פרוטוקול להעריך תגובות תא T אנטיגן ספציפי באיברים immunoprivileged של Ifnar1– / – מאתר מודל עבור זיהום בנגיף (ZIKV) Zika מתואר. בשיטה זו הוא מרכזי בשביל לחקור את המנגנונים התאיים של ההגנה, השיגה חיסונים ZIKV, והוא גם יקר להערכת היעילות שלהם.
הווירוס Zika (ZIKV) יכול לגרום דלקת באיברים immunoprivileged (למשל, המוח ואת testis), שמוביל תסמונת גיליאן ופגיעה האשכים. במהלך זיהום עם ZIKV, תאים חיסוניים הוכחו לחדור לתוך הרקמות. עם זאת, המנגנונים התאיים המגדירים את הגנה ו/או השיגה של תאים חיסוניים אלה במהלך זיהום ZIKV הם עדיין אינו מודע לקיומם. במסמך זה, אנו מתארים שיטות כדי להעריך את הפונקציונליות של תא T ספציפי וירוס באיברים אלה immunoprivileged ‘ של עכברים נגועים ZIKV. שיטות אלה כוללות) ZIKV זיהום עם תרכיב חיסון עכברים– / – Ifnar1; ב) histopathology, immunofluorescence ומבחני אימונוהיסטוכימיה לזהות וירוס זיהום או דלקת המוח, האשכים, ואת הטחול; ג) הכנת tetramer של תא T נגזר ZIKV epitopes; ד) הזיהוי של תאי T ספציפי ZIKV ומונוציטים מבודד מן המוח, האשכים, הטחול. באמצעות הגישות האלה, זה אפשרי לזהות את תאי T אנטיגן ספציפי חדרו לתוך האברים immunoprivileged, וכן להעריך את הפונקציות של תאים אלה T במהלך הזיהום: הגנת המערכת החיסונית פוטנציאליים באמצעות וירוס סיווג ו השיגה/או להחמיר את הדלקת. ממצאים אלה עשויים גם לעזור כדי להבהיר את תרומתו של תאי T שנגזרות את חיסון נגד ZIKV.
ZIKV הוא flavivirus בעקיצות יתוש זה בודד לראשונה בשנת 1947 באוגנדה מ מקוק רזוס קודח. לאחרונה, הפכה ZIKV משבר בריאות הציבור, עקב הפצתו מהירה באמריקה וגם זיקתה לא צפוי microcephaly ו-2,1,תסמונת גיליאן3. נתונים אפידמיולוגיים, ZIKV יש חשד להיות הגורם של תסמונת גיליאן בסביבות 1 לכל 4,000 נגוע מבוגרים4. יתר על כן, מתאם בין ZIKV ועל האשכים הזיהום/הנזק במודל עכבר הוכח, רומז כי הזיהום ZIKV, בנסיבות מסוימות, באפשרותך לעקוף את מחסום הדם-testis, להוביל בסופו של דבר פוריות הגבר5 . ממצאים אלו מדגישים את החשיבות של הבנת לחלוטין את תנאי הגיוס של תגובות מערכת החיסון מגן או פיפטות במהלך זיהום ZIKV.
הרבה נשאר כדי ללמוד אודות החיסון הסלולר התגובות ZIKV. CD4+ ו CD8+ T-cell התגובות capsid מעטפה, nonstructural חלבון 1 (NS1) נצפו נגועה ZIKV קופים ובני אדם6,7,8. בעכברים, מספר מחקרים הראו כי CD8+ T תאים לשחק תפקיד מגן בשליטה על ZIKV שכפול9,10,11. חשוב, Jurado. et al. הדגימו כי זיהום ZIKV גורמת להתפוררות מחסום הדם – מוח ואת perivascular חדירה של CD8+ אפקטור T תאים בתוך האשכים של עכברים– / – Ifnar1. יתר על כן, הם הראו כי CD8+ T תאים לעורר שיתוק הקשורים ZIKV, מופיעים כדי לשחק תפקיד immunopathology המוח neonatal. במחקר הקודם, אנו מוכנים את tetramer294-302- ZIKV-E, הראה CD8 ZIKV הספציפי הזה+ T קיימים תאים המוח, שידרה של Ifnar1 נגועה ZIKV– / – עכברים, שייתכן שיש השלכות חשובות על העיצוב ופיתוח של חיסונים ZIKV10.
בתגובה הצורך הדחוף חיסון למניעת זיהום ZIKV, מספר חיסונים הם בשלבים פרה של פיתוח, כולל חיסונים RNA, חיסונים מבוססי-וקטור recombinant של חלבון מטוהרים חיסונים. החיסון דנ א פלסמיד הוא שלב 1 ניסויים קליניים12. הערכת הבטיחות והיעילות של חיסונים ZIKV, לפיכך, הוא חשוב. אחד היתרונות של החיסונים הוא יכולתם להפיק תגובות T-cell ספציפיות, אשר עשוי להיות חשוב להגנה ZIKV. באמצעות ZIKV-derived T-cell הקשורות epitope tetramers, immunoreactivity T-cell המושרה על ידי חיסון ZIKV אדנו-וקטורית יכול להתגלות בעכברים לחסן, M ו- E glycoproteins הוצגו לזירוז CD8 אנטיגן ספציפי חזקים+ T-cell immunoreactivity13.
במהלך זיהום וירוס, ההכרה של אנטיגנים פפטיד שהוצגו על ידי מולקולות (MHC) מורכבים histocompatibility הגדולות לקולטן T-cell (TCR) הוא מנגנון T-תאית חשוב להגנה על המחשב המארח14. מבוסס על תיאוריה זו, טכנולוגיה tetramer הוא כלי ייחודי כדי להבהיר את התפקידים בתאי T אנטיגן ספציפי לשחק בוויסות תגובות חיסוניות ה-15. פרוטוקול זה מתאר את הקמת Ifnar1– / – העכבר המודל עבור זיהומים ZIKV, הגילוי של תגובתי בתאי T בטחול, המוח, ו האשכים של העכברים באמצעות טכנולוגיית tetramer. בנוסף, השתמשנו את tetramer294-302- ZIKV-E לזהות ולהעריך immunoreactivity T-cell המושרה על ידי חיסון ZIKV (AdC7-מ’/E) בעכברים לחסן. מחקר זה מספק הדרכה על חקירת T-cell תגובות באיברים immunoprivileged, ומספק הפניה עבור יישומים פוטנציאליים השליה או המוח העוברי.
Epitope T-cell immunogenic ממלא תפקיד משמעותי הסלולר חסינות מפני פתוגנים23. לפיכך, הגילוי של תאי T ספציפי ZIKV באיברים immunoprivileged היא מתודולוגיה קריטי להבין T-cell תגובות נגד הזיהום ZIKV טבעי. בינתיים, T-cell תגובת הזיהוי היא כלי מצוין כדי לחקור את היעילות של החיסון ויראלי. . הנה, אנחנו מראים פרוטוקול מקיף כדי להמחיש את הניסויים, הכוללים את הבידוד של לימפוציטים מן הטחול, המוח, האשכים של עכברים נגועים ZIKV, הכנת tetramer294-302 epitope E immunodominant, ו זיהוי של CD8 ספציפי ZIKV+ T תאים באיברים immunoprivileged של עכברים נגועים ZIKV.
מחקר קודם הראה כי ZIKV בשידור חי או RNA שלה ניתן להבחין בהזרע של חולים הגברי, אשר מציין כי ZIKV יכולה לעקוף את מחסום הדם-testis, לשכפל את עצמו בתוך מערכת הרבייה24. בעבר, גם הראנו כי ZIKV יכול לגרום לנזק האשכים, להוביל פוריות הגבר עכברים25. ZIKV זיהום יכול לגרום viremia ב קופי רזוס, ניתן להבחין RNA נגיפי מערכת העצבים המרכזית (CNS), וכן איברים מהבטן. אימונוהיסטוכימיה חשף כי אנטיגנים ספציפיים ZIKV הוצגו ב מערכת העצבים ו איברים היקפיים בגוף מספר26. גם דגמים מאתר, ZIKV זיהום יכול לגרום של CD8 נגיפים עמידים+ T-cell התגובה בטחול ו CNS26.
לעומת העבודות הקודמות, מחקר זה קובע שיטתי שיטות לזהות CD8 ספציפי ZIKV+ T-cell תגובות המוח, האשכים, אשר הם immunoprivileged אתרים. חשוב להעריך את הפונקציונליות של וירוס ספציפיים בתאי T באיברים immunoprivileged של העכברים הנגועים ZIKV. השימוש tetramers כדי לזהות CD8 ספציפי ZIKV+ T-cell תגובות באיברים immunoprivileged מאוד לשפר את ההבנה שלנו של זיהומים ZIKV שלהם תגובות מערכת החיסון של הפונדקאי. שימוש tetramer294-302- E, וירוס ספציפיים T תאים במוח, testis יכול להיות מבודדת על ידי cytometry זרימה, לחקור את המנגנונים התאיים של הגנה, השיגה במהלך זיהום ZIKV. בינתיים, היא מסייעת לחוקרים לחקור עוד יותר את הפונקציות של CD8+ T תאים כדי לשלוט על ZIKV, או כדי לשפר את השיגה באיברים אלה במהלך זיהום ZIKV.
כדי לנתח את CD8 מאתר של אנטיגן ספציפי+ T-cell תגובות באיברים immunoprivileged, אנו מוכנים H-2Dbtetramer294-302 – E, זיהה את CD8+ T תאים על-ידי cytometry זרימה. Tetramers הם כלי רב עוצמה כדי לזהות תאים T אנטיגן ספציפי. כאן, נוצרו שלושה סוגים של streptavidin fluorochrome מצומדת (APC, PE, ו- BV421). אמנם אין הבדלים משמעותיים סטטיסטית APC-, BV421-ו tetramers התווית על-ידי PE לזיהוי תאי T אנטיגן ספציפי, pMHC התווית על-ידי PE-אני tetramers הניבו את התוצאות הטובות ביותר. לפיכך, tetramer התווית על-ידי PE שימשה במהלך מחקר זה. מעניין, על סמך את tetramer294-302 התווית על-ידי PE H-2D – Eb, הבחנו יחסי גבוה של תאי T אנטיגן ספציפי בתוך המוח והן האשכים, אשר מצביעים על יכולת העברה של תאי T ספציפי וירוס מהדם אל immunoprivileged איברים.
עם זאת, ישנן כמה מגבלות לפרוטוקול. Tetramer294-302- H-2D – Ebאינה שימושית עבור זיהוי אדם T-cell, כי זיהוי tetramer תלויה MHC ההגבלה. הקרנת הסרט immunodominant מוגבלת הלע פפטידים שיש בכך צורך. חוץ מזה, רטרו-מסלולית זיהום יעיל עבור זיהום ZIKV, אך ייתכן לא מבצע נוח עבור חוקרים מסוימים. לפיכך, גם נתיבים אחרים של זיהום, כולל הצפק, תת עורית או תוך ורידי, הם מומלצים.
פרוטוקול המתוארים כאן, הוא שלב קריטי בידודו של monocytes המוח, testis. חשוב לרכוש באיכות גבוהה לימפוציטים; לכן, חשוב להקדיש תשומת לב, לדוגמה, צנטריפוגלי המהירות, את הכוח של הרקמה שחיקה, ואת הקרע של רקמת המוח, testis. חוץ מזה, הכנה tetramer, מעכבי פרוטאז (PMSF, pepstatin, leupeptin) הם מועיל כאשר הגנה על חלבון מפני שהוא הושפל. לכן, הגיוני להוסיף מעכב פרוטאז למאגר refolding ולהחליף את המאגר במהלך התהליך של הכנת tetramer.
לסיכום, אנו מציגים שיטות זיהוי אנטיגן ספציפי T-cell תגובות באיברים immunoprivileged של Ifnar1– / – העכבר מודל עבור זיהום ZIKV. פלטפורמה זו יכול להיות מיושם באופן נרחב כדי לחקור את מנגנוני החיסון המתעוררים, שוב מתעוררים וירוסים אשר יכולים לעקוף את המחסומים בין הדם האברים immunoprivileged. יתר על כן, מחקר זה עשוי לסלול את הדרך לפיתוח עתידי של המועמד חיסונים immunotherapies.
The authors have nothing to disclose.
המחברים מודים גארי וונג על הגרסה האנגלית. עבודה זו נתמכה על ידי פיתוח תוכנית של סין (2017YFC1200202 גרנט), ומחקר מפתח נבחרת הפרויקטים המיוחדים רס ן עבור זיהומיות מחלות מחקר של סין (גרנט 2016ZX10004222-003). . ג’ורג ‘ פ גאו הוא חוקר ראשי המובילים של נבחרת מדעי הטבע קרן של סין חדשני קבוצת המחקר (גרנט 81621091).
Z6 | our lab | Ma W, Li S, Ma S, et al. Zika virus causes testis damage and leads to male infertility in mice. Cell, 2016, 167: 1511-1524 e1510 | |
CD3 | Santa Cruz | sc-1127; RRID: AB_631128 | |
Fluorescein-Conjuated Affinipure Goat anti-human IgG(H+L) | ZSGB-BIO | ZF-0308 | |
Rabbit Anti-Goat IgG, FITC Conjugated | CWBIO | CW0115 | |
FITC anti-mouse CD3 | Biolegend | 17A2 | |
APC anti-mouse CD3 | Biolegend | 100236 | |
PerCP anti-mouse CD8a | Biolegend | 100732 | |
Percoll | GE Healthcare | P8370 | |
PMSF | Ameresco | 0754-5G | Toxic and corrosive reagent. Handle with care |
Streptadivin | BD | S4762-FZ | Gives a clear solution at 10mg/ml in PBS and stored at -20 °C |
Pepstatin | Sigma | P4265-5MG | 5 mg in 2.5 ml DMSO, aliquots stored at -20ºC |
Leupeptin | Sigma | L8511 | 5 mg in 2.5 ml dH 2 O, aliquots stored at – 20ºC |
Peptides | Scilight-peptide | Must be resuspended in DMSO and stored at -20 °C | |
RPMI 1640 | Hyclone | SH30809.01 | Must be stored at 4°C |
DMSO | MP | 219605590 | Store at room temperature. |
APC-Streptadivin | BD | 554067 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
FITC-Streptadivin | BD | 554060 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
PE-Streptadivin | BD | 554061 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
BV421-Streptadivin | BD | 563259 | Must be stored and maintained at 4°C. Do not freeze. |
PageRuler Unstained Protein Ladder | Thermo Fisher Scientific | 26614 | Must be stored at 4°C |
Cell Strainers | BF | BF10-5040 | Store at room temperature. |
Amicon Ultra 100kDa | Millipore | UFC510024 | Store at room temperature. |
Ultracentrifuge | Thermo Fisher Scientific | ||
FACS Cantol | Flow cytometer must contain lasers and filters that are compatible with the staining panel used. | ||
Superdex 200 Increase 10/300 GL | GE healthcare | 28990944 | |
AKTA PURE | GE healthcare | ||
red blood cell lysis buffer | Solarbio | R1010 | Store at 4°C. |