המנגנונים ששולטים תנועתיות ביניים של תאי T מסוג CD4 מפעיל באתרים של דלקת הם יחסית לא ידועים. אנו מציגים גישה לא פולשנית לדמיין ולטפל בתאים במבחנה -primed CD4 T בדרמיס האוזן הדלקתית, המאפשר חקר את ההתנהגות הדינמית של תאים אלה באתרו.
היכולת של תאי CD4 T לבצע פונקציות מפעיל תלויה ההגירה המהירה ויעילה של תאים אלה ברקמות פריפריה מוסתות באמצעות מנגנון שטרם מוגדר. היישום של מיקרוסקופיה multiphoton לחקר מערכת החיסון מספק כלי למדוד את הדינמיקה של תגובה חיסונית בתוך רקמות ללא פגע. כאן אנו מציגים פרוטוקול הדמיה multiphoton intravital לא פולשנית של תאים מסוג CD4 T בדרמיס האוזן העכבר מוסת. שימוש פלטפורמת הדמיה מותאם אישית צנתר ורידים מאפשר ההדמיה של דינמיקת תא CD4 T ב interstitium עורי, עם היכולת לחקור תאים אלה בזמן אמת באמצעות התוספת של חסימת נוגדנים לרכיבים מולקולריים מפתח המעורבים תנועתיות. מערכת זו מספקת יתרונות על פני הן במבחנת מודלים ונהלי הדמיה פולשנית כירורגית. הבנת מסלולים בשימוש על ידי תאים מסוג CD4 T עבור תנועתיות עשוי בסופו של דבר לספק תובנה בשיאפונקציה ג תאי CD4 T וכן בפתוגנזה של שתי המחלות והפתולוגיה אוטואימוניות מדלקות כרוניות.
The effector function of CD4 T cells is critically dependent on their ability to rapidly enter and traverse a wide variety of peripheral tissues to survey for damage, locate foci of infection, or cause pathology from chronic infection or autoimmunity. While the processes of homing to inflamed sites1-4 and extravasation5-7 from the vasculature into tissues have been well-characterized, the factors that drive and regulate the interstitial motility of T cells remain undefined. The migration of T cells in complex 3D environments has been studied in vitro through the use of artificial matrices8-10 or microfluidic devices11,12, but these fail to recapitulate the complex and dynamic environment of an in vivo system. It is only recently, with the advent of high-resolution multi-color intravital imaging that it has become possible to study the dynamic behavior of immune cells in situ, allowing for a better understanding of intact immune responses.
Over a decade ago, several influential studies were published that first utilized multiphoton microscopy to address immunological questions. Early studies focused on the behavior of immune cells within explanted lymphoid organs13-16, which were soon followed by techniques to image exposed lymph nodes in anesthetized mice17. Imaging allowed for new fundamental observations about the stages of lymph node priming of T cells18, the mechanisms by which T cells migrate in secondary lymphoid organs19, T cell interactions with other immune cells20,21, and dynamic T cell positioning within the lymph node22. Although many early studies focused on lymph node dynamics, intravital imaging has been since been utilized to image the immune response in many peripheral tissues, including the brain23-25, liver26, lung27, and skin28-30.
The mouse ear dermis is particularly well poised for imaging, due to the thinness of ear skin, a relative lack of hair, and the ease with which it can be isolated from respiratory movements31. Indeed, the ear dermis has been used to image the interstitial behavior of dendritic cells32,33, T cells28,29,34,35, and neutrophils36,37, and is a well-established site for studying dermal inflammation. Increasingly, non-invasive procedures have been replacing surgical preparations of the skin, including split dermis38,39, flank39,40, or dorsal skin flap window39,41 models, that can induce changes to the local inflammatory milieu. The use of transferred, in vitro-primed, antigen-specific CD4 effector T cells allows for the study of a homogenous population of cells in the context of a dermal inflammatory response30. Here we describe a non-invasive imaging procedure that allows for the visualization of antigen-specific effector CD4 T cells in the dermal interstitium of the inflamed mouse ear, and the ability to manipulate these cells in real-time by introducing blocking antibodies through a venous catheter. We show that this model is effective for tracking the movement of CD4 T cells in the dermis and for querying the mechanisms that govern this motility.
מַשְׁמָעוּת
כאן אנו מציגים פרוטוקול מלא עבור להדמית 4D של עבירה, מפעיל-specific antigen תאי Th1 בדרמיס אוזן עכבר השלם. שיטה זו מספקת יתרונות על פני כמה שיטות הדמיה נוכחיות מכמה סיבות. על ידי הדמית הדרמיס אוזן הגחון, אנו מסוגלים לוותר על…
The authors have nothing to disclose.
המחברים מודים אוניברסיטת מתקן Core רוצ'סטר multiphoton מיקרוסקופ לעזרה עם הדמיה לחיות. נתמך על ידי NIH AI072690 ו AI02851 כדי DJF; AI114036 כדי AG ו AI089079 כדי MGO.
BALB/c mice | Jackson Laboratories | 000651 | Mice used were bred in-house |
DO11.10 mice | Jackson Laboratories | 003303 | Mice used were bred in-house |
HBSS | Fisher | 10-013-CV | Multiple Equivalent |
Newborn Calf Serum (NCS) | Thermo/HyClone | SH30118.03 | Heat inactivated at 56 °C for 30 minutes |
Guinea Pig Complement | Cedarlane | CL-5000 | |
anti-CD8 antibody | ATCC | 3.155 (ATCC TIB-211) | Antibodies derived from this hybridoma |
anti-MHC Class II antibody | ATCC | M5/114.15.2 (ATCC TIB-120) | Antibodies derived from this hybridoma |
anti-CD24 antibody | ATCC | J11d.2 (ATCC TIB-183) | Antibodies derived from this hybridoma |
anti-Thy1.2 antibody | ATCC | J1j.10 (ATCC TIB-184) | Antibodies derived from this hybridoma |
Ficoll (Fico/Lite-LM) | Atlanta Biologicals | I40650 | |
PBS | Fisher | 21-040-CV | Multiple Equivalent |
EDTA | Fisher | 15323591 | |
biotinylated anti-CD62L antibody (clone MEL-14) | BD | 553149 | |
streptavidin magnetic separation beads | Miltenyi | 130-048-101 | |
MACS LS Separation Column | Miltenyi | 130-042-401 | |
recombinant human IL-2 | Peprotech | 200-02 | |
recombinant mouse IL-4 | Peprotech | 214-14 | |
recombinant mouse IL-12 | Peprotech | 210-12 | |
anti-IFNg antibody (clone XMG 1.2) | eBioscience | 16-7311-85 | |
anti-IL-4 antibody (clone 11b11) | eBioscience | 16-7041-85 | |
RPMI | VWR | 45000-412 | |
Penicillin/Streptomycin | Fisher | 15303641 | |
L-glutamine | Fisher | 15323671 | |
2-mercaptoethanol | Bio-Rad | 161-0710 | |
ovalbumin peptide | Biopeptide | ISQAVHAAHAEINEAGR-OH peptide | |
Fetal Calf Serum (FCS) | Thermo/HyClone | SV30014.03 | Heat inactivated at 56 °C for 30 minutes |
24-well culture plate | LPS | 3526 | Multiple Equivalent |
CFSE | Life Technologies | C34554 | |
CMTMR | Life Technologies | C2927 | |
28 G1/2 insulin syringes, 1ml | BD | 329420 | |
28 G1/2 insulin syringes, 300μl | BD | 309301 | |
27 G1/2 TB syringes, 1ml | BD | 309623 | |
30 G1/2 needles | BD | 305106 | |
PE-10 medical tubing | BD | 427400 | |
cyanoacrylate veterinary adhesive (Vetbond) | 3M | 1469SB | |
heating plate | WPI | 61830 | |
Heating plate controller | WPI | ATC-2000 | |
Water blanket controller | Gaymar | TP500 | No longer in production, newer equivalent available |
water blanket | Kent Scientific | TP3E | |
Isoflurane vaporizer | LEI Medical | Isotec 4 | No longer in production, newer equivalent available |
isoflurane | Henry Schein | Ordered through Veterinary staff | |
microcentrifuge tubes | VWR | 20170-038 | Multiple Equivalent |
medical tape | 3M | 1538-0 | |
isoflurane nosecone | Built In-house, see Fig 2 | ||
imaging platform | Built In-house, see Fig 2 | ||
curved forceps | WPI | 15915-G | Multiple Equivalent |
scissors | Roboz | RS-6802 | Multiple Equivalent |
glass coverslips | VWR | Multiple Equivalent | |
high vacuum grease | Fisher | 146355D | |
cotton swabs | Multiple Equivalent | ||
delicate task wipes | Fisher | 34155 | Multiple Equivalent |
Olympus Fluoview 1000 AOM-MPM upright microscope with Spectra-Physics MaiTai HP DeepSee Ti:Sa laser | Olympus | call for quote | |
optical table with vibration control | Newport | call for quote | |
25x NA 1.05 water immersion objective for multiphoton imaging | Olympus | XLPLN25XWMP2 | |
objective heater | Bioptechs | PN 150815 | |
Detection filter cube | Olympus | FV10-MRVGR/XR | Proprietary cube, can be approximated from individual filters/dichroics |
anti-integrin β1 antibody (clone hMb1-1) | eBioscience | 16-0291-85 | Azide free, low endotoxin |
anti-integrin β3 antibody (clone 2C9.G3) | eBioscience | 16-0611-82 | Azide free, low endotoxin |
Texas Red Dextran (70,000 MW) | Life Technologies | D-1830 |