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Infektion von Mäusen mit einem Adenovirus, welches das wesentliche humane Autoantigen Cytochrom P450 2D6 (hCYP2D6) durch Seren von Patienten mit Typ-2-Autoimmun-Hepatitis führt zu einer persistierenden Form der Autoimmun-vermittelten Lebererkrankung, die durch umfangreiche Hepatitis, Fibrose und Erzeugung eines CYP2D6 gekennzeichnet anerkannt -spezifische Immunantwort.
Autoimmun-Hepatitis ist eine seltene, aber lebensbedrohliche Autoimmunerkrankung der Leber unbekannter Ätiologie 1,2. In der Vergangenheit viele Versuche unternommen worden, es, ein Tiermodell, die die Eigenschaften der humanen Erkrankung 3-5 spiegelt zu erzeugen. Allerdings in verschiedenen Modellen die Induktion der Erkrankung war sehr komplex und oft nur vorübergehend war, Hepatitis 3-5. Deshalb haben wir einen einfachen Maus-Modell, das die wesentlichen menschlichen Autoantigen verwendet bei Typ-2 Autoimmunhepatitis (AIH-2), nämlich hCYP2D6, als Auslöser 6 entwickelt. Typ-1-Leber-Niere-Mikrosomen-Antikörper (LKM-1) Antikörper, die hCYP2D6 sind das Markenzeichen der AIH-2 7,8. Lieferung von hCYP2D6 in Wildtyp FVB oder C57BL / 6 Mäusen wurde von einem Adenovirus Konstrukt (Ad-2D6), die einer direkten Lieferung des auslösenden Antigens an der Leber sorgt. Somit erzeugt die daraus resultierende lokale Entzündung ein fruchtbares Feld 9 für die spätere Entwicklung von Autoimmunität. A combination von intravenöser und intraperitonealer Injektion von Ad-2D6 ist der effektivste Weg, um eine lang anhaltende autoimmunen Schädigungen der Leber (Abschnitt 1) zu induzieren. Hier bieten wir Ihnen ein ausführliches Protokoll, wie autoimmunen Lebererkrankungen wird in der CYP2D6-Modell induziert und wie die verschiedenen Aspekte von Leberschäden beurteilt werden kann. Zunächst werden die Serumspiegel von Markierungen, die Hepatozyten-Zerstörung, wie Aminotransferasen, sowie die Titer von Antikörpern durch hCYP2D6 Blutentnahme retroorbitaly (Abschnitt 2) bestimmt. Zweitens wird die hCYP2D6-spezifischen T-Zell-Antwort durch das Sammeln von Lymphozyten aus der Milz und der Leber dadurch gekennzeichnet. Um reines Leber-Lymphozyten zu erhalten, werden die Lebern von PBS über die Pfortader (Abschnitt 3), in Kollagen verdaut und gereinigt über einen Percoll-Gradienten (Abschnitt 4) perfundiert. Die Häufigkeit der hCYP2D6-spezifischen T-Zellen wird durch Stimulation mit hCYP2D6 Peptide und Identifizierung von IFN-produzierenden Zellen mittels Durchflusszytometrie (Abschnitt 5) analysiert. Drittenszelluläre Infiltration und Fibrose wird durch Immunhistochemie von Leber-Abschnitte (Abschnitt 6) bestimmt. Eine solche Analyse Regime muss zu mehreren Zeitpunkten nach Beginn der Erkrankung durchgeführt werden, um die chronische Natur des Modells zu beweisen. Die Größe der Immunantwort durch die Frequenz und Aktivität von hCYP2D6-spezifischen T-und / oder B-Zellen und dem Grad der Leberschädigung und Fibrose dadurch gekennzeichnet haben, um für eine spätere Auswertung der möglichen Behandlungen zu verhindern, verzögern oder aufheben Autodestruktiven beurteilt werden Verfahren nach der Leber.
1. Die intravenöse Injektion von Ad-2D6 in ophthalmologische Sinus
Alternativ kann die intravenöse Injektion über die Schwanzvene ausgeführt werden. Allerdings ist Injektion über die ophthalmischen Sinus wesentlich leichter durchzuführen und minimiert den Verlust von Virus-Lösung. Es hat sich gezeigt, dass diese beiden Techniken, mit denen auswechselbar und dass beide Routen sind ebenso wirksame 10 unterzogen.
Infizierte Mäuse sind für unerwünschte Wirkungen und offensichtliche Anzeichen von Leiden und Schmerzen, wie Appetitlosigkeit, Gewichtsverlust, Verlust der Mobilität, der Nichteinhaltung von Bräutigam, raue Fell überwacht, gebeugtAussehen, als auch Lecken, Beißen, Kratzen, Schütteln oder einen bestimmten Bereich (dh der Injektionsstelle). Obwohl die Mäuse eine massive Schädigung der Leber in der CYP2D6-Modell zeigt, scheinen die Mäuse gesund und zeigen keine Anzeichen von Leiden, Schmerzen oder Stress. Dennoch sind Indikatoren für die schweren Leberversagen, wie Serum-Aminotransferase-Werte auf einer regelmäßigen Basis ermittelt oder sind Teil der durchgeführten Experimente. Serum-Aminotransferase-Spiegel von> 1000 U / l sollte nur als direkte Folge der Virusinfektion auftreten, aber nicht chronisch. Wenn die Serum-Aminotransferase-Spiegel dauerhaft sind oberhalb von 1000 U / l (Grenzwert Strenge) die Mäuse getötet.
2. Maus Auge Blutungen
Alternativ kann Blutentnahme über die Schwanzvene oder über die temporalis superficialis Ader 11 getan werden.
3. Maus Leberperfusion
Anmerkung: Dieser Schritt ist wichtig, um eine Kontamination der isolierten Leber-Lymphozyten durch Blut-Lymphozyten zu vermeiden
4. Isolierung von Leber-Lymphozyten
5. Intrazelluläre Zytokin-Färbung (ICCS)
5,1 Stimulation:
5.2. Färbung:
6. Immunhistochemie
6.1. H & E-Färbung für die Erfassung der allgemeinen Leber-Pathologie:
6.2. Immunhistochemie für Kollagen I Ablagerung:
7. Repräsentative Ergebnisse
Infektion von Mäusen mit Ad-2D6 induzierte zwei unterschiedliche Stadien der Leberschädigung. In den ersten Tagen nach der Infektion, verursacht Virusinfektion der Leber einen akuten Anstieg des Serum-Aminotransferase-Spiegel, ein Indikator für Hepatozyten Tod 6. Diese erste, akute Stadium tritt unabhängig von der Expression von hCYP2D6 und kann auch nach der Infektion mit einem leeren Virus Control (Ad-Control) oder einem Virus, das grün fluoreszierendes Protein (Ad-GFP) beobachtet werden. Im Gegensatz dazu ist die zweite Stufe Autoimmun-vermittelte und abhängig von der Expression des stimulierende Molekül hCYP2D6. Diese Autoimmun-Bühne tritt innerhalb von 2-4 Wochen nach der Infektion und dauert mehrere Monate 6.
Abbildung 1. Die CYP2D6-Modell. FVB Wildtyp oder C57BL / 6 Mäuse sind mit zwei Dosen von Ad-2D6 (intravenös und intraperitoneal) injiziert. In einer Zeit von Interesse die Leber und das Serum gesammelt und beurteilt auf Leberschäden und Bildung von hCYP2D6-spezifische Antikörper und T-Zellen.
Die folgenden Features sind charakteristisch für die anhaltende Entwicklung von Autoimmun-Hepatitis nach Ad-2D6-Infektion von Wildtyp FVB oder C57BL / 6 Mäusen in der CYP2D6-Modell: Erstens zeigt die Leber eine aberrant geändert Morphologie. Vor allem die Leberlappen verschmolzen sind, erscheinen hyperplastischen Knötchen verstreut über die gesamte Leber und ein massiver Kapselfibrose ist sichtbar (Abbildung 2).
Abbildung 2. Lebermorphologie. Typische Ad-2D6-induzierten Leberschäden wie in Woche 4 nach der Infektion nachgewiesen. Beachte bitte, dass die einzelnen Leberlappen fusioniert sind (Pfeilspitzen). Hyperplastischen Knötchen über die gesamte Leber (Pfeile) verstreut. Infektion mit einem Kontroll-Adenovirus nicht exprimieren hCYP2D6 hat keine Wirkung auf die Leber Morphologie.
Zweitens, umfassende und anhaltende zelluläre Infiltrationen erscheinen in den peri-Portal und Regionen Parenchym der Leber von Ad-2D6-infizierten, aber nicht Ad-Control-infizierten Mäusen (Abbildung 3A). Fibrose entwickelt sich überwiegend im subkapsulären Region mit einigen hervorstehenden Kollagenbündel in das Parenchym (Abb. 3b).
Abbildung 3. Leberhistologie A:. H & E Färbung von Lebergewebe Abschnitt des FVB Mäuse entweder mit Ad-Control oder Ad-2D6 in Woche 4 nach der Infektion infiziert. Beachten Sie, dass signifikante Infiltration von mononukleären Zellen nur im Ad-2D6 infizierten Mäusen sind (einzelne Pfeile). Dreifach-Pfeile zeigen größere zelluläre Infiltrationen im Leberparenchym Brückenschlag zwischen benachbarten portale Fibrose. B: Immunhistochemische Darstellung von Leberfibrose in Woche 4 nach der Infektion mit Ad-2D6 oder Ad-Kontrolle. Die Leber Abschnitten wurden für Kollagen mit einem anti-Kollagen I-Antikörper gefärbt. Beachten Sie die vielfachen Schicht aus Kollagen Vorschrift im Sinne von der Leber Kapsel (Dreifach-Pfeile) mit einigen Bündeln vorstehenden in das Parenchym (einfache Pfeile) und das Vorhandensein von großen Clustern von infiltrierenden Zellen (Pfeilspitzen). Zwei repräsentative Leber Abschnitte sind für jede Bedingung angezeigt. Bars Größe: 100 um.
Ein drittes Merkmal ist die Erzeugung von hohe Titer von Anti-CYP2D6 Antikörper, die eine ähnliche Epitop-Spezifität für die menschliche LKM-1-Antikörper 6,13 haben. Zuletzt, hCYP2D6-spezifischen CD4-und CD8 T-Zellen werden in erster Linie, dass die Heimat der Leber erzeugt. Solche hCYP2D6-spezifische T-Zellen kann durch Stimulation mit immunodomi nachgewiesen werdennant hCYP2D6 Peptide und anschließende Messung der IFN Expression durch eine intrazelluläre Zytokin-Färbung (ICCS) (Abbildung 4). hCYP2D6-spezifischen CD8 T-Zellen töten Ad-2D6-infizierten Zielzellen in vivo 12.
Abbildung 4. hCYP2D6-spezifische T-Zellen. Die durchflusszytometrische Analyse der hCYP2D6-spezifische T-Zellen. Leber-Lymphozyten wurden in Woche 4 nach Ad-2D6-Infektion isoliert worden und wurden entweder mit den immundominanten CD4-oder CD8-Epitop hCYP2D6 über Nacht stimuliert. Erzeugung von IFN &ggr; wurde durch intrazelluläre Zytokinfärbung erkannt und mittels Durchflusszytometrie analysiert unter Verwendung eines FACS Canto II (BD Biosciences, Heidelberg, Deutschland). Der Prozentsatz der hCYP2D6-spezifischen CD4 und CD8-Zellen wird nicht mitgeteilt.
In früheren Studien wurde experimentellen Hepatitis oft berichtet, dass sie nur vorübergehend und viele aktuelle Modelle für autoimmunen Lebererkrankungen auf einem ziemlich komplexe Erkrankung Induktion Protokolle (für Übersichten siehe 3,5) ab. Verwenden Sie z. B. mehrere Modelle transgenen Mäusen, die spezifische Ziel-Antigene und adoptiv übertragen Ziel-Antigen-spezifische, meist TcR-transgenen, T-Zellen 14,15. Oft eine zusätzliche Infektion mit livertropic Viren, Bakterien oder Parasiten ist nötig, Krankheit 16-18 zu induzieren. Alternativ wird die DNA-Impfung mit Plasmiden, die für die Ziel-Antigene, einschließlich CYP2D6 19, verwendet werden, um Hepatitis zu induzieren. Es wird jedoch ein zusätzliche Impfung mit Plasmiden, die für pro-inflammatorische Zytokine, wie IL-12, erforderlich 20. Leider mit einigen wenigen Ausnahmen 15,20 Hepatitis ist nur vorübergehend.
Die CYP2D6-Modell 6,21 verwendet eine einfache Methode to induzieren Autoimmun-Hepatitis, indem Sie einfach Infektion von Mäusen mit einem Adenovirus, hCYP2D6, dem wichtigsten Autoantigen in AIH-2 7,8. Lieferung von CYP2D6 durch einen Adenovirus Konstrukt garantiert sowohl eine direkte Ausrichtung der Leber sowie eine lokale Entzündung, die den Abbau von Toleranz fördert. Es ist jedoch wichtig darauf hinzuweisen, dass sowohl der Virustiter sowie die Art der Verabreichung von entscheidender Bedeutung für dieses Modell an ist. Auf der einen Seite, ist Ad-2D6 eine Replikation defizienten Virus, damit, eine ausreichend hohe Titer von Virus benötigt, um eine kritische Menge an Antigen in der Leber zu erzeugen. Auf der anderen Seite könnte eine zu hohe Titer in einem fatalen akutem Leberversagen führen. Darüber hinaus hat es sich bereits erwiesen, dass Infektion von Mäusen durch hohe Titer von Adenovirus auf eine funktioneller Erschöpfung der Immunantwort 22 führt demonstriert. In unserem Modell haben wir eine Kombination von intravenöser und intraperitonealer Infektion, um sowohl die chronische zelluläre Infiltration sowie ext erhaltenensive Fibrose. Wir haben beobachtet, dass die intravenöse Infektion allein noch verursacht massive zelluläre Infiltration, aber keine Fibrose der subkapsulären Region, was darauf hinweist, dass die peritoneale Entzündung aufgrund der intraperitonealen Injektion könnte in der kontinuierlichen subkapsulären Ansammlung von Kollagen (Hintermann & Christen, Manuskript in Vorbereitung) beteiligt sein. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die beobachtete Leberfibrose Antigen-spezifische ist, da wir nicht erkennen Aktivierung von hepatischen Sternzellen und Ablagerung von Kollagen nach der Infektion mit dem gleichen Virus-Titer von Ad-GFP-oder Ad-Control 23.
Die CYP2D6-Modell spiegelt viele Aspekte des menschlichen AIH 1,2, wie chronische Hepatitis durch anhaltende zelluläre Infiltration und Leberfibrose 6 gekennzeichnet. Darüber hinaus zeigt das Vorhandensein von hohem Titer Anti-CYP2D6 Antikörper mit ähnlichen Epitop-Spezifität und Verbreitung 13 bis LKM-1-Antikörper bei der AIH-2-Patienten fanden die Presence einer gemeinsamen chronische Autoimmun-Reaktivität. CYP2D6 ist die wichtigste Antigen in AIH-2, aber es wird nicht von Patienten mit der häufigeren Typ 1 AIH diagnostiziert anerkannt. Darüber hinaus Patienten mit anderen Lebererkrankungen mit autoimmunen Ätiologie, wie der primär biliären Zirrhose (PBC) oder primär sklerosierende Cholangitis (PSC), erzeugen Markenzeichen Autoantikörper mit Spezifität für verschiedene Autoantigene Leber und ihre Lebern zeigen verschiedene pathologische Merkmale Zentrierung auf kleine (PBC ) oder große (PSC) Gallengänge. Dennoch bietet die CYP2D6-Modelle die Möglichkeit, immunpathogenen Mechanismen der chronischen hepatischen entzündlichen Prozessen wie auftretenden autoimmunen Lebererkrankungen, zu wichtigen Akteuren, die die autoimmune Zerstörung der Hepatozyten zu fahren und eine mögliche therapeutische Interventionen zu bewerten, um die Krankheit zu heilen identifizieren beteiligt zu analysieren.
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Diese Arbeit wird von der Goethe-Universität Frankfurt und einem Zuschuss von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt, um UC
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bezeichnung des Geräts | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
23G Nadel | BD Biosciences | 300800 | |
27 ½ G Nadel | VWR | 612-0151 | |
30 ½ G Nadel | BD Biosciences | 304000 | |
Alanin-Aminotransferase-Teststreifen (GPT / ALT) | Roche Diagnostics | 10 745 138 202 | |
Aspartat-Aminotransferase-Teststreifen (GOT / AST) | Roche Diagnostics | 10 745 120 202 | |
Anästhesiegerät Univentor 400 | AgnTho die | ||
Bodenformen, Einweg 37x24x10 mm | VWR | 720-0208 | |
Zellsieb 70mm | VWR | 734-0003 | |
Kryostat | Leica | CM1850 UV | |
Heparinisiertes Kapillarröhren | Fischer | 3123987 | |
Objektträger Superfrost Plus | Menzel Gläser | J1800AMNZ | |
Microtainer SST Rohre | BD Biosciences | 365951 | |
Mikrotiterplatten, V-Boden | VWR | 391-1924 | |
Reflotron Plus | Roche Diagnostics | Determiniation des Serum-AST / ALT | |
O Namef das Reagenz | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
Kaninchen anti-Maus-Anti-Kollagen Typ I-IgG-, | Chemicon | AB765P | |
Biotinylierte Ziegen-Anti-Kaninchen-IgG | Vector (AXXORA) | VC-BA-1000-MC15 | |
FITC-konjugiertem Anti-Maus-CD8a antibody | Southern Biotech | 1550-02 | |
PE-konjugierten anti-Maus-IFN &ggr; antibody | BD Biosciences | 554412 | |
PE-konjugiertem anti-Maus-CD16/CD32 antibody (FcR Block) | BD Biosciences | 553141 | |
Aquatex | VWR | 1.08562.0050 | |
Avidin / Biotin-Blocking-Kit | Vector (AXXORA) | VC-SP-2001-KI01 | |
Brefeldin A | Sigma | B6542 | |
Collagenase IV | Sigma | C5138-100MG | |
DAB Substrat Kit 3'3'diaminobenzidine | Vector (AXXORA) | VC-SK-4100-KI01 | |
DNase | Sigma | DN-25 | |
Elite ABC-Reagenz | Vector (AXXORA) | VC-PK-7100-L050 | |
Eosin G / Y-Lösung | Roth | X883.1 | |
Fötales Kälberserum (FCS) | Biochrom AG | S 0115 | |
Isofluran | Forene | B506 | |
Meyers Hämatoxylin-Lösung | AppliChem | A4840, 1000 | |
OCT-Verbindung | Sakura Finetek Europa | 4583 | |
PBS-gepuffertem Formaldehyd 10% | Roth | A146.3 | |
Percoll | Amersham | 17-0891-01 | |
Roti-Histokit | Roth | 6638,1 | |
RPMI | Invitrogen | 61870 | |
Saponin aus Quillaja Rinde | Sigma | S7900 |
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