Method Article
Immature dendritic cells can be selectively differentiated into tolerogenic or mature dendritic cells to regulate the balance between immunity and tolerance. This work presents a means to generate from immature monocyte derived dendritic cells (moDCs), in vitro tolerogenic and mature moDCs that differ in metabolic phenotypes.
النتائج الاستجابة المناعية من تفاعل معقد بين نظام المناعة الفطري مستضد غير محددة ومستضد محدد نظام المناعة التكيفية. جهاز المناعة هو التوازن المستمر في الحفاظ على التسامح إلى جزيئات الذات والرد بسرعة لمسببات الأمراض. الخلايا الجذعية (DCS) هي قوية المهنية مستضد الخلايا التي تربط بين نظام المناعة الفطري لجهاز المناعة على التكيف وتحقيق التوازن بين استجابة تكيفية بين الذاتية وغير الذاتية. اعتمادا على إشارات النضج، والخلايا الجذعية غير الناضجة يمكن حفز انتقائي على التمايز إلى البلدان النامية المناعية أو مولد للتحمل. توفر الخلايا الجذعية المناعية إشارات انتشار للخلايا T مستضد معين للتوسع نسيلي. في حين تنظم الخلايا الجذعية مولد للتحمل التسامح مستضد معين حذف خلايا T أو التوسع نسيلي من التنظيمية خلايا تي. ونظرا لهذه الخاصية الفريدة، وسعى للغاية الخلايا الجذعية بعد كعوامل علاجية لمرضى السرطان وفردوس المناعة الذاتيةASES. الخلايا الجذعية يمكن أن تكون محملة مستضدات معينة في المختبر، وحقنه في جسم الإنسان لجبل استجابة مناعية معينة سواء المناعية ومولد للتحمل. يعرض هذا العمل وسيلة لتوليد في المختبر من وحيدات، والخلايا الجذعية الوحيدات غير ناضجة مشتقة (moDCs)، مولد للتحمل وmoDCs ناضجة التي تختلف في التعبير علامة السطح، وظيفة والظواهر الأيضية.
وقد وصفت العاصمة لأول مرة من قبل بول لانجرهانز (خلايا لانغرهانس) في أواخر القرن التاسع عشر، كما يشار اليه من قبل جولز (1) وتتميز رالف ستينمان وZanvil كوهن في عام 1973 الذي أقر بأنها المهنية مستضد الخلايا 2. تم العثور على البلدان النامية في الدم المحيطي وفي معظم أنسجة الجسم، وخصوصا وفرة في الأنسجة التي تتعرض للبيئة الخارجية مثل الجلد (بوصفها خلايا لانغرهانس) وفي بطانة الأنف والرئتين والمعدة والأمعاء والتي تتيح لهم لمواجهة مستضدات خارجي. غير ناضجة البلدان النامية لديها القدرة التقامي لكن قدرة متدنية نسبيا على تحفيز خلايا T 3. غير ناضجة البلدان النامية تعبير عن مختلف مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) أن القبض المرتبطة الممرض أنماط الجزيئية (PAMPs) أو أنماط الجزيئية المرتبطة الضرر (DAMPs) 4. تفعيل إشارات الخطر بالسيارة نضوج نحو البلدان النامية المناعية في حين تنتج جزيئات الذاتي في الخلايا التائية unresponsiveneSS وموت الخلايا المبرمج 5. وتتميز البلدان النامية المناعية التي upregulation من جزيئات MHC وجزيئات سطح شارك في تنشيطية وقدرتها على خلايا T ساذجة الرئيسية 6،7.
ويمكن أيضا أن نضجت غير ناضجة البلدان النامية نحو Treg الذي يحفز أو مولد للتحمل الدولة ردا على فيتامين D3 1A الأيض، 25 (O) 2 D 3 وبعض الأدوية المثبطة للمناعة مثل انترلوكين 10 (IL-10)، ديكساميثازون وrapamycin 8-9. وتتميز البلدان النامية مولد للتحمل من قبل التعبير عنها من الزخارف المثبطة أساس التيروزين immunoreceptor (ITIMs) التي تحتوي على مستقبلات سطح وبروابط. نقل الإشارة من ITIMs تحتوي على أفراد الأسرة ILT، ILT3 وILT4 في البلدان النامية مولد للتحمل تمنع alloproliferation ودفع Foxp3 + Treg التوسع 10،11. هذه الخصائص الفريدة للبلدان النامية مولد للتحمل تؤدي إلى قوة عميقة في الجسم الحي، وهي القدرة على إحداث التسامح دائم لترقيع خيفي زرع وsupprوفاق سطيف تطوير أمراض المناعة الذاتية. مولد للتحمل البلدان النامية قد ينظر بالتالي بانه نوع من البلدان النامية ناضجة الاستقطاب التي تعمل في تثبيط تنشيط جهاز المناعة.
حاليا، هناك نوعان من مجموعات فرعية العامة للخلايا الجذعية في الدم المحيطي البشري: البلدان النامية بلازماوية الشكل والبلدان النامية الدم النخاعي 12. البلدان النامية المتداولة هي المنشئة النادر أن أقل من 2٪ من الكريات البيض في دم الإنسان وهذا يشكل صعوبة في عزل عدد مناسب من البلدان النامية لدراسة وظائف immunoregulatory بهم. للتغلب على هذه المشكلة، وتستخدم الوحيدات متباينة البلدان النامية لتكون نموذجا في المختبر لدراسة وظيفة الخلايا الجذعية. هذه البلدان النامية في المختبر لديها مستقبلات وظائف مماثلة مقارنة في الجسم الحي البلدان النامية. يتم التحقيق في مقارنة تفصيلية لفي الجسم الحي البلدان النامية في المختبر ولدت الوحيدات المستمدة البلدان النامية (moDCs) من قبل مختبرات أخرى 13 و 14 و 15. وذكر أيضا أن moDCs ومؤتمر نزع السلاحكانت 1C + البلدان النامية ما يعادلها في تقديم المستضد وتحملها T وظيفة الخلية 15.
في هذه الورقة، ونحن تصف طريقة لتوليد moDCs غير ناضجة من حيدات الدم الطرفية ومن ثم التفريق بينهما في البلدان النامية المناعية ومولد للتحمل. وتتميز هذه الوحيدات المستمدة الخلايا الجذعية (moDCs) من خلال علامات على السطح، ملف خلوى، وظائف immunoregulatory والدول التمثيل الغذائي. الخلايا الجذعية المناعية ومولد للتحمل تنتج السيتوكينات المختلفة التي تؤدي إلى توسيع إما خلايا T الصنعية أو الخلايا التائية التنظيمية. في هذه الورقة، يتم تنفيذ التنميط خلوى مع النظم التي تستخدم تكنولوجيا متعددة. يتم تحضين المتوسطة نمو الخلايا مع الأجسام المضادة يجمد ونا مميزا الخرز وقراءة في محلل المضغوط. ويتم تحليل الدول الأيضية من البلدان النامية باستخدام تحليل تدفق الخلية التي تقيس معدل الأكسجين الاستهلاك، وهو مؤشر على التنفس الخلوي، ومعدل تحمض خارج الخلية التي تعكس حال السكرتدفق في الخلايا الجذعية. قياس هذه المعدلات الطاقة الحيوية ويوفر وسيلة لتتبع التغيرات في عملية الأيض الخلوية التي تلعب دورا حيويا في تطوير الخلايا الجذعية وظيفة.
وقد وافق هذا البحث من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB جامعة سنغافورة الوطنية-10-250).
1. عزل خلايا الدم المحيطي وحيدات النوى (PBMCs)
2. الوحيدات التخصيب بواسطة مغناطيس 17
3. تمايز الخلايا الجذعية لتفعيل مختلف Sتتس
4. التدفق الخلوي
5. دراسات Alloreaction
6. خلوى تحليل 19
7. في الوقت الحقيقي معدل الأكسجين استهلاك (OCR) وخارج الخلية تحمض معدل (ECAR) القياسات
تنقية الوحيدات وتمايز الخلايا الجذعية
وتنقيته حيدات من PBMCs بواسطة الطرد المركزي كثافة الدم المحيطي (الشكل 1A)، تليها CD14 + الفصل انتقاء إيجابي المغناطيسي (الشكل 1B) والمثقف في المتوسط كاملة في حضور GM-CSF و IL-4 للحصول على الخلايا الجذعية غير الناضجة ( الشكل 2A). أدت إضافة فيتامين D3 وآخر ديكساميثازون GM-CSF و IL-4 في التفريق بين moDCs غير ناضجة إلى moDCs مولد للتحمل (الشكل 2B). وأضاف LPS للحث على نضوج moDCs غير ناضجة لتنضج moDCs (الشكل 2C) وmoDCs مولد للتحمل وحفز مع LPS للتحقق من المقاومة إلى النضج (الشكل 2D). تم الحصول على عينات الدم المستخدمة في هذا العمل من المتبرعين الأصحاء مع سابقة علم موافقة.
moDC توصيف
السطح ماركر توصيف بواسطة التدفق الخلوي
وأظهر تحليل علامات سطح العاصمة التي moDCs ناضجة أعرب عن أعلى مستويات من علامات النضج HLA-DR، CD83 CD86 ومقارنة moDCs مولد للتحمل تعامل LPS، moDCs مولد للتحمل وmoDCs غير ناضجة (الشكل 3). وأظهرت هذه النتائج أن moDCs مولد للتحمل هم مقاومة للنضوج بالمقارنة مع moDCs غير ناضجة بعد التحفيز LPS. وبالإضافة إلى ذلك، LPS المعالجة moDCs مولد للتحمل وmoDCs مولد للتحمل عرض التعبير زيادة CD14، BDCA3 (CD141) والمناعي مثل نص (ILT) 3 مقارنة moDCs غير ناضجة وناضجة. وmoDCs مولد للتحمل التي ولدت لنا هنا يتسق مع التقارير السابقة 23.
الآثار البيئية-together.within الصفحات = "1"> توصيف الوظيفي للmoDCs
moDCs الناجم عن النضج تصبح مناعة وإطلاق السيتوكينات التي تشجع على انتشار CD4 + T الخلايا. قمنا بتقييم المناعية من الأنواع الفرعية moDC مختلفة عن طريق قياس انتشار الخلايا T-شارك مثقف. كانت moDCs مولد للتحمل سيئة للمناعة مقارنة مع moDCs ناضجة، كما يتضح من alloproliferation منخفضة من CD4 + T-الخلايا (الشكل 4A). تتميز moDCs مولد للتحمل التي كتبها المتدني الإنترفيرون Γ، وانخفاض IL-12p40، وارتفاع IL-10 إنتاج السيتوكينات في alloreaction المشترك الثقافات مع CD4 + T-الخلايا (الشكل 4B). وعلاوة على ذلك، زادت allospecific زيادة عدد moDCs مولد للتحمل في المشترك الثقافات من moDCs ناضجة يسببها CD4 + T الخلايا وتيرة CD25 عالية Foxp3 + التنظيمية خلايا تي (الشكل 4C).
تحليل آخر الميتوكوندريايستخدم الأحمر CMXRos لتعكس النشاط الميتوكوندريا لتحليل مستويات المحتملة غشاء الميتوكوندريا في moDCs. وقد لوحظت moDCs مولد للتحمل أن يكون النشاط الميتوكوندريا أعلى مقارنة مع الأنواع الفرعية moDC متباينة الأخرى (الشكل 5A). بعد ذلك، يتم تقييم معدل استهلاك الأوكسجين الميتوكوندريا (OCR) لفرعية moDC مختلفة باستخدام bioanalyzer. قياسات OCR تسمح رؤى عالية الدقة لمحة التمثيل الغذائي، وتوفير المعلومات بما في ذلك ولكن لا تقتصر على التنفس القاعدية، قدرة الجهاز التنفسي الغيار، تسرب بروتون والتنفس غير الميتوكوندريا. قياس OCR يوفر وسيلة لتقييم قدرة الخلايا على الاستجابة للإجهاد. ومضطرب الخلايا التمثيل الغذائي من خلال إضافة ثلاث مركبات مختلفة في الخلافة. الحقنة الأولى هو رأigomycin (ATP المقرنة) الذي يمنع الخامس معقدة من سلسلة نقل الإلكترون (ETC)، مما يعوق تركيب ATP. هذه الخطوة يميز نسبة الأوكسجين المستهلكة لتخليق ATP ونسبة الأوكسجين المستهلكة للتغلب على تسرب بروتون عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلية. الحقنة الثانية هو FCCP (ETC مسرع) الذي يعطل تركيب ATP عن طريق نقل أيونات الهيدروجين عبر الغشاء الميتوكوندريا بدلا من خلال قناة بروتون خامسا مجمع انهيار محتمل غشاء الميتوكوندريا يؤدي إلى استهلاك السريع من الطاقة والأوكسجين، دون جيل للاعبي التنس المحترفين. العلاج FCCP يمكن استخدامها لحساب قدرة الجهاز التنفسي الغيار من الخلايا. الحفاظ على قدرة الجهاز التنفسي الغيار تحت ظروف الإجهاد أمر بالغ الأهمية لبقاء الخلية. يتم تحديد هذه القدرات من خلال عدة عوامل، بما في ذلك توفر الركيزة والقدرات الوظيفية من الأنزيمات المشاركة في الخ. حقن الثالث هو مزيج من روتنون، وكومبلبحكم أنني المانع، وأنتيمايسين إيه، والثالث المانع مجمع. هذا المزيج إيقاف التنفس الميتوكوندريا ويلاحظ التعرف الضوئي على الحروف في الانخفاض نتيجة لضعف وظيفة الميتوكوندريا (الشكل 5C). عرض moDCs مولد للتحمل مستويات OCR القاعدية أعلى من moDCs ناضجة (الشكل 5D). وبالإضافة إلى ذلك، مولد للتحمل، LPS-مولد للتحمل، وmoDCs غير ناضجة أظهرت زيادة قدرة الجهاز التنفسي الغيار مقارنة مع moDCs ناضجة (الشكل 5E).
توصيف الأيضي moDCs
لأنه يتم الافراج حمض اللبنيك والبروتونات من الخلايا خلال تحلل، قمنا بتحليل النشاط حال السكر من moDCs عن طريق إجراء تحليل في الوقت الحقيقي من معدل تحمض خارج الخلية (ECAR) (الشكل 6B). في وجود الجلوكوز، معدل حال السكر من جميع moDCs زيادة مقارنة مع المرحلة القاعدية، معmoDCs ناضجة واظهار معدل حال السكر أعلى من moDCs غير ناضجة (الشكل 6D). مولد للتحمل وmoDCs غير ناضجة عرضت تحلل القصوى العالي (الناجم عن أوليغوميسين في وجود الجلوكوز) مقارنة مع moDCs تعامل LPS (الشكل 6B). وكانت القدرة حال السكر من moDCs مولد للتحمل وغير ناضجة أعلى من moDCs ناضجة (الشكل 6E). وعلى النقيض من معدل حال السكر عالية، وكان احتياطي حال السكر أدنى مستوى في moDCs ناضجة (الشكل 6F).
الشكل 1: تنقية الوحيدات من الدم المحيطي (A) والطبقات 25 مل من الدم بعناية على 15 مل من Ficoll لكل 50 مل أنبوب الطرد المركزي قبل. وتتركز PBMCs في طبقة أقل من البلازما بعد الطرد المركزي كثافة. يتم تحضين (ب) PBMCs مع ميكروبيدات التي هي حرف عطف ugated إلى وحيدة النسيلة الأجسام المضادة CD14 الإنسان (نمط إسوي: الماوس IgG2a). ومن ثم تحميلها على العمود الذي يوضع في المجال المغناطيسي للفاصل لعزل CD14 + حيدات الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: الخصائص المورفولوجية من moDCs. (A) يضاف 200 نانوغرام / مل من GM-CSF و IL-4 لتنقية CD14 + حيدات في اليوم 0 و 4 و 6 لتوليد moDCs غير ناضجة. و (ب) خطوة إضافية من التحفيز مع 100 نيوتن متر فيتامين D3 و 10 نانومتر ديكساميثازون في يوم 5 يولد moDCs مولد للتحمل. يتم تحفيز moDCs غير ناضجة وmoDCs مولد للتحمل مع 1 ميكروغرام LPS / مل في يوم 6 لتوليد (C) تنضج moDCs وmoDCs (D) LPS-مولد للتحمل.ttps: //www.jove.com/files/ftp_upload/54128/54128fig2large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 3: السطح ماركر توصيف بواسطة التدفق الخلوي مستويات التعبير من علامات سطح HLA-DR، CD80، CD83، CD86، CD11، CD14، BDCA3 وLT3 في مولد للتحمل (الأخضر)، LPS-مولد للتحمل (أسود)، غير ناضج (أحمر)، ناضجة (الأزرق) moDCs. ويبين الضوابط نمط إسوي في الرمادي. يتم رسم بياني الفردية لكل نوع من الخلايا مع العمودي عدد خلايا ضد السجل المحور السيني من شدة fluorophore ومضافين. كل رسوم بيانية هي تمثيلية من أربع تجارب مستقلة. تم تعديل هذا الرقم من J IMMUNOL 194 (11)، 5174-5186، دوى: 10.4049 / jimmunol.1303316 (1 يونيو 2015). مستنسخة ونشرها بإذن حقوق التأليف والنشر. حقوق الطبع والنشر عام 2015. والجمعية الأمريكية لالمناعة، وشركة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: توصيف الوظيفي للmoDCs. (A) الكمي لتردد alloproliferation من CD4 + T الخلايا الناجم عن ثقافة مشتركة مع الأعداد المتزايدة من مولد للتحمل (تول، الأخضر)، LPS-مولد للتحمل (L-TOL، أسود)، غير ناضجة (IMM، أحمر) وناضجة (MAT ، الأزرق) moDCs. تم تجميع البيانات من أربع تجارب مستقلة؛ يعني فروق ذات دلالة إحصائية + ووزارة شؤون المرأة بين جميع moDCs مقابل تم تحليلها من قبل اتجاهين أنوفا مع Dunnett مقارنة متعددة في مرحلة ما بعد اختبار moDCs ناضجة. (ب) تحليل خلوى من الإنترفيرون Γ (اللوحة اليسرى)، IL-12p40 (وسط لوحة) وايل 10 (الجزء الأيمنل) في supernatants من alloreactions بين CD4 + T الخلايا شارك في تربيتها مع تزايد أعداد إما مولد للتحمل (الأخضر)، وغير ناضج (أحمر) أو الأزرق ناضجة) moDCs (. وكان يتم تجميع البيانات من ست تجارب مستقلة. يعني ± SEM alloproliferation (C) CD4 + T الخلية والتنظيمي توسيع الخلايا التائية الناجمة عن ثقافة مشتركة مع moDCs ناضجة في وجود أعداد من moDCs مولد للتحمل زيادة. اليسار العمودي، وتواتر تي خلية CD4 + انتشار الأسلحة النووية. الصحيح العمودي، وتواتر CD25 Foxp3 عالية + الخلايا المغلقة على التكاثري CD4 + T الخلايا. وكان يتم تجميع البيانات من ثلاث تجارب مستقلة؛ يعني ± SEM فروق ذات دلالة إحصائية بين وجود مقابل غياب تم تحليلها من قبل في اتجاه واحد أنوفا مع Dunnett مقارنة متعددة في مرحلة ما بعد اختبار moDCs مولد للتحمل. (D) CD4 + T-خلية alloproliferation (يسار) وتواتر CD25highFoxP3 + الخلايا (يمين) الناجم عن المشارك الثقافة مع moDCs مولد للتحملفي وجود أعداد من moDCs ناضجة زيادة. وكان يتم تجميع البيانات من سنتين إلى ثلاث تجارب مستقلة. يعني ± SEM فروق ذات دلالة إحصائية بين وجود مقابل حللت غياب moDCs ناضجة من اتجاهين أنوفا مع Dunnett مقارنة متعددة في مرحلة ما بعد الاختبار. تم تعديل هذا الرقم من J IMMUNOL 194 (11)، 5174-5186، دوى: 10.4049 / jimmunol.1303316 (1 يونيو 2015). مستنسخة ونشرها مع المؤلف إذن. حقوق الطبع والنشر عام 2015. والجمعية الأمريكية للمناعة، وشركة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الرقم 5: تحليل الميتوكوندريا آخر من moDCs. (أ) تم الحصول على مستويات محتمل غشاء الميتوكوندريا (الأحمر CMXRos) في moDCs التي كتبها fتحليل cytometric منخفضة. وكان يتم تجميع البيانات من أربع تجارب مستقلة. يعني ± SEM (ب) تمثيل تخطيطي في الوقت الحقيقي التنفس الميتوكوندريا. تحليل التعرف الضوئي على الحروف بدءا من التنفس القاعدية وبعد إضافة أوليغوميسين (معقد الخامس تثبيط)، FCCP (أقصى التنفس الاستقراء)، وروتينون / أنتيمايسين إيه خليط (الإلكترون سلسلة النقل [ETC] تثبيط). يشتق SRC (القاعدية القصوى تطرح من التنفس الأقصى) الميتوكوندريا من منحنى التعرف الضوئي على الحروف. (C) دراسة الحركية التمثيلية للالميتوكوندريا التعرف الضوئي على الحروف (بمول / دقيقة) في مولد للتحمل (TOL والأخضر)، LPS-مولد للتحمل (L-TOL، أسود) ، غير ناضجة (IMM والأحمر) وناضجة (MAT، الأزرق) moDCs باستخدام بالإضافة متتابعة من أوليغوميسين (Olig)، FCCP، وروتينون / أنتيمايسين إيه (روت-AA). (D) OCR الكمي التنفس القاعدية من moDCs و( E) تجنيب قدرة الجهاز التنفسي من moDCs. وكان يتم تجميع البيانات من خمس تجارب مستقلة. يعني ± SEتم تعديل هذا الرقم م من J IMMUNOL 194 (11)، 5174-5186، دوى: 10.4049 / jimmunol.1303316 (1 يونيو 2015). مستنسخة ونشرها مع المؤلف إذن. حقوق الطبع والنشر عام 2015. والجمعية الأمريكية للمناعة، وشركة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: توصيف التمثيل الغذائي من moDCs. (أ) تمثيل تخطيطي في الوقت الحقيقي تحلل. يبدأ تحليل ECAR من ECAR القاعدية، التي حضنت الخلايا في وسائل الإعلام الحرة الجلوكوز تليها إضافة الجلوكوز (تحلل الاستقراء)، أوليغوميسين (الذي يدفع تحلل الخلية القصوى وتثبيط الخامس معقدة)، وأخيرا 2-ديوكسي-د جلوكوز(تثبيط تحلل). وتستمد معدل حال السكر (الحث تحلل تطرح للECAR القاعدية)، والقدرة على حال السكر (تحلل القصوى تطرح للECAR القاعدية)، واحتياطي حال السكر (تحلل القصوى طرح لتحريض تحلل) من منحنى ECAR. (ب) دراسة الحركية التمثيلية لليعتمد تحلل، ECAR (ميلا في الساعة / دقيقة) في مولد للتحمل (TOL والأخضر)، LPS-مولد للتحمل (L-TOL، أسود)، غير ناضجة (IMM والأحمر)، وتنضج (MAT، الأزرق) moDCs باستخدام بالإضافة متتابعة من الجلوكوز (Gluc)، أوليغوميسين (Olig)، و2-DG. البارات (C) تظهر مستويات ECAR القاعدية (D) معدل حال السكر (E) القدرة حال السكر، و (F) احتياطي حال السكر من moDCs. وكان يتم تجميع البيانات من ثلاث تجارب مستقلة؛ يعني 6 SEM. وقد تم تحليل فروق ذات دلالة إحصائية من قبل في اتجاه واحد أنوفا مع توكي مقارنة متعددة في مرحلة ما بعد الاختبار. تم تعديل هذا الرقم من J IMMUNOL 194 (11)، 5174-5186، دوى: 10.4049 / jimmunol.1303316 (1 يونيو 2015). مستنسخة ونشرها مع المؤلف إذن. حقوق الطبع والنشر عام 2015. والجمعية الأمريكية للمناعة، وشركة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
وتصف هذه الورقة طريقة لتوليد من وحيدات moDCs غير ناضجة، moDCs مولد للتحمل وmoDCs ناضجة. وتناقش الخطوات الهامة في هذا البروتوكول بالتفصيل في الفقرات التالية. من المهم أن نلاحظ أن يستخدم الدم المحيطي البشري كمادة أولية في هذا البروتوكول والاحتياطات العالمية للتعامل مع الدم البشري يجب أن تمارس. على الرغم من أنه من الممكن تقنيا لاشتقاق البلدان النامية من نخاع العظام في البشر 24، ويفضل في المختبر العاصمة التمايز من الخلايا الموجودة في الدم المحيطي نظرا لتوافر الدم المحيطي مقارنة نخاع العظام. بين الخلايا الموجودة في الدم المحيطي، المكونة للدم CD34 + الخلايا الجذعية وحيدات وتستخدم عادة للجيل في المختبر من البلدان النامية. CD34 + المكونة للدم والخلايا الجذعية هي تربيتها مع GM-CSF وTNF-α لاستخلاص CD1a + وCD14 + مجموعات فرعية يتم بعد ذلك فرقت أيضا إلى انجرهانزمثل الخلايا والخلايا الجذعية. على العكس من ذلك، وحيدات يتم تربيتها في GM-CSF و IL-4 لتوليد moDCs غير ناضجة. وتستخدم عدة بروتوكولات لإثراء حيدات من الدم المحيطي. على سبيل المثال، من خلال التمسك أطباق بلاستيكية، تصويل ومستلزمات عزل 25، 26 مزايا بروتوكول الانضمام هي الحد الأدنى تلف الخلايا وفعالة من حيث التكلفة ولكن الخلية نقاء يمكن المساس نسبيا؛ ومطلوب خطوة إضافية لفصل الخلايا لمزيد من التجارب. تصويل هو الاسلوب الذي يفصل الخلايا استنادا إلى حجم وكثافة. مزايا تصويل هي بقاء الخلية وحيدات يمكن استخدامها بسهولة لمزيد من التجارب. لكن هذه التقنية محدودة بسبب توافر elutriator وعدم القدرة على الفصل بين مجموعات مختلفة من الخلايا (خلايا تي وحيدات) مع المعلمات الترسيب مماثلة. تجاريا مجموعات العزلة المتاحة الاستفادة ميكروبيدات المغناطيسية لتحديد إما إيجابا أوسلبا تحديد السكان الوحيدات. متحيزة بعض البروتوكولات نحو العزلة الوحيدات باستخدام اختيار سلبية تبقى حيدات معزولة "تمس" (غير ملزمة علامات أو ميكروبيدات). في هذا البروتوكول، واستخدمت حبات CD14 على حيدات الإنسان مختارة إيجابية من PBMCs. CD14 يفتقر مجال حشوية وملزمة من الأجسام المضادة لCD14 لا يؤدي نقل الإشارة. وعلاوة على ذلك، فإن ميكروبيدات فصل من وحيدات بعد ثقافة، وبالتالي لا يعوق عملية التمايز. وبالإضافة إلى ذلك، يتم التعبير عن CD14 بقوة على معظم حيدات وضعيفة على العدلات وبعض الخلايا الجذعية الدم النخاعي، وبالتالي هذه الطريقة نتائج العزلة في أعلى نقاء خلية من أساليب أخرى 17.
يمكن التفريق بين حيدات الدم في البلدان النامية أو الضامة ومصير حيدات يعتمد إلى حد كبير على البيئة خلوى. في هذه الورقة، يتم إنشاؤها moDCs بإضافة عامل تحفيز مستعمرة الكريات البيضاء بلعم (GM-CSF) وانترلوكين 4 (IL-4) إلى حيدات الدم المحيطي الإنسان. مطلوب GM-CSF من أجل البقاء الوحيدات وIL-4 تمارس نشاط كابح بشكل خاص على التمايز بلعم. وبالإضافة إلى ذلك اندماجي من GM-SCSF وIL-4 إلى حيدات تسفر عن ارتفاع نسبة moDCs غير ناضج مقارنة خلوى فردي (27). وهناك غيرها من البروتوكولات التي تولد moDCs بإضافة عامل نخر الورم ألفا (TNF-α)، انترفيرون ألفا (IFN-α) وانترلوكين 13 (IL-13) إلى حيدات الدموية المحيطية 28، 29، 30. تم تحسين مزيج من GM-CSF و IL-4 في 1990s، والآن بروتوكول قبلت أن يولد البلدان النامية غير ناضجة بلاستيكية متباينة في moDCs مناعة أو مولد للتحمل والاستقطاب في TH1، TH2 أو Th17 moDCs تعزيز.
وتختلف moDCs غير ناضجة إلى moDCs مولد للتحمل بإضافة فيتامين D3 وديكساميثازون. هناك عدة بروتوكولات لتوليد البلدان النامية مولد للتحمل على سبيل المثال، عن طريقعامل كابا النووي B (NF-كيلوبايت) تثبيط، وتفعيل بيتا كاتينين، فيتامين D3، ديكساميثازون وRapamycin 31، 32، 33، 34، 35، 9، 36، 37. على الرغم من أن تم الإبلاغ عن كل من فيتامين D3 وديكساميثازون وحده لإحداث تأثير مولد للتحمل في البلدان النامية، ومزيج من فيتامين D3 ونتيجة ديكساميثازون في قمع أكبر من alloproliferation مما كانت عليه عندما تستخدم المخدرات الفردية. لذلك، تم تعديل بروتوكول القائمة لتوليد مولد للتحمل البلدان النامية لمزيج من فيتامين D3 وديكساميثازون. ويجري حاليا قبول هذا الأسلوب نموذجا للبلدان النامية مولد للتحمل الإنسان مع فائدة علاجية. ومن المهم أيضا أن نلاحظ أن فيتامين D3 وديكساميثازون تشكيلها لديها الصلاحية القصيرة.
في هذا البروتوكول، وأضيف عديدات سكر شحمية (LPS) بوصفها النضج محفز العاصمة. ويمكن أيضا أن يتسبب moDCs غير ناضجة لإنضاج باستخدام كوكتيل الموالية للالتهابات:(TNF-α)، انترلوكين 1 بيتا (IL-1β)، انترلوكين 6 (IL-6) وE2 البروستاجلاندين) أو السيتوكينات الموالية للالتهابات (TNF-α والانترفيرون غاما (IFN-Γ)). كوكتيل الموالية للالتهابات يولد moDCs ناضجة مع وظائف عالية شارك في تنشيطية والمهاجرة كنها تنتج مستويات منخفضة نسبيا من IL-12 38. TNF-α أو الإنترفيرون Γ وحدها ليست قادرة على حمل النمط الظاهري شجيري مستقر 39. LPS يحفز تول مثل مستقبلات 4 (TLR4)، يتوسط تفعيل NF-كيلوبايت و mitogen تفعيلها تحركات البروتينات (MAPKs) للحث على العاصمة النضج. DC نضوج الناجمة عن LPS ويظهر في التنظيم يصل من العاصمة علامات النضج (CD83، CD86، HLA-DR) وأدى أيضا إلى إنتاج IL-12p70. وبالإضافة إلى ذلك، هذه الخطوة يمكن زيادة تعديل لإقران LPS مع منبهات TLR3 لإنتاج البلدان النامية ناضجة لقاحات السرطان السريرية. في هذه الورقة، وتظهر البلدان النامية مولد للتحمل لتكون مقاومة للنضوج على العلاج LPS. هذه شبه ناضجة مثل البلدان النامية ليست المناعية ولا releaحد ذاته السيتوكينات الموالية للالتهابات 40.
القيود المفروضة على هذا البروتوكول تكمن في عملية التمايز. وتستغرق العملية 8 أيام من يوم 0 إلى يوم 7 الأمر الذي يشكل صعوبة لتكييفها إلى تحليل إنتاجية عالية. مطلوب تعديل في بروتوكول لتقصير عملية التمايز بعد تسفر عن أعداد كبيرة من البلدان النامية قابلة للحياة في ولايات مختلفة. ثانيا، يتم إنشاء البلدان النامية عن طريق إضافة السيتوكينات في هذا البروتوكول وهذه السيتوكينات لا حفاظ على تعداد سكان العاصمة لفترة طويلة من الزمن. وعلاوة على ذلك، يتم استخدام السيتوكينات في تركيزات أعلى بكثير مما كانت عليه في الجسم الحي، ويمكن أن تؤدي إلى تطوير متحيزة من الممرات التي ليست متطابقة من الناحية الفسيولوجية للفي الجسم الحي البلدان النامية. على سبيل المثال في الثقافات المختبر السلائف العاصمة وقد ثبت للرد على GM-CSF، وهي ليست خلوى أساسيا للتمايز العاصمة الطبيعي في الجسم الحي 41. ومع ذلك، يمكن تحفيز خلوى أن يكون وسيلة مفيدة لجينمعدل أعداد كبيرة من العاصمة في المختبر لإجراء التجارب. القدرة على إخضاع هذه الخلايا المتولدة من هذا البروتوكول إلى تحليلات أخرى مثل تلطيخ المناعي، التدفق الخلوي، ألو دراسات التفاعل ودراسات التمثيل الغذائي يزيد من فائدة هذا الأسلوب. هذه البلدان النامية في المختبر بمثابة نموذج جيد لتحسين المعرفة للتنمية العاصمة، والنضج وتقديم المستضد والتي من الصعب سابقا للقيام مع أرقام نادرة في الجسم الحي البلدان النامية.
قدرة البلدان النامية "لتنظيم الحصانة المناعية مقابل التسامح يجعلهم المرشحين جاذبية في علاجات ضد السرطان وأمراض المناعة الذاتية 42، 43، 44، 45. البلدان النامية مناعة ولدت في هذا البروتوكول يمكن استخدامها لتحسين فعالية التطعيم ضد الأمراض المعدية والأورام. بينما البلدان النامية مولد للتحمل يمكن أن تستخدم للسيطرة على استجابات الخلايا غير المرغوب فيها T ومنع الرفض بعد الزرع. ومعقدالتوازن بين الحصانة والتسامح يعتمد بشكل كبير على الوضع التمايز العاصمة. العاصمة التمايز هو برنامج الخلوي المنسق الذي تحكمه مسارات الإشارات المتعددة ومصير الأيض. الدول التمايز مختلفة من العاصمة تختلف في احتياجات الطاقة البيولوجية والحيوي. على سبيل المثال، البلدان النامية تنشيط تتطلب التعديلات التمثيل الغذائي أكثر حيوية مهمة من أجل البقاء والهجرة بالمقارنة مع البلدان النامية في يستريح الدولة. ومن المهم أن نلاحظ معروفة أن فيتامين D3، ديكساميثازون وrapamycin لقدرتها على حث البلدان النامية مولد للتحمل، وقد وصفت للتأثير على التمثيل الغذائي العاصمة. في هذه الورقة، وتميزت عملية الأيض نشطة من moDCs من الدول التمايز مختلفة باستخدام تحليل تدفق الخلية وعرضت moDCs مولد للتحمل أعلى نضوج التمثيل الغذائي اللدونة وLPS يسببها نقص هذا اللدونة. الأيض الابتنائية يدعم البلدان النامية النضج بينما التأثيرات الأيض تقويضي مولد للتحمل DC يعمل 46. في البلدان الناميةولدت من هذا البروتوكول يمكن استخدامها لتقييم ما إذا كان تغيير الدولة الأيضية من البلدان النامية الاستمرار على مفتاح لتعديل الحصانة والتسامح في العلاجات. في الختام، قدمنا بروتوكول للجيل غير ناضجة، مولد للتحمل وmoDCs ناضجة حاسمة لدراسة وظائف immunoregulatory البلدان النامية ".
Open access fees for this article were provided by, Agilent Technologies.
وأيد هذا العمل من قبل وكالة للعلوم والتكنولوجيا ورسرش الأساسية التمويل (لJEC).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Ficoll | GE Healthcare | 17-1440-03 | PBMC isolation |
Syringe | Becton, Dickinson | 302832 | PBMC isolation |
1.5 ml centrifuge tube | Axygen | MCT-150-C | PBMC isolation |
15 ml falcon tube | Falcon | 352096 | PBMC isolation |
50 ml falcon tube | Falcon | 352070 | PBMC isolation |
Centrifuge | Eppendorf | 5810R | PBMC isolation |
0.2 µm filter | Sartorius stedim biotech | 17597 | PBMC isolation |
MACs kit | Miltenyi biotec | 130-042-201 | Monocyte enrichment |
MiniMACS Separator | Miltenyi biotec | 130-042-102 | Monocyte enrichment |
Cell culture grade water | Invitrogen, Life Technologies | Cell culture | |
RPMI | Gibco, Life Technologies | 11875-093 | Cell culture |
FBS | Hyclone | SH30070103 | Cell culture |
Penicillin-streptomycin | Gibco, Life Technologies | 15140 | Cell culture |
Phosphate Buffered Saline | Gibco, Life Technologies | 10010-031 | Cell culture |
NEAA | Gibco, Life Technologies | 11140-040 | Cell culture |
EDTA | Gibco, Life Technologies | 15575 | Cell culture |
HEPES | Gibco, Life Technologies | 15630-080 | Cell culture |
Sodium Pyruvate | Gibco, Life Technologies | 11360-070 | Cell culture |
GM-CSF | Miltenyi biotec | 130-093-868 | Cell culture |
IL-4 | Miltenyi biotec | 130-093-924 | Cell culture |
Vitamin D3 | Sigma | D1530 | Cell culture |
Dexamethasone | Sigma | D2915 | Cell culture |
LPS | Sigma | l2755 | Cell culture |
trypan blue | Gibco, Life Technologies | 15250-061 | Cell culture |
PerCP-conjugated HLADR | BioLegend | 307628 | Cytometry |
PE-conjugated CD80 | BD Biosciences | 557227 | Cytometry |
PE-conjugated CD83 | BD Biosciences | 556855 | Cytometry |
PE-conjugated CD86 | BD Biosciences | 555665 | Cytometry |
APC-conjugated CD11c | BD Biosciences | 340544 | Cytometry |
PE-conjugated CD14 | Miltenyi biotec | 130-091-242 | Cytometry |
PE-conjugated BDCA3 | Miltenyi biotec | 130-090-514 | Cytometry |
APC-conjugated ILT3 | eBioscience | 12-5139-73 | Cytometry |
Isotype matched PerCP- conjugated Mab | BioLegend | 400250 | Cytometry |
Isotype matched PE- conjugated Mab | Miltenyi biotec | 130-091-835 | Cytometry |
Isotype matched APC- conjugated Mab | Miltenyi biotec | 130-091-836 | Cytometry |
BD LSR II Flow Cytometer | BD Pharmingen | BD LSR II | Cytometry |
cytofix/cytoperm | BD Biosciences | 554714 | Cytometry |
APC/CY7-conjugated CD25 | BD pharmingen | 557753 | Cytometry |
PE/CY7-conjugated CD4 | Biolegend | 300512 | Cytometry |
PerCP-conjugated CD3 | Biolegend | 300428 | Cytometry |
EasySep Human CD4+ T cell enrichment kit | STEMCELL Technologies | 19052 | Alloreaction study |
EasySep magnet | STEMCELL Technologies | 18000 | Alloreaction study |
Cell Trace CFSE cell proliferation kit | Molecular probes | C34554 | Alloreaction study |
HBSS | Gibco, Life Technologies | 14025092 | Alloreaction study |
Alexa Fluor 647-conjugated FoxP3 | BD Biosciences | 560889 | |
Milliplex MAP Human Cytokine/Chemokine magnetic bead panel | Millipore | HCYTOMAG-60K | Cytokine analysis |
5 ml Polystyrene tube | Falcon | 352058 | Cytokine analysis |
Luminex Sheath Fluid | Millipore | SHEATHFLUID | Cytokine analysis |
FLEXMAP 3D system with xPONENT software | Luminex Corporation | FLEXMAP 3D | Cytokine analysis |
MitoTracker Red CMXRos | Cell Signalling | 9082 | Mitochondrial activity |
DMSO | Sigma Aldrich | D2650 | Mitochondrial activity |
XF Assay Medium (OCR) | Seahorse Bioscience | 102352-000 | Metabolic adaptation |
Glucose | Sigma Aldrich | G8769 | Metabolic adaptation |
XF Base Medium (ECAR) | Seahorse Bioscience | 102353-100 | Metabolic adaptation |
L-glutamine | Gibco, Life Technologies | 25030-081 | Metabolic adaptation |
Calibrant | Seahorse Bioscience | 100840-000 | Metabolic adaptation |
XF Cell Mito Stress kit | Seahorse Bioscience | 103015-100 | Metabolic adaptation |
XF Glycolysis Stress kit | Seahorse Bioscience | 103020-100 | Metabolic adaptation |
Seahorse | Seahorse Bioscience | XFe96 | Metabolic adaptation |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved