A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
* These authors contributed equally
نقدم اثنين من بروتوكولات تلطيخ مختلفة للكشف عن NKG2D ligand (NKG2DL) في عينات سرطان الدم النخاعي الحاد الأولي البشري (AML). ويستند النهج الأول على بروتين الانصهار، وقادرة على التعرف على جميع ligands المعروفة والتي يحتمل أن تكون غير معروفة حتى الآن، في حين أن البروتوكول الثاني يعتمد على إضافة الأجسام المضادة المضادة متعددة NKG2DL.
داخل نفس المريض ، تبين أن غياب التعبير السطحي NKG2D ligands (NKG2DL) يميز السكان الفرعيين لللوكيميا مع خصائص الخلايا الجذعية (ما يسمى بالخلايا الجذعية اللوكيمية ، LSCs) من الخلايا اللوكيمية النظيرة الأكثر تميزا التي تفتقر إلى إمكانية بدء المرض على الرغم من أنها تحمل طفرات جينية محددة مماثلة لسرطان الدم. NKG2DL هي كيميائيا عالية التنوع MHC فئة أنا مثل الجزيئات الذاتية. الخلايا السليمة في ظروف الهوساتيكي عموما لا تعبر NKG2DL على سطح الخلية. بدلا من ذلك ، يتم حث التعبير عن هذه الليجاند عند التعرض للإجهاد الخلوي (على سبيل المثال ، التحول أو المحفزات المعدية) لتحفيز القضاء على الخلايا التالفة عن طريق التحلل من خلال الخلايا المناعية المعبرة عن مستقبلات NKG2D مثل خلايا القاتل الطبيعي (NK). ومن المثير للاهتمام، يتم قمع التعبير السطحي NKG2DL بشكل انتقائي في الخلايا الفرعية LSC، مما يسمح لهذه الخلايا للتهرب من المراقبة المناعية بوساطة NKG2D. هنا، نقدم تحليلا جنبا إلى جنب لطريقتين مختلفتين لقياس التدفق الخلوي تسمح بالتحقيق في التعبير السطحي NKG2DL على الخلايا السرطانية، أي طريقة تنطوي على التعرف على عموم ليغاند وطريقة تنطوي على تلطيخ مع الأجسام المضادة متعددة ضد ليغاندس واحد. ويمكن استخدام هذه الأساليب لفصل NKG2DL قابلة للحياة السلبية الخلايا الفرعية مع خصائص الخلايا الجذعية السرطان المفترض من NKG2DL إيجابية غير LSC.
خلايا NK هي من المحفزات الهامة للجهاز المناعي الفطري الذي يمكنه التعرف على الخلايا الخبيثة أو الخلايا السليمة المجهدة والقضاء عليها (على سبيل المثال ، عن طريق العدوى الفيروسية) دون تحفيز مستضد سابق1. يتم تنظيم هذه العملية بإحكام من خلال ذخيرة معقدة من مستقبلات تنشيط — مثل مستقبلات السمية الخلوية الطبيعية (NCRs), NKG2D و CD16 — والمستقبلات المثبطة التي يتم تمثيلها إلى حد كبير من قبل مستقبلات قاتلة مثل الغلوبولين المناعي (KIRs)2. ربط KIRs لمضاد الكريات البيض البشري (HLA) جزيئات الفئة الأولى على الخلايا الجسدية يضمن الاعتراف الذاتي وينقل التسامح NK الخلية. من ناحية أخرى، فإن غياب الاعتراف الذاتي وزيادة ربط تنشيط المستقبلات إلى ليغاندس على الخلايا المستهدفة يؤدي إلى إطلاق حبيبات سامة للخلايا مما يؤدي إلى السمية الخلوية بوساطة الخلية NK1. وأخيرا، يمكن للخلايا NK ممارسة السمية الخلوية تعتمد على الأجسام المضادة (ADCC) عن طريق ربط CD16 مستقبلات تنشيط لأهداف التعبير عن الجزء Fc من Ig (FcR)2. وبصرف النظر عن السمية الخلوية المباشرة، يمكن أن تؤدي خلايا NK أيضا إلى إطلاق السيتوكين الذي يسد الفطرية مع الجهاز المناعي التكيفي3.
NKG2D هو مستقبلات تنشيط رئيسية أعرب عنها على NK, NKT, γδ T, والسذاجة CD8 + T الخلايا4 التي تمكن هذه الخلايا المناعية السامة للخلايا للتعرف على وlyse NKG2D ligand (NKG2DL) التعبير عن الخلايا المستهدفة. الخلايا السليمة عادة لا تعبر عن NKG2DL. بدلا من ذلك ، يتم تنظيم التعبير NKG2DL على الخلايا الخبيثة أو المصابة بالفيروس لجعل هذه قابلة للتطهير المناعي5.
عائلة NKG2DL البشرية تضم ثمانية جزيئات معروفة من بينها اثنين من الجزيئات MHC I ذات الصلة بالسلسلة A و B (MICA و MICB6)والبروتينات المرتبطة بالفيروس المضخم للخلايا UL16 1-6 (ULBP1-67). وينظم التعبير عن NKG2DL على النسخ، ما بعد النسخ وكذلك مستويات ما بعد الترجمة8. على هذا النحو، في حين أن التعبير NKG2DL عادة لا يمكن الكشف عنها على سطح الخلايا السليمة، تم الإبلاغ NKG2DL ميرنا9 والتعبير البروتين داخل الخلايا في الأنسجة السليمة. ولا يزال يتعين تحديد الصلة الوظيفية لهذا التعبير والآليات الكامنة وراء أنماط التعبير غير المتكررةهذه 10.
التنظيم الآلي للتعبير NKG2DL في الخلايا السرطانية هو مجال رائع للتحقيق. المسارات المعروفة أن تشارك في الإجهاد الخلوي، على سبيل المثال، مسار الإجهاد الصدمة الحرارية9،أو المسارات المرتبطة تلف الحمض النووي، مثل تترنح telangiectasia تحور (أجهزة الصراف الآلي) وRad3 ذات الصلة (ATR) المسار11،فضلا عن العدوى الفيروسية أو البكتيرية وقد تم ربط مباشرة إلى تحريض التعبير NKG2DL12. ومع ذلك ، حتى لو تم التعبير السطحي عن NKG2DL بشكل فعال ، يمكن فقدان هذا التعبير مرة أخرى من خلال سفك البروتيوليك بوساطة ، وهي آلية مرتبطة بالهروب المناعي والتشخيص السريري الضعيف في بعض أنواع السرطان13.
قد يؤدي غياب سطح الخلية NKG2DL أيضا أدوارا مهمة في المرضى الذين يعانون من مكافحة غسل الأموال. هنا، غالبا ما يحفز العلاج بالعلاج الكيميائي المكثف مغفرة، ولكن الانتكاس غالبا ما يحدث من الخلايا الجذعية اللوكيمية (LSC)، التي تنجو بشكل انتقائي من العلاج الكيميائي وتهرب من الاستجابة المناعية. كما أظهرنا مؤخرا، LSCs، على سبيل المثال، الهروب تحلل الخلية NK عن طريق قمع التعبير سطح NKG2DL14.
عكسيا، يمكن استخدام غياب التعبير NKG2DL السطح كوسيلة لتحديد وعزل السكان الفرعيين المفترضة مثل الجذعية من الخلايا من الخلايا الفرعية اللوكيميا النظير السائبة. هنا، نقدم نهجين تدفق القياسات الخلوية التي يمكن استخدامها للكشف عن التعبير سطح NKG2DL وبالتالي تحديد الخلايا الجذعية السلبية NKG2DL في سرطان الدم وربما أيضا في أنواع السرطان الأخرى: طريقة للتعرف على سطح عموم ليغاند وطريقة تنطوي على تلطيخ مع الأجسام المضادة واحد أو مجمعة التعرف على البروتينات NKG2DL الفردية المعروفة.
وتم جمع عينات المرضى بعد موافقة مجلس استعراض الأخلاقيات في مستشفيي بازل وتوبينغن الجامعيين.
1. البيوتينيليشن من بروتين الانصهار NKG2D
ملاحظة: يتم تنفيذ هذه الخطوة مع مجموعة البيوتينيليشن (انظر جدول المواد)وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. يجب تنفيذ هذه الخطوة من البروتوكول على الأقل 24 ساعة قبل تلطيخ. يجب تخزين بروتين الاندماج NKG2D البيوتيني في -20 درجة مئوية.
2. ذوبان الخلايا الأساسية AML
ملاحظة: تم إذابة ما يقرب من 5,000,000 خلية لوكيمية مجمدة لكل مريض مخزنة في النيتروجين السائل ثم استخدمت للمقاايسات على الفور. تم الحصول على خلايا اللوكيميا وتجميدها كما سبق وصفها15. باختصار، تمت معالجة عينات الدم المحيطية التي تم جمعها من المرضى الذين يعانون من مكافحة غسل الأموال والنسب المئوية العالية لخلايا الانفجار (>90٪ من الانفجارات بين الخلايا أحادية النووية) بفصل تدرج الكثافة للحصول على خلايا أحادية النووية وتم تجميدها بعد ذلك في مصل عجل الجنين (FCS) الذي يحتوي على محلول كبريتيد ثنائي ميثيل (DMSO) بنسبة 10٪). تباينت أعداد الخلايا بشكل كبير بين المرضى الذين ي اعتمادهم على تركيز الكريات البيض في المريض (النطاق: 1,000,000 إلى 30,000,000 خلية لوكيميا لكل مل من الدم).
3. عد الخلايا
4. تلطيخ خلايا AML الأولية باستخدام بروتين الاندماج NKG2D البيوتينية
5. تلطيخ واحد أو مجمعة واحدة المضادة NKG2DL الأجسام المضادة
6. الحصول على البيانات
ملاحظة: تأكد من أن ضوابط الجودة الأسبوعية من تدفق الخلايا يتم تنفيذها لضمان أن أشعة الليزر تعمل بشكل صحيح. للبروتوكول المعروض هنا، يتم تنفيذ عملية السيتومتر والتتبع الأسبوعية (CTS) مع الخرز النسبي للتحقق من أداء الليزر على جميع القنوات. بعد CTS، يتم تسجيل 10,000 الأحداث باستخدام الخرز 8 الذروة كعنصر تحكم داخلي. يجب أن تكون جميع القمم في نفس الوضع داخل بواباتها ومنفصلة بشكل جيد عن بعضها البعض.
يسمح كلا البروتوكولين المعروضين هنا بإثراء AML LSC من خلال التحليلات الخلوية التدفقية باستخدام CD34 ، وهي علامة معروفة ل LSC17، بالاقتران مع التعبير السطحي NKG2DL إما باستخدام التعرف على عموم ليغاند أو تلطيخ مع الأجسام المضادة المجمعة ضد الليجاندات الفردية. في الشكل 1،...
هنا نقدم طريقتين تدفق القياسات الخلوية التي يمكن الكشف عن التعبير سطح NKG2DL على خلايا AML الأساسية البشرية. ونبين أن كلا من طرق الكشف يمكن استخدامها جنبا إلى جنب مع تلطيخ الأجسام المضادة الأخرى (على سبيل المثال، الكشف عن التعبير CD34). كما يمكن إجراء تلطيخات مماثلة على أنواع الخلايا الأساسية ال?...
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
تم دعم هذه الدراسة من خلال منح من المؤسسة الوطنية السويسرية للعلوم (179239) ومؤسسة مكافحة السرطان (Zuerich) ومؤسسة فيلهلم ساندر إلى CL (2019.042.1) ومؤسسة نوفارتيس للأبحاث الطبية والبيولوجية إلى C.L. وعلاوة على ذلك، تلقى هذا المشروع تمويلا من برنامج الاتحاد الأوروبي للأبحاث والابتكار في أفق 2020 بموجب اتفاق منحة ماري سكلودوسكا كوري رقم 765104. نشكر مرفق قياس التدفق الخلوي في بازل على الدعم.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
7-amminoactinomycin D (7-AAD) | Invitrogen | A1310 | Viability dye |
96 well plate U bottom | Sarstedt | 833925500 | 96 Well plate for our Flow cytometer |
APC Mouse Anti-Human cd34 | BD | 555824 | Antibody detecting CD34 RRID: AB_398614 |
Bovine Serum Albumin | PanReac AppliChem | A1391,0050 | Component of the staining buffer |
Ethylenediaminetetraacetic acid | Roth | 8043.1 | Component of the staining buffer |
Fetal Calf Serum (FCS) | BioConcept | 2-01F10-I | Component of the supplemented RPMI medium |
FlowJo 10.2 | BD | / | Software enabling data analysis for flow cytometry experiment |
Goat- anti-Rabbit IgG (H+L) Alexa Fluor 488 | Thermo Scientific | A21222 | Secondary antibody detecting the primary antibodies for MICA and MICB RRID: AB_1037853 |
Human NKG2D Fc Chimera Protein, CF | R&D | 1299-NK-050 | Fusion Protein detecting all NKG2DLs RRID: |
Human ULBP-1 Antibody | R&D | AF1380 | Antibody detecting ULBP1 RRID: AB_354765 |
Human ULBP-2/5/6 Antibody | R&D | AF1298 | Antibody detecting ULBP2/5/6 RRID: AB_354725 |
Human ULBP-3 Antibody | R&D | AF1517 | Antibody detecting ULBP3 RRID: AB_354835 |
MICA Polyclonal Antibody | Thermo Scientific | PA5-35346 | Antibody detecting MICA RRID: AB_2552656 |
MICB Polyclonal Antibody | Thermo Scientific | PA5-66698 | Antibody detecting MICB RRID: AB_2663413 |
One-step Antibody Biotinylation Kit 1 strip, for 8 reactions | Miltenyibiotec | 130-093-385 | Biotinylation kit for the NKG2DL fusion protein |
Phosphate Buffered Saline | Sigma Aldrich | D8537-500ML | Component of the staining buffer |
Rabbit anti-Goat IgG (H+L) Alexa Fluor 488 | Thermo Scientific | A11034 | Secondary antibody detecting the primary antibodies for the ULBPs RRID: AB_2576217 |
Rainbow Calibration Particles (8-peaks) 3.0 um | Spherotech Inc. | RCP-30-20A | Beads used for flow cytometry device maintainance |
RPMI medium | Sigma Aldrich | R8758-500ML | Cell culture medium |
RayBright Universal Compensation Beads | Raybiotech | 137-00013-100 | Beads used to create the compensation matrix |
Streptavidin, R-Phycoerythrin Conjugate (SAPE) - 1 mg/mL | Invitrogen | S866 | Seondary step for the biotinylated NKG2DL fusion protein detection |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved