber, L., et al. Vaginal langerhans cells nonproductively transporting HIV-1 mediate infection of T cells. J Virol. 85 (24), 13443-13447 (2011).
  8. Hladik, F., et al. Initial events in establishing vaginal entry and infection by human immunodeficiency virus type-1. Immunity. 26 (2), 257-270 (2007).
  9. Duluc, D., et al. Functional diversity of human vaginal APC subsets in directing T-cell responses. Mucosal Immunol. 6 (3), 626-638 (2013).
  10. Herzenberg, L. A., Tung, J., Moore, W. A., Parks, D. R. Interpreting flow cytometry data: a guide for the perplexed. Nat Immunol. 7 (7), 681-685 (2006).
  11. Juno, J. A., Boily-Larouche, G., Lajoie, J., Fowke, K. R. Collection, isolation, and flow cytometric analysis of human endocervical samples. J Vis Exp. (89), (2014).
  12. Givan, A. L., et al. Flow cytometric analysis of leukocytes in the human female reproductive tract: comparison of fallopian tube, uterus, cervix, and vagina. Am J Reprod Immunol. 38 (5), 350-359 (1997).
  13. Rodriguez-Garcia, M., et al. Dendritic cells from the human female reproductive tract rapidly capture and respond to HIV. Mucosal Immunol. 10 (2), 531-544 (2017).
  14. Rodriguez-Garcia, M., Barr, F. D., Crist, S. G., Fahey, J. V., Wira, C. R. Phenotype and susceptibility to HIV infection of CD4+ Th17 cells in the human female reproductive tract. Mucosal Immunol. 7 (6), 1375-1385 (2014).
  15. Shen, Z., Rodriguez-Garcia, M., Ochsenbauer, C., Wira, C. R. Characterization of immune cells and infection by HIV in human ovarian tissues. Am J Reprod Immunol. , (2017).
check_url/pt/57100?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Rodriguez-Garcia, M., Fortier, J. M., Barr, F. D., Wira, C. R. Isolation of Dendritic Cells from the Human Female Reproductive Tract for Phenotypical and Functional Studies. J. Vis. Exp. (133), e57100, doi:10.3791/57100 (2018).

View Video