Summary

Isolierung von angeborenen lymphatischen Zellen der Gruppe 2 aus der Nasenschleimhaut der Maus zum Nachweis der Expression von CD226

Published: May 10, 2022
doi:

Summary

Angeborene lymphatische Zellen der Gruppe 2 (ILC2), die an Typ-2-Entzündungen beteiligt sind, sind hauptsächlich an der Reaktion auf Helmintheninfektionen, allergische Erkrankungen, metabolische Homöostase und Gewebereparatur beteiligt. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Isolierung von ILC2s aus der murinen Nasenschleimhaut und zum Nachweis der Expression von CD226 demonstriert.

Abstract

Mit zahlreichen Forschungsarbeiten zu angeborenen lymphatischen Zellen der Gruppe 2 (ILC2), die im Laufe der Jahre veröffentlicht wurden, ist weithin bekannt, dass ILC2 an der Regulierung verschiedener pathologischer Prozesse beteiligt ist, darunter Anti-Helminthen-Immunität, Gewebereparatur, Thermogenese und Autoimmunerkrankungen wie Asthma und allergische Rhinitis (AR). ILC2 befinden sich dauerhaft in peripheren Geweben wie Haut, Darm, Lunge und Nasenhöhle. Es gibt jedoch nur begrenzte Informationen über ihre genaue Funktion in der Immunität der Nasenschleimhaut. CD226 ist ein aktivierendes kostimulatorisches Molekül, das hauptsächlich auf natürlichen Killerzellen (NK-Zellen), T-Zellen und entzündlichen Monozyten exprimiert wird. Es ist jedoch nicht bekannt, ob ILC2 CD226 exprimieren oder eine Rolle in der Pathogenese von ILC2s-assoziierten Erkrankungen spielen. In dieser Arbeit etablierten wir eine Methode zur Isolierung und Identifizierung von ILC2 aus der Nasenschleimhaut und wiesen die CD226-Expression auf ILC2 von gesunden und AR-Mäusen nach. In dieser Arbeit beschreiben wir dieses Protokoll zur Isolierung und Identifizierung von ILC2s aus der Nasenschleimhaut von Mäusen, das dazu beitragen wird, den internen pathologischen Mechanismus immunologischer Erkrankungen bei Erkrankungen der Nasenschleimhaut zu erforschen.

Introduction

Angeborene lymphatische Zellen der Gruppe 2 (ILC2) wurden zuerst im Gewebe der Peritonealhöhle von Mäusen entdeckt und später im Blut und anderen peripheren Geweben wie Lunge, Haut und Nasenhöhle nachgewiesen 1,2,3. Als geweberesidente Zellen werden ILC2s hauptsächlich lokal aufrechterhalten und vermehrt und fungieren als erste Wächter, die auf exogene schädliche Reize reagieren, indem sie zahlreiche Typ-2-Zytokine produzieren und Typ-2-Immunität induzieren 4,5,6. ILC2 können ihre Wirkung auch entfalten, indem sie in das infizierte Gewebe eindringen 7,8.

Ähnlich wie bei T-Helfer-2-Zellen (Th2) sorgen die komplizierten regulatorischen Netzwerke von ILC2 dafür, dass sie maßgeblich am Fortschreiten verschiedener entzündlicher Typ-2-Erkrankungen, einschließlich allergischer Atemwegserkrankungen, beteiligt sind 8,9. Bei Asthma können aus Epithelzellen stammende Alarmine ILC2s aktivieren, die durch die Sekretion von Interleukin (IL)-4, IL-5 und IL-13 die Lungenentzündung weiter fördern10. Klinische Studien haben auch gezeigt, dass die ILC2-Spiegel im Sputum und im Blut von Patienten mit schwerem Asthma signifikant erhöht waren, was auf einen Zusammenhang von ILC2 mit dem Schweregrad des Asthmas und ihrer Funktion als Prädiktor für das Fortschreiten des Asthmas hindeutet11.

Allergische Rhinitis (AR) ist eine häufige chronisch-entzündliche Erkrankung, von der jährlich Millionen von Menschen betroffen sind, und wirksame Behandlungen für diese Krankheit sindbegrenzt 12,13. ILC2 spielen eine entscheidende Rolle in der Pathophysiologie der AR, sei es in der Sensibilisierungsphase oder in der Symptomentstehung und Entzündungsphase14. Bei Patienten mit AR wurde berichtet, dass die ILC2-Spiegel im peripheren Blut sowohl lokal als auch systemisch erhöht sind15. Bestimmte Effekte und die zugrunde liegenden Mechanismen von ILC2 auf die Pathophysiologie und Progression von AR müssen jedoch noch weiter erforscht werden.

CD226 – ein Transmembranglykoprotein, das als kostimulatorisches Molekül dient – wird hauptsächlich auf natürlichen Killerzellen (NK-Zellen), T-Zellen und anderen entzündlichen Monozyten exprimiert16,17. Die Interaktion von CD226 mit seinen Liganden (CD155 und/oder CD112) oder Konkurrenten (TIGIT) ermöglicht es ihm, an den biologischen Funktionen verschiedener Immunzellen teilzunehmen18. Die Bindung der Liganden auf antigenpräsentierenden Zellen an CD226 auf zytotoxischen Lymphozyten (CTL) fördert die gleichzeitige Aktivierung beider Zellen, während die Aktivierung von CTL durch TIGIT (T-Zell-Immunrezeptor mit Ig- und ITIM-Domänen), dem Konkurrenten von CD226, weiter unterdrücktwerden kann 19,20. Eine humane ex vivo Studie zeigte, dass CD226 und CD155 auf T-Zellen das Gleichgewicht zwischen Th1/Th17 und Th2 durch differentielle Modulation von Th-Subpopulationenregulieren 21. CD226 kann ebenfalls die Thrombozytenadhäsion und die NK-tumorabtötende Aktivität vermitteln22,23. Inzwischen ist CD226 in der Pathogenese verschiedener Infektionskrankheiten, Autoimmunerkrankungen und Tumoren gut untersucht 18,24,25. CD226 hat sich derzeit zu einem neuen Lichtblick für die Immuntherapie entwickelt. Studien haben gezeigt, dass extrazelluläre Vesikel die CD226-Expression auf NK-Zellen umkehren können, um ihre zytotoxische Aktivität wiederherzustellen und in das Fortschreiten von Lungenkrebs einzugreifen26. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat durch Einzelzell-RNA-Sequenzierung27 eine Untergruppe von fetalen intestinalen ILCs der Gruppe 3 aufgedeckt, die durch eine hohe CD226-Expression gekennzeichnet sind, was darauf hindeutet, dass CD226 eine Rolle in der angeborenen lymphatischen Zell-vermittelten Immunität spielen könnte.

Unser Wissen über ILC2 bei Atemwegsentzündungen basiert in erster Linie auf Studien zu Asthma; Über ihre Funktionen bei der Immunität der Nasenschleimhaut ist jedoch wenig bekannt. Daher wurde ein Protokoll zur Isolierung und Identifizierung von ILC2 aus der Nasenschleimhaut etabliert. Die Studie konzentriert sich auf die Expression von CD226 auf ILC2s im Nasengewebe und seine Variation zwischen gesunden und AR-Mäusen. Dies könnte neue Einblicke in die zugrunde liegenden Mechanismen der ILC2-vermittelten Regulation in der lokalen Immunität liefern und als Grundlage für die Entwicklung neuer Ansätze für die AR-Behandlung dienen.

Protocol

Alle Versuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren durchgeführt. Alle Verfahren und Protokolle wurden von der Ethikkommission für wissenschaftliche Forschung der Vierten Militärmedizinischen Universität (Nr. 20211008) genehmigt. 1. Etablierung des murinen AR-Modells Unterbringe männliche und weibliche Wildtyp-Mäuse (WT) C57BL/6 im Alter von 8-12 Wochen unter bestimmten pathogenfreien Bedingungen und st…

Representative Results

Ein OVA-induziertes Mausmodell wurde entwickelt, um die Rolle von ILC2s in AR zu untersuchen. Die Konstruktion des AR-Mausmodells basierte auf früheren Studien mit leichten Modifikationen 28,29,30,31. Ein 10-minütiges Video wurde aufgenommen, um die Häufigkeit des Niesens und des Nasenkratzens nach der letzten nasalen Herausforderung zu messen. Die allergischen Symptome der OVA-induzierten A…

Discussion

ILC2 stehen in engem Zusammenhang mit Typ-2-Entzündungen und entzündlichen Erkrankungen, wie eine zunehmende Zahl von Studien zeigt. Sowohl Mausmodelle als auch menschliche Beobachtungen tragen zu einem besseren Verständnis seiner Funktion in den oberen Atemwegen bei. In der Pathophysiologie des Asthmas werden ILC2s durch Thymusstroma-Lymphopoietin, IL-25 und IL-33 aktiviert, die hauptsächlich von Epithelzellen produziert werden. Umgekehrt produzieren ILC2s ILC2 IL-4, IL-5 und IL-13, um die Typ-2-Entzündung zu versc…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

R.Z. wurde von der National Natural Science Foundation of China (Nr. 81871258) und Mitteln der Fourth Military Medical University (Nr. 2020rcfczr) unterstützt. Y.Z. wurde durch das Natural Science Basic Research Program von Shaanxi (Nr. 2021JM-081) unterstützt.

Materials

Aluminum hydroxide Meilun biological Technology 21645-51-2
CD11b eBioscience 11-0112-82 Used in antibody coctail
CD11c BioLegend 117306 Used in antibody coctail
CD16/32 BioLegend 101302 Clone: 93; Dilution 1:100
CD226 BioLegend 128812 Used in antibody coctail
CD3e BioLegend 100306 Used in antibody coctail
CD45 BioLegend 103128 Used in antibody coctail
CD45R eBioscience 11-0452-82 Used in antibody coctail
CD90.2 BD Pharmingen 553014 Used in antibody coctail
Collagenase IV DIYIBio DY40128
CountBright absolute counting beads Invitrogen C36950 absolute counting beads
Dnase Equation 1 Beyotime D7076
Fetal Bovine Serum gibco 10270-106
Fixable Viability Dye eFluor 520 (FITC) eBioscience 65-0867-14 FVD
HBSS, calcium, magnesium Servicebio G4204-500
KLRG1 eBioscience 17-5893-81 Used in antibody coctail
NaN3 SIGMA S2002
NovoExpress software AgilentTechnologies Version 1.5.0 flow cytometry (FCM) analysis software
OVA SIGMA 9006-59-1
PBS, 1x Servicebio G4202-500
PBS, 10x Servicebio G4207-500
Percoll Yeasen 40501ES60 density gradient media
RPMI 1640 culture media Corning 10-040-CVRV
Spectral cell analyzer SONY SA3800

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Xie, Y., Zhang, Y., Liu, Y., Wang, Y., Cheng, K., Zhuang, R., Bian, K. Isolation of Group 2 Innate Lymphoid Cells from Mouse Nasal Mucosa to Detect the Expression of CD226. J. Vis. Exp. (183), e63525, doi:10.3791/63525 (2022).

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