Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Farmakolojik ajanların naif monosit türevli dendritik hücrelerden in vitro olarak tolerojenik dendritik hücreler üretme kapasitesini değerlendirmek ve otolog düzenleyici T hücresi üretimi ile potansiyellerini doğrulamak için bir prosedür tanımladık.
Tolerojenik dendritik hücreler (tolDC'ler), naif T hücrelerini düzenleyici bir T hücresi (Treg) fenotipine doğru etkilediği bilinen dendritik hücrelerin (DC'ler) bir alt kümesidir. TolDC'ler şu anda hem hücre tedavisi hem de endojen DC'lerden tolDC'leri indüklemek için bir yöntem olarak otoimmünite ve transplantasyon tedavileri olarak araştırılmaktadır. Bununla birlikte, bugüne kadar, naif DC'lerden tolDC'leri indüklemek için bilinen ajanların sayısı nispeten azdır ve in vivo Treg'leri üretme potansiyelleri, özellikle endojen DC'lerden tolDC'leri indükleyen tedaviler tutarsız olmuştur. Bu, tolerans oluşturmak için yeni bileşikleri keşfetme fırsatı sağlar.
Burada, monositten türetilmiş DC'ler (moDC'ler) üzerinde yeni immünomodülatör bileşikleri in vitro olarak test etmek ve otolog Treg'ler oluşturmak için işlevselliklerini doğrulamak için bir yöntem açıklıyoruz. İlk olarak, PBMC'leri elde ediyoruz ve ticari olarak temin edilebilen manyetik ayırma kitlerini kullanarak CD14 + monositleri ve CD3 + T hücrelerini izole ediyoruz. Daha sonra, monositleri moDC'lere ayırıyoruz, bunları 24 saat boyunca rapamisin, deksametazon, IL-10 veya D3 vitamini gibi yerleşik bir immünomodülatör ile tedavi ediyoruz ve protokolün bir doğrulaması olarak tolerojenik belirteçlerdeki değişikliklerini test ediyoruz. Son olarak, anti-CD3/CD28 stimülasyonu varlığında indüklenen tolDC'leri otolog T hücreleri ile birlikte kültürledik ve Treg popülasyonlarındaki ve T hücresi proliferasyonundaki değişiklikleri gözlemledik. Bu protokolün, halihazırda farklılaşmış DC'leri tolDC'ye doğru yeniden programlamak için yeni immünomodülatör ajanların etkinliğini değerlendirmek için kullanılmasını öngörüyoruz.
Dendritik hücreler (DC'ler), doğuştan gelen ve adaptif bağışıklık arasında kritik aracılardır. Esas olarak mukozal membranlarda, deride ve lenfoid dokuda bulunan DC'ler, birincil antijen sunan hücrelerdir (APC'ler)1. DC'ler yabancı proteinleri alır ve bunları işler ve majör histouyumluluk (MHC) proteinleri üzerinde naif T hücrelerine sunar. DC'ler, insanlarda insan lökosit antijeni-DR (HLA-DR) gibi MHC sınıf II proteinlerini spesifik olarak eksprese eder. Antijen maruziyeti üzerine DC'lerin aktivasyon durumu, aşağı akış T hücresi yanıtı2 için kritiktir. Olgunlaşmamış DC'ler, bakteri duvarı bileşeni lipopolisakkarit (LPS) gibi patojenle ilişkili moleküler desenler (PAMP'ler) olarak adlandırılan molekül sınıflarını tanıyan çeşitli örüntü tanıma reseptörlerini (PRR'ler) ifade eder.3. PRR stimülasyonu üzerine, DC'ler olgunlaşmış DC'ler haline gelir ve CD80, CD86 ve CD40 gibi önemli T hücresi ko-stimülatör proteinlerini yukarı regüle eder ve tümör nekroz faktörü-alfa (TNFa) gibi pro-inflamatuar sitokinler salgılar, bu da naif T hücrelerinin geleneksel efektör veya yardımcı T hücrelerine farklılaşmasını kolaylaştırır2. Aksine, DC olgunlaşması kesintiye uğrarsa veya DC'ler tolerojenik bir ortamda gelişirse, DC'ler tolerojenik bir DC durumu (tolDC'ler) oluşturabilir4. TolDC'ler klasik T hücresi ko-stimülatör reseptörlerini aşağı regüle eder ve bunun yerine programlanmış hücre ölüm ligandı 1 (PD-L1) ve B- ve T-lenfosit zayıflatıcısı (BTLA) gibi tolerans reseptörlerini yukarı regüle eder ve interlökin 10 (IL-10) ve dönüştürücü büyüme faktörü beta (TGF-β)4 gibi baskılayıcı sitokinler üretir. Bu, tolerans belirteçlerinin kapsamlı bir listesi değildir ve aslında, tolDC durum5'i tanımlamak için hangi tolDC belirteçlerinin uygun olduğu konusunda sınırlı bir fikir birliği vardır. Bunu göz önünde bulundurarak, çeşitli tolDC indüksiyon ajanlarının etkinliğini karşılaştırmak için kullanılması gereken fonksiyonel bir belirteç olarak düzenleyici T hücresi (Treg) üretimini öneriyoruz.
tolDC/olgunlaşmış DC aktivasyon durumlarına ek olarak, DC'ler soylarına veya doku konumlarına göre de kategorilere ayrılabilir ve her alt küme biraz farklı işlevler gösterir. tolDC/olgunlaşmış DC bölünmesi daha az kesin ve daha çok bir süreklilik olarak var olsa da, soy bölünmeleri hem insanda hem de farelerde iyi tanımlanmış belirteçlere sahiptir. DC öncüleri kemik iliğinde oluşur, ancak soylarına göre DC'lerin iki ana alt tipi vardır: 1) lenfoid soylardan türeyen plazmasitoid dendritik hücre (pDC'ler) ve 2) miyeloid soylardan türeyen geleneksel dendritik hücreler (cDC'ler). İnsanlarda, pDC'ler lenfoid organlarda olgunlaşır, CD303'ü eksprese eder ve viral enfeksiyonlarda oldukça duyarlıdır6. Bu arada, cDC'leri eksprese eden CD11c, periferik dokularda olgunlaşır ve her biri farklı T hücresi yanıtları üreten CD1c+ cDC1'ler ve CD141+ cDC2 olmak üzere iki farklı alt tipte bulunur7. Ayrıca, tüm cDC'ler dokuda yerleşik (CD103-) veya göçmen (CD103+) alt durumlarındabulunabilir 8. Son olarak, belirli koşullar altında, monosit soylarından (CD14+) hücreler bir dendritik hücre fenotipine doğru indüklenebilir ve CD14-, CD141+, CD1c+ 9 olarak tanımlanır. Monositten türetilmiş DC'ler (moDC'ler) olarak bilinen bu hücreler, monositler insan periferik kan mononükleer hücrelerinin (PBMC'ler) yaklaşık %10-30'unu oluştururken, pDC'ler sadece %1-3'ünü oluşturduğundan, insanlarda ex vivo analiz için en yaygın olarak kullanılanlardır10. Bu, moDC'leri çekici bir seçim haline getirir, ancak moDC'lerin birincil dokudan izole edilen tipik cDC'lerden daha inflamatuar olduğu da bilinmektedir9.
Şu anda klinik tolerans oluşturmak için tolDC'leri kullanmaya yönelik iki geniş çaba kategorisi vardır. İlk olarak, tolDC'ler hücre tedavisi olarak kullanılmak üzere monositlerden üretilir. Bu paradigmada, moDC'ler tipik olarak D3 vitamini, rapamisin (rapa), IL-10, deksametazon veya bunların kombinasyonları gibi immünomodülatörler ile eşzamanlı olarak IL-4/GM-CSF kullanılarak ayırt edilir11,12. Bu tolDC'ler, otoimmünite ve nakiller için otolog hücre tedavileri olarak araştırılmıştır13. TolDC'lerin diğer kullanımı, hem immünomodülatör hem de ilgilenilen antijeni sağlamak için serbest ilaçlar veya nanotaşıyıcılar kullanarak endojen DC'leri tolDC'lere doğru yeniden programlamaktır 14,15,16. Bununla birlikte, halihazırda farklılaşmış DC'lerin indüksiyonu, tipik olarak tolDC metabolizması17,18 ile tezat oluşturan DC'lerin sağlam metabolik fenotiplerinin geliştirilmesi nedeniyle daha zordur. Bu, çoğu farmakolojik immünomodülatör için yüksek bir çubuktur; bu nedenle, endojen DC yeniden programlama çalışmalarının çoğu, etkili DC supresyonu ve sıklıkla bir miktar Treg indüksiyonu bildirmektedir, ancak genellikle T hücresi kalıcılığının olmaması nedeniyle klinik başarıdan yoksundur 15,19,20. Bu, mevcut DC'lerden potansiyel tolDC indüksiyon ajanlarını belirlemek için stratejilere olan ihtiyacı vurgulamaktadır.
Burada, otolog Treg indüksiyonunun son metriği ile diferansiye moDC'lere karşı immünomodülatör ajanların in vitro değerlendirmesi için bir yöntem sunuyoruz. Bu protokol, halihazırda farklılaşmış insan moDC'lerini toleransa doğru yeniden programlamak için immünomodülatör ajanların etkinliğini değerlendirmek için tasarlanmıştır. Ayrıca, bu protokol, aynı PBMC örneğinden izole edilen otolog T hücrelerine karşı Treg'ler oluşturmak için yeniden programlanmış tolDC'lerin işlevselliğini doğrular. Bu, farklılaşma sırasında toleransı indükleyen ve / veya allojenik donörlerden alınan T hücreleri ile tolDC'leri zorlayan diğer protokollerin aksinedir21. Bu protokolde, örnek olarak ortak tolerize edici ajan rapa'yı kullanıyoruz, ancak aynı zamanda rapa ile muamele edilen moDC'lerin Tregs oluşturmak için sınırlı etkinliğini de gösteriyoruz. Temsili sonuçlarımızda, IL-10, deksametazon ve D3 vitamini gibi diğer yaygın immünomodülatör tedavilerin etkinliğini de gösteriyoruz. Bu protokolün, halihazırda kurulmuş olan MoDC'lere karşı potansiyel olarak daha etkili tolDC indükleyici ajanları taramak için kullanılmasını öngörüyoruz22.
Tüm insan periferik kan mononükleer hücre (PBMC) örnekleri, Pennsylvania Üniversitesi Kurumsal İnceleme Kurulu'ndan (IRB) hasta rızası ile önceden onay alınarak, kimliği belirsiz donörlerden Pennsylvania Üniversitesi İnsan İmmünolojisi Çekirdeği'nden elde edildi.
İsteğe bağlı: Bu yöntemde akademik bir laboratuvardan elde edilen taze izole edilmiş PBMC'ler kullanılırken, PBMC'ler tam kandan veya lökoferezden zenginleştirilmiş kan ürünlerinden izole edilebilir. Yoğunluk gradyanlı santrifüjleme yöntemini kullanmanızı öneririz, çünkü bu, başka bir yerde açıklanan köklü ve güvenilir bir yöntemdir23.
1. Monosit/T hücrelerinin izolasyonu ve moDC farklılaşması
2. Tolerojenik moDC'ler oluşturmak için immünomodülatör ilaçların eklenmesi
3. moDC için akış analizi (Doğrulama + Tolerans)
4. T hücrelerinin akış analizi
İnsan PBMC'leri için bir protokol tanımladık, ticari olarak temin edilebilen manyetik ayırma kitlerini kullanarak hem CD3 + T hücrelerini hem de CD14 + monositlerini izole ettik, monositleri GM-CSF ve IL-4 kullanarak CD14-, HLA-DR +, CD141 +, CD1c + moDC'lere farklılaştırdık, 24 saat tedavi ettik ve 72 saat boyunca anti-CD3 / CD28 stimülasyonu ile otolog T hücreleri ile kokültür yaptık. Deneysel bir şema
Burada, moDC'lerden tolDC'leri indüklemek için immünomodülatör ajanların işlevselliğini değerlendirmek ve ex vivo otojenik T hücrelerinden Treg'ler oluşturmak için işlevselliklerini doğrulamak için güvenilir ve çok yönlü bir yöntem açıklıyoruz. Bu protokolde birkaç kritik adım vardır. İlk olarak, monositler herkesin bildiği gibi hassas hücrelerdir ve en iyi sonuçlar için taze, daha önce dondurulmamış PBMC'lerden elde edilmelidir. Monositler müm...
Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Bağışçılardan taze insan PBMC'leri sağladığı için Pennsylvania Üniversitesi İnsan İmmünolojisi Çekirdeğine (HIC) teşekkür ederiz. HIC, kısmen NIH P30 AI045008 ve P30 CA016520 tarafından desteklenmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.1-10 µL Filtered Pipet tips | VWR | 76322-158 | General Cell Culture |
1.5 mL Centrifuge Tube | VWR | 77508-358 | General Cell Culture |
10 mL Serological Pipets | VWR | 414004-267 | General Cell Culture |
100-1000 µL Filtered Pipet tips | VWR | 76322-164 | General Cell Culture |
15 mL Conical Tube | VWR | 77508-212 | General Cell Culture |
20-200 µL Filtered Pipet tips | VWR | 76322-160 | General Cell Culture |
2-Mercaptoethanol | MP Biomedical | 194834 | T Cell Culture |
50 mL Conical Tube | VWR | 21008-736 | General Cell Culture |
60 x 15 mm Dish, Nunclon Delta | Thermo Fischer | 150326 | General Cell Culture |
96 Well Conical (V) Bottom Plate, Non-Treated Surface | Thermo Fischer | 277143 | General Cell Culture |
96 well Flat Bottom Plate | Thermo Fischer | 161093 | General Cell Culture |
APC/Cyanine7 anti-human CD272 (BTLA) Antibody | Biolegend | 344518 | Flow Cytometry |
Attune NxT (Red/Blue Laser, 7 Channel) | Thermo Fischer | A24863 | Flow Cytometry |
BSA | Thermo Fischer | 15260-037 | General Cell Culture |
CD14 Monoclonal Antibody (61D3), PE | Thermo Fischer | 12-0149-42 | Flow Cytometry |
CD1c Monoclonal Antibody (L161), PE-Cyanine7 | Thermo Fischer | 25-0015-42 | Flow Cytometry |
CD209 (DC-SIGN) Monoclonal Antibody (eB-h209), PerCP-Cyanine5.5 | Thermo Fischer | 45-2099-42 | Flow Cytometry |
CD25 Monoclonal Antibody (CD25-4E3), APC | Thermo Fischer | 17-0257-42 | Flow Cytometry |
CD274 (PD-L1, B7-H1) Monoclonal Antibody (MIH1), PE | Thermo Fischer | 12-5983-42 | Flow Cytometry |
CD4 Monoclonal Antibody (RPA-T4), Alexa Fluor 488 | Thermo Fischer | 53-0049-42 | Flow Cytometry |
CD40 Monoclonal Antibody (5C3), APC | Thermo Fischer | 17-0409-42 | Flow Cytometry |
CD40 Monoclonal Antibody (5C3), APC-eFluor 780 | Thermo Fischer | 47-0409-42 | Flow Cytometry |
CD69 Monoclonal Antibody (FN50), PE | Thermo Fischer | MA1-10276 | Flow Cytometry |
CD86 Monoclonal Antibody (BU63), FITC | Thermo Fischer | MHCD8601 | Flow Cytometry |
CD8a Monoclonal Antibody (RPA-T8), PE-Cyanine7 | Thermo Fischer | 25-0088-42 | Flow Cytometry |
Conical Bottom (V-well) 96 Well Plate | Thermo Fischer | 2605 | Flow Cytometry |
Cryogenic Vials, 2 mL | Thermo Fischer | 430488 | T Cell Culture |
Dimethylsulfoxide (DMSO), Sequencing Grade | Thermo Fischer | 20688 | General Cell Culture |
DPBS | Thermo Fischer | 14200166 | General Cell Culture |
EasySep Human Monocyte Isolation Kit | Stem Cell Technologies | 19359 | Cell Separation |
EasySep Human T Cell Isolation Kit | Stem Cell Technologies | 17951 | Cell Separation |
EasySep Magnet | Stem Cell Technologies | 18000 | Cell Separation |
EDTA | Thermo Fischer | AIM9260G | General Cell Culture |
Falcon Round-Bottom Polystyrene Tubes, 5 mL | Stem Cell Technologies | 38025 | Cell Separation |
Fc Receptor Binding Inhibitor Polyclonal Antibody | Thermo Fischer | 14-9161-73 | Flow Cytometry |
Fetal Bovine Serum | Thermo Fischer | A5670701 | General Cell Culture |
Fixable Viability Dye eFluor 780 | Thermo Fischer | 65-0865-18 | Flow Cytometry |
Foxp3 / Transcription Factor Staining Buffer Set | Thermo Fischer | 00-5523-00 | Flow Cytometry |
FOXP3 Monoclonal Antibody (PCH101), PE-Cyanine5.5 | Thermo Fischer | 35-4776-42 | Flow Cytometry |
HBSS | Thermo Fischer | 14170-112 | General Cell Culture |
Heat Inactivated Fetal Bovine Serum | Thermo Fischer | A5670801 | General Cell Culture |
HEPES (1 M) | Thermo Fischer | 15630106 | moDC Cell Culture |
HLA-DR Monoclonal Antibody (L243), Alexa Fluor 488 | Thermo Fischer | A51009 | Flow Cytometry |
Human CD3/CD28/CD2 T Cell Activator | StemCell Technologies | 10970 | T Cell Culture |
Human GM-CSF Recombinant Protein | Thermo Fischer | 300-03 | moDC Cell Culture |
Human IL-10 ELISA Kit, High Sensitivity | Thermo Fischer | BMS215-2HS | ELISA |
Human IL-4, Animal-Free Recombinant Protein | Thermo Fischer | AF-200-04 | moDC Cell Culture |
Human PBMC (Freshly Isolated) | UPenn HIC | N/A | Cells |
Human TNF alpha ELISA Kit | Thermo Fischer | BMS223-4 | ELISA |
Light Microscope (DMi1) | Lucia | 391240 | General Cell Culture |
Lipopolysaccaride (LPS) | Invivogen | tlrl-eblps | moDC Cell Culture |
LIVE/DEAD Fixable Near-IR Dead Cell Stain Kit | Thermo Fischer | L34975 | Flow Cytometry |
MEM Non-Essential Amino Acids Solution (100x) | Thermo Fischer | 11140050 | T Cell Culture |
Penicillin-Streptomycin (100x) | Thermo Fischer | 15140122 | General Cell Culture |
Pipette Controller | VWR | 77575-370 | General Cell Culture |
Rapamycin, 98+% | Thermo Fischer | J62473.MF | moDC Cell Culture |
RPMI 1640 with Glutamax | Thermo Fischer | 61870-036 | General Cell Culture |
Separation Buffer | Stem Cell Technologies | 20144 | Cell Separation |
T Cell Stimulation Cocktail (500x) | Thermo Fischer | 00-4970-93 | T Cell Culture |
UltraComp eBead Plus Compensation Beads | Thermo Fischer | 01-3333-41 | Flow Cytometry |
Variable Pipette Set | Fischer Scientific | 05-403-152 | General Cell Culture |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır