An assay in mice to track cell migration from skin to draining lymph node is described which enables the characterization of skin Dendritic cells mobilized to the lymph node after footpad infection with Bacille Calmette-Guérin.
Dendritische Zellen (DCs) sind wichtig für die Immunantwort initiieren, teilweise durch ihre Fähigkeit und Shuttle-Antigen zu den drainierenden Lymphknoten (DLN) zu erwerben. Die Mobilisierung von DCs zur DLN ist komplex und bleibt vollständig während der Infektion aufgeklärt werden. Hierin beschrieben ist die Verwendung eines innovativen, einfachen Test, der 5- und 6-Carboxyfluoresceindiacetat Succinimidylester auf dem Fluorochrom beruht (CFSE) während der Fußballen Infektion mit Mycobacterium bovis Bazillus Calmette-Guérin (BCG) in C57BL die Migration von DCs zu verfolgen / 6-Mäuse. Dieser Test ermöglicht die Charakterisierung von Haut DC-Subpopulationen, die auf die Trockenlegung, poplitea LN in Reaktion auf BCG aktiv verlagern. Dieses Protokoll stammt aus einer BCG-Modell, bei dem wandernden Haut DCs wurden mittels Durchflusszytometrie identifiziert. Der Test ist liebenswürdig dem Studium und der Identifizierung von DCs oder anderen Zellen, die Heimat der poplitealen LN nach der Inokulation von Mikroben, deren Metaboliten oder andere entzündlicheStimuli in den Fußballen und folglich Faktoren zu untersuchen, die die Migration dieser Zellen zu regulieren.
DCs in Körperoberflächen lokalisiert spüren Mikroben oder ihre Produkte, und so mobilisieren über Lymphgefäße zur Trockenlegung LN (DLN) 1,2 dabei. Diese Verlagerung ist für den Transport von mikrobiellen Antigen zur DLN und die daraus folgende Priming von Immunantworten gegen den eindringenden Mikrobe benötigt. Tatsächlich Blockade oder des Versagens von DCs aus dem infizierten Gewebe wandern in die DLN die Antwort T-Zell stumm geschaltet 3-5. Dementsprechend entwickelt Assays Migration auf Einzelzellebene zu verfolgen sind nützlich zusprechen Migrationsfunktion zu einem gegebenen DC Teilmenge zu helfen.
Es gibt eine große Menge an Daten über die Inanspruchnahme von Haut DCs zur DLN. Letztere Konten für einen Großteil des Wissens über DC Migration von entzündeten oder infizierten Websites 2. Dies ist nicht verwunderlich, da die Haut eine große Population von DCs beherbergt und ist eine gut zugängliche Fläche für Experimente im Labor Maus. Verschiedene Techniken so entwickelt worden, zu beurteilendie Migration von murinen DCs von der Haut zu der DLN 2. FITC Haut Malerei ist bei weitem die am häufigsten verwendete Ansatz. In diesem Assay das Fluorochrom Fluorescein-5-isothiocyanat (FITC) wird in einer Mischung mit Aceton und einem Kontaktreiz hergestellt. Dieser Cocktail wird auf enthaarte oder rasierten Haut aufgetragen und die Anreicherung von FITC-markierten Zellen wird wiederum in der DLN analysiert. Migration kann auch durch Einspritzen der Haut mit Fluorochrom-markierten Nano- oder Mikropartikel untersucht werden, was die Verfolgung von phagozytischen Zellen ermöglicht, die die Leuchtstoffpartikel in die Haut internalisiert haben. Lymphgefäße können auch direkt eine Kanüle eingeführt werden, um die Migration DCs aus Lymphe extrahieren. Dies ist jedoch technisch anspruchsvoll, vor allem bei Mäusen. Die Anzahl der DCs für eine nachfolgende Analyse erhalten ist auch ein begrenzender Faktor.
Trotz vieler früheren Studien über die Haut DC Migration besteht nach wie vor ein Mangel an Informationen bezüglich der Haut DC Mobilisierung DLN folgende vacciNation mit Bazillus Calmette-Guérin (BCG), die lebenden, abgeschwächten Stamm von Mycobacterium bovis verwendet , um gegen M. impfen Tuberkulose. BCG wird in der Haut inokuliert, eine begrenzte Infektion verursacht, die eine T-Helfer-Zellen-Typ-1-Antwort auslöst. Sowohl die DC-Unterpopulationen, die von dem BCG-infizierten Haut und die Faktoren, die zur DLN mobilisieren, die ihre Migration während dieses Prozesses regulieren, sind nicht vollständig verstanden. In Anbetracht der obigen, ein einfaches , aber neues Verfahren entwickelt wurde , in dem das Fluorochrom 5- und 6-Carboxyfluorescein – Diacetat Succinimidylester (CFSE) in situ eingespritzt wird , 3 die Migration von DCs in die DLN zu verfolgen. C57BL / 6-Mäuse in den hinteren Fußballen mit einem Inokulum von BCG und dem Tag vor der Tötung injiziert, die Tiere in der gleichen Fußballen mit einer hohen Konzentration an CFSE injiziert. Vierundzwanzig Stunden später die Tiere getötet, und die poplitealen Entwässern LN (PLN) entfernt und für die Durchflusszytometrie vorbereitet. Dieser Test ermöglicht die identification von Zellen , die über Nacht von den Fußballen Haut zur DLN (Abbildung 1) migrieren.
Darüber hinaus Gen-Targeting-Mäuse verwendet werden Faktoren für Zellen erforderlich zu identifizieren, um die DLN zu mobilisieren. Unter Verwendung dieses Tests haben die Autoren dieses Berichts zuvor festgestellt , dass EpCAM niedrige CD11b hoher Migrations Haut DCs Transport BCG auf die DLN in einem Prozess geregelt durch Interleukin-1 – Rezeptor und dem intrazellulären Adaptermolekül MyD88 3. Das Protokoll für dieses CFSE-basierte Migrationstest, der durch Bollampalli et al aus dem oben genannten Bericht stammt. 3 , wo die Durchflusszytometrie verwendet wurde , um wandernde Haut DCs erkennen und zu analysieren, wird hier beschrieben. Die Vor- und Nachteile dieses Assays werden diskutiert.
noDCs sind spezialisierte Antigen-präsentierende Zellen, die auf mikrobielle Herausforderung an Körperoberflächen durch den Erwerb von mikrobiellen Antigen und die Migration auf DLN über Lymphgefäße reagieren zu können. Es stellen DCs dieses Antigens an T-Zellen in einer Weise, die primäre T-Zell-Reaktionen antreibt. Der Prozess der DC Migration von Gewebe zu DLN ist daher sehr wichtig für das Verständnis, wie ein produktives T-Zell-Antwort ausgelöst wird. Methoden DC Migration sind daher sehr nützlich, um zu messen, die oben in Entfaltung.
nach Infektion mit BCG, einem Lebendimpfstoff wurde ein Mausmodell zu studieren Haut DC Migration zu DLN eingesetzt, die klinisch in die Haut injiziert wird. Entsprechend wird BCG im hinteren Fußballen diese kutanen Weg der Impfung zu imitieren. Ein einfacher Test wurde entwickelt und damit zu diesem Modell integriert, um die Migration der Haut DC-Subpopulationen von der BCG-Impfstelle in den Fußballen Haut zur Trockenlegung pLN zu untersuchen. Dieses Protokoll Relies auf den Fluorochrom CFSE in der gleichen Fußballen Injektion, die zuvor BCG empfangen und dann die Trockenlegung pLN 24 Stunden Isolierung später die Anwesenheit von CFSE-markierten Zellen mittels Durchflusszytometrie analysiert. Obwohl nicht in dem Protokoll beschrieben, LNs von dieser Einrichtung kann auch für die Analyse durch konfokale Mikroskopie vorbereitet werden, Migrationsprozesse wie beispielsweise die Positionierung von wandernd Zellen in der LN 3 zu studieren. Des Weiteren ähnliche Ergebnisse auf BCG ausgelöste Haut DC Migration wurden mit beiden BCG Pasteur 1173P2 3 und BCG SSI 1331 14 erhalten.
CFSE wird üblicherweise zur Kennzeichnung Zellen in vitro und zu verfolgen , wie zum markierten Zellen in vivo nach dem Zelltransfer 15 verwendet. Obwohl im aktuellen Protokoll wurde verwendet , um direkt die Hautzellen in situ bezeichnen. Die molekulare Basis von CFSE Markierung ist ähnlich FITC, die auch eine aminreaktive Fluoreszenzfarbstoff ist. CFSE wird aber über FITC für die Konjugation bevorzugt, da es creAtes sehr stabile carboxamid Bindungen 16. Außerdem ist CFSE hoch permeable Membran und diffundiert passiv in die Zellen. Einmal drinnen, bildet sie intrazelluläre Amin (fluoreszierend) Konjugate , die 15 in der markierten Zelle zurückgehalten werden.
Die CFSE-basierte Migrationstest von den Autoren entwickelte ermöglicht die Identifizierung von Zellen von der Haut zu DLN innerhalb einer 24-Stunden-Periode in Reaktion auf BCG verlagern. Er misst somit acute Migration während eines definierten Zeitrahmen und ermöglicht es, die Fähigkeit verschiedener, zu untersuchen, injiziert Stimuli Migration zu triggern. Dieser Test unterscheidet sich von der klassischen Technik der FITC Hautmalerei, die eine kumulative Migration Ereignis durch kutane topische Anwendung eines berührungsSensibilisierungsMittels ausgelöst misst. Somit kann der CFSE-basierte Migrationstest eingesetzt werden wandernde Haut DCs oder anderen Zellen zu identifizieren, die Heimat der pLN nach der Injektion von Mikroben, mikrobielle Produkte oder andere entzündliche Reize in der footpad. Tatsächlich beide Neutrophilen und γ: δ haben T – Zellen wurden von der Haut zu DLN als Reaktion auf BCG 17,18 zu verlagern gezeigt. In der Tat wurde der Test vor kurzem in einer Co-Infektion Einstellung , um zu zeigen , dass ein gut-lokalisierte Nematodeninfektion BCG ausgelöste Haut DC Migration auf DLN 14 stumm schalten können.
DC Migration wird häufig zwischen 24 bis 72 h in FITC Hautauftragung da FITC-markiertem DCs sind schwer zu erkennen 4 bis 5 Tage nach dem Lackieren 19 beurteilt. Der Verlust des CFSE Signal an gekennzeichneten DCs ist nicht ein Problem in dem Test hier dargestellt, da Analyse der Migration auf 24 Stunden beschränkt wurde; der Grund dafür ist, dass die Autoren "über Nacht" Migrationen gezielt studieren wollte. Andere interessiert in diesem Test werden jedoch ermutigt, früher oder später Zeitpunkte für CFSE-basierten Tracking zu untersuchen. Da darüber hinaus CFSE durch Injektion eingeführt wird, kann es jeder definierten Zeit gegeben werden. Diese Flexibilität erlaubt, die eineuthors DC Migration zwischen Tag zu beurteilen 5 und 6 nach der BCG – Infektion (2C) 3. Injecting CFSE könnte möglicherweise die Zelltypen zugänglich in situ auf der Markierungsreaktion begrenzen. Beispielsweise Langerhans – Zellen (LCs), die DCs, die in der obersten Schicht der Haut befinden, wandern die Epidermis, schlecht in Reaktion auf BCG in der CFSE-basierte Migrationstest (Abbildung 3) 3. Doch während FITC Haut malen, positioniert DCs in der Dermis, die Schicht unter der Epidermis, sind leicht beschriftet und auf den DLN schneller als LCs 20,21 migrieren. Dies legt nahe, dass Zellen Fluorochrom-markierten ohne notwendigerweise benötigt werden, kann auf die Schicht der Haut zu lokalisieren, wo die Markierungslösung aufgebracht wird.
Als Modell für BCG – Infektion bietet die Maus Ohr eine bona fide intradermal der Impfung , die mit der klinischen Anwendung von BCG als Tuberkulose – Impfstoff mehr im Einklang ist. foOtpad Einspritzung auf der anderen Seite, ist wahrscheinlich eine Kombination der intradermale und subkutane Wege. Das heißt, es erfordert Geschick und Training korrekt und reproduzierbar BCG in die Dermis liefern 22, so in der klinischen Praxis ist es nicht immer wirklich intradermal verabreicht werden kann , sondern subkutanen oder eine Kombination von beiden. Als Impfstelle hat die Fußballen zwei sehr deutliche Vorteile gegenüber dem Ohr haben, die zu erwähnen Verdienst. Zuerst wird die Immunantwort auf das Ablaufen pLN konzentriert nach einer Fußballeninjektion und dies erleichtert die Prüfung der Antworten. Die Autoren dieses Berichts die pLN die erste und wichtigste LN Ablassen der Fußballen 3 zu sein. Andere haben nach der Injektion von Evan-Blau 23 geteilte Drainage zwischen den Kniekehlen und subiliac LNs vorgeschlagen. Dennoch in Bezug auf das Ohr, gibt es mehr als ein Ohr DLN in Mäusen und diese möglicherweise nicht regelmäßig vorhanden oder einfach 24 zu lokalisieren. Letztere stellt eindeutig eine liability in Studien der Suche nach Antworten in DLN zu untersuchen. (- 50 & mgr; l 10) gegenüber dem Ohr Zweitens können größere Mengen in den Fußballen inokuliert werden. Dies wiederum minimiert sowohl die Haftung der großen Veränderungen in den Lymphfluss der Einführung und des Habens mit sehr kleinen Injektionsvolumina zu arbeiten, die an sich ist ein Problem, wenn es um Impfen große Mengen von Mykobakterien kommt. Im Ohr, wo die Injektionsvolumina klein (1-10 ul) zu sein, auch 5 ul kann Lymphfluss verändern und möglicherweise eine größere Menge des injizierten Materials zwingen, direkt in den DLN in unkontrollierter Weise. Es ist daher wichtig für Injektionsvolumina zu berücksichtigen. Dies ist besonders wichtig bei Versuchen, den Beitrag der Zellen in Überführung Bakterien an der LN-Adressierung. Im BCG Fußballen Modell haben einige BCG kann die DLN in Abwesenheit von zellulären Transport erreicht. Dies basiert auf der Beobachtung, dass eine BCG noch erkennen kann, in der DLN von Mäusen, wo die Zellmigration vom FußKissen wurde durch lokale Injektion von Pertussis – Toxin 3 vollständig abgetragen. Ob dies ein Hinweis darauf, dass BCG direkt Lymphgefäße zugreifen können und die DLN in einer wirklich zellfreie Weise erreichen noch bestimmt werden, da sie nicht, dass Mykobakterien in diesem Fall ausgeschlossen werden kann, wo durch die Kraft des eingespritzten Volumens Zugang zu Lymphgefäße gegeben.
Eine praktische Überlegung für Immunisierungen im Ohr oder Fußballen ist, dass die Tiere ausreichend immobilisiert werden müssen für Injektionszwecke korrekt und in einer reproduzierbaren Art und Weise durchgeführt werden. Isofluran Gas wird in dem aktuellen Protokoll als ein Verfahren zu beschränken Tiere in Vorbereitung für Injektionen Fußballen beschrieben. Die relativ schnelle Induktion und Wiederherstellungszeiten für Isofluran-vermittelte Anästhesie machen es eine beliebte Methode, aber ähnlich wie bei anderen Anästhetika, es wirkt sich die Physiologie, die 25 mit den experimentellen Ergebnissen stören können. Tatsächlich sowohl flüchtige als auch injizierbare Anästhetika verringern Lymphfluss durch die Abschaffungfreiwillige Muskelbewegungen, Muskeltonus zu reduzieren und abnehm Lymphangion Kontraktion 26. Weiterhin ist eine 5-fache Verringerung der Migration von DLN DCs adoptiv in den Fußballen übertragen hat in narkotisierten Tieren 27 berichtet. In Anbetracht der obigen, und da die Handhabung Verfahren vor der Anästhesie sind wahrscheinlich mehr Stress für die Tiere zu verursachen als die Injektion selbst, die sowohl schnell zu verwalten ist und keine Wiederherstellungsschritt erfordern, hemmen die Möglichkeit, ausreichend um das Tier ohne Betäubung sollten in Betracht gezogen werden. Eine Maus Verzögerer für Fußballen Injektionen besonders angefertigt, in dem das Tier schnell an eine immobilisierte Position und geimpft in den Fußballen innerhalb von 30 bis 40 sec gebracht werden Ideal wäre die Maus in die hinteren Fußballen zu injizieren, ohne andere Aspekte ihrer Physiologie in den Prozess zu verändern und wäre äußerst nützlich in Studien, in denen die Zellmigration durch Lymphgefäße sein.
Abschließend dieser Berichthebt ein neuartiges Protokoll Haut DCs während ihrer Mobilisierung der DLN anhand eines Tests, die Migration während einer definierten 24-Stunden-Fenster überwacht für die Verfolgung. Diese CFSE-basierte Migrationstest ermöglicht die Erkennung und Analyse von Migrationszellen durch Durchflusszytometrie, wie hier detailliert, sowie durch konfokale Mikroskopie 3. Es bietet eine flexible Plattform für eine Vielzahl von injizierten Stimuli zu studieren und ihre Fähigkeit, DC Migration auslösen, und vor allem, können eingesetzt werden, nicht nur DCs zu verfolgen, sondern auch andere Populationen von der Haut zu DLN während der verschiedenen experimentellen Bedingungen zu bewegen.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Karolinska Institutet, a project grant from the Swedish Research Council VR (Dnr 2014-2794) and a KID Doctoral Grant from Karolinska Institutet (All to A.G.R). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.
Isoflurane | Baxter | 1001936060 | |
5- and 6-carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) |
Invitrogen | C1157 | |
Dimethyl sulphoxide (DMSO) | Sigma | D2650 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Sigma | F7524 | |
Bacille Calmette-Guérin (BCG) | strain Pasteur, in house | ||
Trypan blue solution | Sigma | T8154 | |
EDTA | In house | ||
Sodium azide | Sigma | S2002 | |
PBS | In house | ||
Filtered water | In house | ||
BD Plastipak 3 ml syringe | BD Medical Surgical Systems | 309658 | alternative: 5 ml syringe |
6 well plates | TPP | 92006 | |
15 ml centrifuge tubes | TPP | 91015 | Polypropylene |
5 ml round bottom tubes | BD Falcon | 3272948 | Polystyrene |
Univentor 400 anaesthesia unit | Univentor | 8323001 | |
Monojet 3/10ml syringe | Medicarrier | 8881511144 | 29 G x 1/2 in. |
Sterile filter unit | TPP | 99500 | PES membrane |
EPPI-Pistill homogenizer | Schuett biotech | 3.200 512 | Polypropylene |
Allegra X-30R centrifuge | Beckman Coulter | B01145 | |
Bürker counting chamber | VWR | 631-0920 | |
0.5 ml screw cap microtube | Sarstedt | 72.730 | Polypropylene |
1.5 ml Eppendorf microcentrifuge tube | VWR | 700-5239 | Polypropylene |
70 micron cell strainers | VWR | 734-0003 | |
BD LSR-II flow cytometer, operated with FACSDiva software | BD Biosciences | Discontinued. Other Flow cytometers available, minimum detection of 6 fluorochromes needed | |
FlowJo cell analysis software | Tree Star | ||
Antibody | Clone | Company | |
Antibodies | |||
MHC-II I-A/I-E | M5/114.15.2 | BD Biosciences | |
CD11b | M1/70 | BD Biosciences | |
CD11c | HL3 | BD Biosciences | |
CD16/CD32 (Fc-block) | 2.4G2 | BD Biosciences | |
CD326/EpCAM | G8.8 | Biolegend | |
CD103 | 2E7 | Biolegend | |
CD80 | 16-10A1 | Biolegend | |
CD86 | GL-1 | Biolegend |