نقدم بروتوكولا بسيطا لعزل خلايا الدم الطرفية أحادية النواة من الدم الكامل الذي تم الحصول عليه من المرضى الذين تم تشخيصهم بمتلازمة سيزاري ، يليه اختيار الخلايا التائية CD4 + ، وتحفيزها باستخدام phorbol12-myristate13-acetate و A23187 ionophore ، وإعداد الحمض النووي الريبي للتنميط النسخي.
تستمد الأورام اللمفاوية الجلدية للخلايا التائية (CTCL) من التحول والانتشار غير المنضبط للخلايا التائية الناضجة الموجهة للجلد ، وتمثل فطريات الفطار (MF) ومتلازمة سيزاري (SS) الأنواع الفرعية الأكثر شيوعا. على الرغم من عدد من الدراسات حول توصيف التعبير الجيني ، والتغيرات الجينية ، والتشوهات اللاجينية ل CTCL ، فإن التسبب الجزيئي في MF / SS لا يزال غير واضح. يشير MF إلى CTCL الأكثر شيوعا مع غلبة الجلد ، وعادة ما يقتصر على الجلد ، في حين أن SS هو متغير سرطان الدم العدواني من CTCL مع مشاركة الجلد على نطاق واسع ويتميز بتوزيع الأورام بشكل رئيسي على الدم والجلد والعقدة الليمفاوية. مع التركيز على الممارسة السريرية ، فإن تحديد المؤشرات الحيوية للتعبير الجيني لديه إمكانات هائلة لتحسين تشخيص وعلاج MF / SS. في الواقع ، حددت الدراسات النسخية الحديثة المؤشرات الحيوية التشخيصية المحتملة من الاختلافات في التعبير الجيني بين الخلايا التائية الطبيعية والخبيثة ، والتي قد تحسن فهمنا لبيولوجيا SS ، وتكشف عن الأهداف العلاجية المحتملة. تصف هذه المخطوطة بروتوكولا مفصلا قابلا للتكرار لعزل خلايا الدم الطرفية أحادية النواة من الدم الكامل الطازج من المرضى الذين تم تشخيصهم ب SS ، واختيار الخلايا التائية للذاكرة CD4 + (CD4 + CD45RO + الخلايا التائية) ، والتحفيز الكيميائي ، وإعداد الحمض النووي الريبي المناسب للتنميط النسخي لاكتشاف علامات جزيئية تنبؤية جديدة للحصول على نظرة ثاقبة إضافية في مسببات المرض. يوفر التحفيز باستخدام ناهض كيميائي لتنشيط التنظيم النووي تقييما أكثر تحديدا للمسارات المهمة في تنظيم النسخ الديناميكي والتعبير الجيني ويزيل العيوب المربكة التي قد تنشأ عن عيوب إشارات المنبع الناشئة عن فقدان مستضد TCR في غشاء الخلية. البيانات التي تم الحصول عليها من مقارنة النسخ من الخلايا التائية SS غير المحفزة إلى المحفزة تكشف عن عيوب التعبير الجيني التنظيمي الوظيفي غير الواضحة من تحليل الخلايا غير المحفزة الهادئة. علاوة على ذلك ، يمكن تكييف الطريقة الموضحة من هذا النهج لدراسة عيوب التعبير الجيني للخلايا التائية في أمراض المناعة الأخرى للخلايا التائية.
لمفومة الخلايا التائية الجلدية (CTCL) ، بما في ذلك الأنواع الفرعية الأكثر شيوعا من فطريات الفطريات (MF) ومتلازمة سيزاري (SS) ، هي مجموعة غير متجانسة من الأمراض المستمدة من التحول والانتشار غير المنضبط للخلايا التائية الناضجة الموجهة للجلد 1,2. تحتوي الخلايا التائية الورمية على CD4 + CD45RO + ناضج ، والنمط الظاهري للذاكرة3 ، وعلامات التصاق موجهة للجلد ، مما يزيد من تأثر البشرة4 ، والذي يتجلى كطفح جلدي خاصة في الأمراض المبكرة. غالبا ما يكون المسار السريري ل MF خاملا عندما يكون تحت الرعاية المدارة الروتينية ، ولكن يمكن لمجموعة فرعية من المرضى التقدم إلى مرض أكثر تقدما. في حالات MF هذه ، تنمو الآفات الجلدية وتزداد سماكة إلى أورام كبيرة ، وقد تنتشر الخلايا التائية الورمية إلى الغدد الليمفاوية والأعضاء الحشوية. في المقابل ، SS هو متغير أكثر عدوانية وسرطان الدم من CTCL5 ، يتميز بثالوث من الأعراض: الجلد الأحمر المعمم (الذي يعرف بأنه يؤثر على >80٪ من إجمالي مساحة سطح الجسم) ، واعتلال العقد اللمفاوية ، ووجود أكثر من 1000 / mm3 تنتشر الخلايا التائية النسيلية غير النمطية مع النوى الدماغية ، ما يسمى خلايا Sézary 6,7 . التشخيص لمرضى SS أسوأ بكثير من MF. SS نادر الحدوث بمعدل حدوث 0.1 / 100,000 ، ويمثل حوالي 3٪ من إجمالي حالات CTCL 8,9. عادة ما يظهر CTCL في كبار السن الذين يبلغ متوسط أعمارهم حوالي 60 عاما10. كان معدل الإصابة ب CTCL في تزايد ، وفي حين أن السبب غير واضح ، فقد استقر المعدل منذ عام 199811,12.
لا يزال التسبب الجزيئي ل SS غير واضح. أنتجت دراسات الوراثية واللاجينية والتعبير الجيني ثروة من البيانات الجديدة ، ومع ذلك لا تزال هناك نتائج غير متسقة ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى مجموعات المرضى الصغيرة التي تمت دراستها2 ، بالإضافة إلى الاختلافات في التصميم التجريبي ومجموعات التحكم13,14. قد يلقي تحسين التوصيف الجينومي والنسخي الضوء على كل من آليات المرض والأهداف العلاجية غير المستكشفة سابقا. لذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات من عدد أكبر من المرضى لفهم هذا الورم الخبيث غير المتجانس بشكل أفضل. وقد كان أداء لوحات المؤشرات الحيوية الحساسة للغاية والمحددة في مجموعة SS واحدة أقل اتساقا في الأفواج الأخرى15 ، مما يمثل عقبة خطيرة في تطوير مؤشرات حيوية تشخيصية وتنبؤية موثوقة ل SS16. سيتم التعبير عن المؤشرات الحيوية التشخيصية المثالية باستمرار وبشكل مفرط في الخلايا التائية الخبيثة ، بينما تكون غائبة أو شبه غائبة في الخلايا التائية الطبيعية17. يعد اكتشاف المؤشرات الحيوية الخاصة بالأمراض أمرا مهما للنهوض بالبروتوكولات التشخيصية والعلاجية ل SS.
تتطلب البيانات النسخية عالية الجودة لكل من الخلايا التائية الخبيثة والطبيعية نهجا فعالا وموثوقا به لإعداد العينات. هنا ، سنناقش استراتيجية مفصلة ولكنها بسيطة للحصول على عينات الحمض النووي الريبي من مجموعات الخلايا التائية ذات الصلة ب SS. سنناقش عزل خلايا الدم الطرفية أحادية النواة (PBMC) عن الدم الكامل ، والاختيار المغناطيسي السلبي لمجموعات الخلايا التائية CD4 + CD45RO+ ذات الصلة بالأمراض ، والتنشيط الكيميائي للكشف عن الاختلافات في الاستجابات الوظيفية ، وإعداد الحمض النووي الريبي للتنميط النسخي. في البروتوكول الحالي ، تم إجراء التنشيط الكيميائي باستخدام خلات فوربول ميريستات (PMA) وأيونوفور الكالسيوم (A23187) 18,19 ، لأن الدراسات السابقة أظهرت إشارات مستقبلات الخلايا التائية المعيبة في CTCL ، والتحفيز باستخدام PMA / A23187 يتجاوز مستقبلات الخلايا التائية20,21. أيضا ، يسمح PMA / A23187 بتنشيط أقرب مباشر للإشارات النووية اللازمة لتنشيط جين السيتوكين. وأخيرا، يوفر تحفيز الخلايا التائية مستوى إضافيا من البصيرة في تنظيم التعبير الجيني الذي لا يمكن الحصول عليه من الخلايا التائية المريحة حيث يكون التغيير الديناميكي غائبا.
وقد تم تطوير عدة طرق لعزل PBMCs ، ولكل منها مزاياها وقيودها الخاصة28. نقوم بشكل روتيني بجمع ما يصل إلى 50 مل من الدم في خمسة أنابيب سعة 10 مل تحتوي على مضادات التخثر. يعتمد حجم الدم لعزل PBMC على عدة عوامل مثل صحة وعمر موضوع البحث وأيضا على خبرة أخصائي الفصد. الخطوة الإجرائية الحاسمة في البروتوكول هي تشكيل تدرج الخطوة. وقد تؤدي الطبقات الضعيفة إلى فشل جزئي أو كلي لمركبات PBMCs في الرواسب في الواجهة. نحن نفضل طريقة الطبقات السفلية الموضحة هنا ، حيث أنه من السهل بدء الطبقة السفلية. للتوزيع الكامل لجميع وسائط الكثافة تحت الدم ، من الضروري استخدام أداة مساعدة ماصة بدون تسرب للهواء. يمكن تقليل تلوث جزء PBMC بأنواع الخلايا غير المرغوب فيها عن طريق الجمع الدقيق والمتسق للمعطف الباهت ، والذي يجب تنفيذه بنفس الطريقة لكل عزلة. وإذا لم يتم تقسيم هذه المحطات إلى أجزاء أخرى، ينبغي تجنب جمع كميات مختلفة من تدرج الكثافة وطبقات البلازما بين العزلات. يتم إجراء تحلل RBC لتقليل التأثير المحتمل لتلويث الحمض النووي الريبي المشتق من RBC والخلايا الشبكية على تحليلات التعبير الجيني في المراحل النهائية. سيتم تثبيط التحلل الناقص التوتر بواسطة المخزن المؤقت متساوي التوتر الزائد.
مزيد من العزل للمجموعة الفرعية للخلايا التائية مهم للدراسات الجزيئية. وصفنا هنا تحديد خلايا CD4 + CD45RO + T اللاحقة عن طريق التحديد السلبي لإزالة أنواع الخلايا غير المرغوب فيها. يعتمد الاختيار السلبي على الأجسام المضادة التي تتعرف على علامات سطح خلية محددة لجميع الخلايا غير المرغوب فيها. ثم تتم إزالة الخلايا المغلفة بالأجسام المضادة بواسطة الخرز المغناطيسي. يزيل بروتوكول الاختيار هذا الخلايا غير المرغوب فيها مع السماح للخلايا المستهدفة التي لم تمسها أو تحفزها بالبقاء حرة التعويم ، وهو أمر ضروري في دراسة تنشيط الجينات. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر لتجنب كتل الخلايا ، مما يقلل من النقاء النهائي لخلايا CD4 + CD45RO+ T المختارة. يقلل حمض الإيثيلين ديامين رباعي الأسيتيك (EDTA) الموجود في المخزن المؤقت للاختيار من تكتل الخلايا. يعتمد إنتاج الخلايا التائية على عوامل مثل الحجم الأولي للدم ومتغيرات المريض مثل العلاج الذي يتم إعطاؤه للمريض ومرحلة المرض في وقت جمع العينة. العلاج المعطى للمرضى قد يؤثر أيضا على صلاحية الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جمع العينات قبل أي إجراء مثل الفرز الضوئي له أيضا تأثير إيجابي على نقاء الخلايا التائية CD4 + CD45RO+. لقد لاحظنا أن جمع العينات بعد إجراء علاج الفريسة الضوئية له تأثير سلبي على إنتاج الخلايا التائية CD4 + CD45RO +.
غالبا ما تعبر نسخ الخلايا التائية الورمية من مرضى SS عن علامات السطح المتسقة مع النمط الظاهري للخلايا التائية CD4 T الناضجة29,30. ومع ذلك ، فقد لوحظت أحيانا اللدونة المظهرية فيما يتعلق بعلامات السطح بما في ذلك CD4 و CD45RO و CD45RA و CD7 و / أو CD2631. وقد أظهرت الدراسات السابقة أيضا عدم التجانس في التعبير CD45RO و CD45RA بين مرضى SS29 ، في حين أن غالبية حالات SS لا تزال CD45RO +. أظهر Roelens et al.31 أيضا أن SS قد تظهر عدم تجانس بين الأفراد وداخل الأفراد مع مجموعات مختلطة من المجموعات الفرعية الساذجة (TN) والذاكرة المركزية (TCM) والذاكرة الانتقالية (TTM) والذاكرة المستجيبة (TEM) وذاكرة المستجيب الطرفي (TEMRA). ومع ذلك ، تظهر نتائجهم بوضوح أن غالبية خلايا SS لديها النمط الظاهري TCM. ركزنا دراستنا على النمط المناعي السطحي CD45RO+ الأكثر شيوعا في مرضى SS ، وأكدنا النمط الظاهري عن طريق قياس التدفق الخلوي. في دراسات التخطيط للمجموعات الفرعية للخلايا التائية في المرضى ، من المهم النظر في عدم التجانس الظاهري للمرض قيد الدراسة ، وبالتالي يمكن تعديل استراتيجية التنقية حسب الحاجة للحصول على مجموعة الخلايا التائية المطلوبة للتحليل.
هناك عدة طرق لتحفيز الخلايا التائية و PBMCs لفحص التعبير الجيني الوظيفي. نحن نفضل التنشيط الكيميائي (PMA + A23187 ionophore) ، لأننا مهتمون بتنظيم الجينات في النواة. يعد التنشيط الكيميائي خيارا أفضل لهذا الغرض لأنه يعمل كمنشط واسع النطاق وأكثر اتساقا مقارنة بالتحفيز المحدد للمستضد. PMA هو مركب عضوي صغير ينتشر عبر غشاء الخلية إلى السيتوبلازم ، وينشط مباشرة بروتين كيناز C. A23187 يسمح للكالسيوم بالمرور عبر الأغشية. هذه المركبات تتجاوز المستقبلات السطحية ، وتحاكي معا آثار ربط مستقبلات الخلايا التائية مع التحفيز المشترك بوساطة CD28. تقوم المواد الكيميائية بتنشيط العديد من مسارات الإشارات داخل الخلايا ، مما يؤدي إلى تنشيط عامل النسخ النووي وزيادة تنظيم جينات السيتوكين التي يمكن الوصول إليها لتنشيط النسخ. على الرغم من أن التنشيط الكيميائي وربط CD3CD28 ينتجان ملفات تعريف تعبير جيني عالمية متشابهة بشكل لافت للنظر في الخلايا الطبيعية32 ، إلا أن التنشيط الكيميائي باستخدام PMA + A23187 يعد خيارا جيدا لأن خلايا SS T يمكن أن تفقد التعبير عن المستقبلات السطحية بما في ذلك مكونات TCR33. قارن Chong et al.22 تنشيط جينات السيتوكين بين PMA / A23187 بالأجسام المضادة المضادة ل CD3 و CD28 في PBMCs من مرضى MF / CTCL العاديين والمبكرين ومرضى MF / CTCL المتأخرين. وأفادوا بأن PMA / A23187 تسبب في تنشيط أسرع ومكثف للجين IL-2 مقارنة بالتحفيز المضاد CD3 / CD28. بالإضافة إلى ذلك ، أظهروا أن حركية التنشيط الأبطأ مع الأجسام المضادة المضادة CD3 / CD28 يحتمل أن تكون من الربط المتبادل وإشارات الغشاء اللازمة للتحفيز. علاوة على ذلك ، تم الحفاظ على الاتجاهات في التعبير عن السيتوكينات بين مجموعات الخلايا المختلفة التي تمت دراستها باستخدام PMA / A23187. نظرا لأننا مهتمون بتنشيط التعبير الجيني ، فإن التحفيز الكيميائي هو نهج مثالي لأنه يعمل كمنشط واسع النطاق وأكثر اتساقا مقارنة بالتحفيز الخاص بالمستضد. يعد ربط CD3 / CD28 مثاليا للتحقيق في المسارات المهمة في نقل الإشارة القائم على الغشاء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التنشيط الكيميائي أقل تكلفة ولا يتطلب معدات خاصة. في الدراسة الحالية ، قام PMA + A23187 بتنشيط جينات السيتوكين بشكل كبير في خلايا ND ولكن ليس SS T ، مما يشير إلى أن خلايا SS T لديها أوجه قصور وظيفية في مجرى TCR.
باختصار ، يوفر هذا البروتوكول خلايا تائية نقية ظاهريا من الدم الثمين المشتق من المريض ، وطريقة لتقييم التغيرات على مستوى الجينوم في التعبير الجيني الوظيفي. لقد أظهرنا أن التنميط النسخي لخلايا SS T مقارنة بالخلايا التائية CD45RO+ العادية يكشف عن اختلافات عميقة في تنشيط الجينات في الخلايا التائية البشرية الطازجة من المرضى الذين يعانون من CTCL. ستساعد هذه الدراسات في تطوير المؤشرات الحيوية التشخيصية والاستراتيجيات العلاجية التي تستهدف علامات جديدة في CTCL. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون هذه الاستراتيجية والبروتوكول في دراسة الخلايا التائية البشرية الأولية ذات قيمة في التكيف مع دراسات الأمراض الأخرى التي تتوسط فيها الخلايا التائية.
The authors have nothing to disclose.
نشكر المرضى والمتطوعين الذين شاركوا في بحثنا.
1.5 ml microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | 02-681-320 | |
10 ml Disposable Plastic Pipette | Thermo Scientific | 170356 | |
1000 ul Pipet tips | VWR | 10017-038 | |
15 ml Conical Tubes | Corning | 352196 | |
25 ml Disposable Plastic Pipette | Thermo Scientific | 170357 | |
5 ml Disposable Plastic Pipette | Thermo Scientific | 170355 | |
50 ml Conical Tubes | Thermo Scientific | 339652 | |
A23187 ionophore | Fisher Scientific | BP595 | |
Centrifuge | Thermo Scientific | 75004381 | |
DMSO | Sigma | D2650-5x5ml | |
EasySep Human Memory CD4+ T cell Enrichment Kit | StemCell | 19157 | |
FBS | GIBCO | 16140-071 | |
HBSS | GIBCO | 14185-052 | |
HEPES | Fisher Bioreagents | BP310-500 | |
KHCO3 | Fisher Bioreagents | P184-500 | |
Lymphocyte Separation Medium | Corning | 25-072-CV | |
Na2EDTA | ACROS | 10378-23-1 | |
NaHCO3 | Fisher Bioreagents | S233-500 | |
NH4Cl | Fisher Bioreagents | A661-500 | |
Penicillin-streptomycin solution | GIBCO | 15140122 | |
phorbol12-myristate13-acetate (PMA) | Sigma | P-8139 | |
Pipet-Lite LTS Pipette L-1000XLS+ | RAININ | 17014382 | |
Pipet-Lite LTS Pipette L-10XLS+ | RAININ | 17014388 | |
Pipet-Lite LTS Pipette L-200XLS+ | RAININ | 17014391 | |
Pipet-Lite LTS Pipette L-20XLS+ | RAININ | 17014392 | |
RNA Clean & Concentrator-5 | Zymo Research | R1013 | |
Rneasy Plus Mini Kit | Qiagen | 74136 | |
RPMI 1640 | GIBCO | 31800-022 | |
T-25 Flask | Thermo Scientific | 2024-10 |