A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן, אנו מדגימים את התפקוד in vivo של תת-קבוצות של תאים דנדריטיים עוריים בחסינות Th17 של זיהום קנדידה אלביקנס עמוק בעור.
העור הוא איבר המחסום החיצוני ביותר בגוף, המכיל מספר סוגים של תאים דנדריטיים (DCs), קבוצה של תאים מקצועיים המציגים אנטיגן. כאשר העור נתקל בפתוגנים פולשים, DCs עוריים שונים יוזמים תגובה חיסונית מובהקת של תאי T כדי להגן על הגוף. בין הפתוגנים הפולשים, זיהום פטרייתי מניע באופן ספציפי תגובה חיסונית מגנה של אינטרלוקין-17 המייצר Th17. פותח פרוטוקול להבדיל ביעילות תאי Th17 על ידי זיהום קנדידה אלביקנס תוך-עורי כדי לחקור תת-קבוצה של DCs עוריים האחראים להשראת חסינות Th17. ציטומטריית זרימה וניתוחי ביטוי גנים חשפו אינדוקציה בולטת של תגובה חיסונית Th17 בבלוטות לימפה המנקזות את העור ובעור נגוע. באמצעות זני עכברים המדלדלים תת-קבוצה של DC המושרים על ידי רעלן דיפתריה, נמצא כי DCs עוריים CD301b+ אחראים להרכבת התמיינות Th17 אופטימלית במודל זה. לפיכך, פרוטוקול זה מספק שיטה רבת ערך לחקר תפקוד in vivo של תת-קבוצות דיפרנציאליות של DCs עוריים כדי לקבוע חסינות Th17 מפני זיהום פטרייתי בעור עמוק.
העור הוא איבר המחסום החיצוני ביותר, המגן על הגוף מפני פלישת פתוגנים וגירויים חיצוניים1. העור מורכב משתי שכבות נפרדות, כולל האפידרמיס - אפיתל מרובד של קרטינוציטים - והדרמיס הבסיסי - רשת צפופה של קולגן ורכיבים מבניים אחרים. כרקמת מחסום אפיתל ראשונית, העור מספק בעיקר מחסומים פיזיים ותורם למחסומים חיסוניים נוספים מכיוון שהוא מכיל תאים חיסוניים רבים 2,3. בין תאי החיסון העוריים, תאים דנדריטיים (DCs) הם סוג של תאים מקצועיים המציגים אנטיגן, הלוקחים באופן פעיל אנטיגנים עצמיים ולא עצמיים ונודדים לבלוטות הלימפה האזוריות (LNs) כדי ליזום תגובות וסבילות של תאי T ספציפיים לאנטיגן בהתאם לאופי האנטיגנים4.
העור מכיל תאים מציגי אנטיגן אפידרמיס, כלומר תאי לנגרהנס (LCs) ולפחות שני סוגים של DCs, כולל DCs קונבנציונליים עוריים מסוג 1 (cDC1) ו-DCs קונבנציונליים עוריים מסוג 2 (cDC2)5. LCs אפידרמיסיים הם ממקור מונוציטי עוברי ושומרים על מספר התאים שלהם על ידי הנצחה עצמית בתנאים הומאוסטטיים6. לעומת זאת, cDC1 ו-cDC2 עוריים הם ממקור תאי גזע המטופויאטיים ומתחדשים באופן רציף על ידי אבות המחויבים ל-DC5. DCs עוריים מאופיינים בסמני פני השטח שלהם, המחולקים באופן גס לאוכלוסיות Langerin+ (כולל LCs ו-cDC1) ו-CD11b+Langerin- אוכלוסיות (בעיקר cDC2). בנוסף, קבוצה זו חשפה כי אוכלוסיית CD11b+Langerin-DC מסווגת עוד יותר לשתי תת-קבוצות על פי ביטוי CD301b7.
המאפיינים התפקודיים החשובים של DCs עוריים מתרכזים בחלוקת עבודה, הנקבעת בעיקר על ידי האופי הפנימי של כל תת-קבוצה של DCs, מיקומים באתרם של DCs, מיקרו-סביבת הרקמה ורמזים דלקתיים מקומיים8. מאפיינים תפקודיים אלה של DCs עוריים מחייבים חקירה של תפקידן של תת-קבוצות ספציפיות של DCs במהלך סוגים מסוימים של תגובה חיסונית של העור. עם גירוי אנטיגני על ידי DCs עוריים ב-LNs המנקזים, תאי CD4+ T נאיביים מתמיינים לתת-קבוצות ספציפיות של תאי T עוזרים, המייצרים קבוצה של ציטוקינים מוגדרים להפעלת תפקוד האפקטור שלהם9. בין תת-הקבוצות של תאי T מסייעים CD4+, תאי Th17 המייצרים אינטרלוקין-17 (IL-17) ממלאים תפקיד מכריע במחלות אוטואימוניות וחסינות אנטי פטרייתית10. בהקשר זה, זיהום פטרייתי עורי היה מודל חזק לחקר חסינות Th17 in vivo 11,12,13. כאשר עורות מופשטים בסרט נחשפים באופן אפיעורי לשמרי קנדידה אלביקנס (C. albicans), LCs אפידרמיס ממלאים תפקיד מרכזי בהנעת התמיינות Th17 ספציפית לאנטיגן14.
חסינות מגנה מפני זיהום תוך-עורי של C. albicans דורשת חסינות מולדת כגון פעילות פיברינוליטית של פיברובלסטים ופגוציטים15. עם זאת, מעט ידוע על תפקידן של תת-קבוצות DC עוריות בביסוס חסינות Th17 בזיהום עמוק של C. albicans . מאמר זה מתאר שיטה של זיהום עור תוך עורי של C. albicans, המייצרת תגובות חיסוניות מקומיות ואזוריות של Th17. היישום של זני עכברים המושרים על ידי רעלן דיפתריה (DT) גילה כי DCs עוריים CD301b+ חיוניים לחסינות Th17 במודל זה. הגישה המתוארת כאן מאפשרת לחקור את תגובת Th17 לזיהום פטרייתי פולשני עמוק בעור.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
הערה: כל הניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של המוסד (IACUC, מזהה אישור: 2019-0056, 2019-0055). למחקר זה נעשה שימוש בעכברים נקבות C57BL/6 בנות שבעה עד 9 שבועות במשקל 18-24 גרם. חלק מהמחקרים בוצעו באמצעות נקבות קולטן רעלן לנגרין-דיפתריה (DTR) ועכברי CD301b-DTR באותו גיל ומשקל. ארבעה עד שישה עכברים שימשו בכל קבוצה לניסוי, והנתונים מייצגים שלושה ניסויים עצמאיים. עבודה זו בוצעה בתנאי בטיחות ביולוגית רמה 3, שיכולה להתבצע גם בתנאי בטיחות ביולוגית רמה 2 על פי הנחיות מוסדיות (טמפרטורת החדר 23 מעלות צלזיוס ± 3 מעלות צלזיוס, לחות 50% ±-10%).
1. הכנת קנדידה אלביקנס
הערה: הניסויים בחלק זה בוצעו בארון בטיחות ביולוגי.
2. זיהום כרית כף הרגל של העכבר עם C. albicans
איור 1: דיאגרמה סכמטית של מודל זיהום קנדידה אלביקנס תוך עורי. (A) כריות כף הרגל האחוריות של עכברים הוזרקו תוך עורית עם 1 × 107 C. albicans. לאחר 7 ימים, כריות כף הרגל של עכברים נחשפו מחדש ל-1 ×10 7 HK C. albicans על ידי הזרקה תוך עורית, ותגובת רגישות היתר המושהית נמדדה 24 שעות לאחר אתגר האנטיגן. התגובה החיסונית המקומית במהלך רגישות ל-C. albicans נותחה לאחר 7 ימים ב-LNs מנקזים את העור. (B, C) תמונות של כריות כף הרגל לפני הזרקת כרית כף הרגל התוך-עורית עם C. albicans. (ד, ה) הזרקת C. albicans לדרמיס העמוק של כרית כף הרגל הימנית. (ו, ז) סימנים קליניים של אדמומיות ונפיחות בעקבות הזרקת כרית כף הרגל הימנית. (H) שרטוט שמראה מסלולי לימפה מכרית כף הרגל ל-LNs פופליטאליים לאחר הזרקת קלוסטרידיום אלביקנס . (I) LNs פופליטאליים חשופים הממוקמים מאחורי הברך 7 ימים לאחר הזרקת C. albicans ו-(J) ללא הזרקה. קיצורים: HK = נהרג בחום; LNs = בלוטות לימפה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
3. דלדול תאים דנדריטיים הנגרמת על ידי רעלן דיפתריה in vivo
הערה: במחקר זה, גם עכברי Langerin-DTR וגם CD301b-DTR טופלו ב-DT יום אחד לפני ואחרי רגישות תוך עורית ל-C. albicans.
4. תגובת שרשרת פולימראז כמותית בזמן אמת
5. בידוד תאים וניתוח ציטומטרי זרימה
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כאן, הדגמנו מודל זיהום תוך עורי של C. albicans כדי לחקור את התפקיד של תגובה חיסונית Th17 עורית בתיווך DC in vivo. לאחר הזרקה ראשונית תוך עורית עם C. albicans לתוך כרית כף הרגל, ה-LNs המנקזים את העור הוגדלו (איור 2A). במהלך תקופת הרגישות, היחס בין תאי T אפקטור CD4+<...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מאמר זה מתאר שיטה לזיהום תוך-עורי של C. albicans המאפשרת לחקור את תפקידם של DCs עוריים בתגובה החיסונית Th17 in vivo. על ידי יישום ניתוח ציטומטרי זרימה רב-פרמטרי עם זני עכברים המושרים על ידי DT, מצאנו כי DCs עוריים CD301b+ הם תת-קבוצה עורית חיונית להתחלת חסינות Th17 כנגד זיהום ע...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין ניגודי אינטרסים להצהיר עליהם.
מחקר זה נתמך על ידי מענק מחקר של הפקולטה סמג'ונג-דאלים של המכללה לרפואה של אוניברסיטת יונסי (6-2019-0125), על ידי תוכנית מחקר מדעית בסיסית באמצעות קרן המחקר הלאומית של הרפובליקה של קוריאה במימון משרד החינוך (2019R1A6A1A03032869) ומשרד המדע וטכנולוגיית המידע והתקשורת (2018R1A5A2025079, 2019M3A9E8022135 ו-2020R1C1C1014513), ועל ידי המרכזים לבקרת מחלות ומניעתן בקוריאה (KCDC, 2020-ER6714-00).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.3 mL (31 G) insulin syringe | BD | 328822 | |
1x Perm/Wash buffer | BD | 554723 | |
1 mL (30 G) syringe insulin syringe | BD | 328818 | |
24 well-plate | Falcon | 353047 | |
50 mL conical tube | Falcon | 50050 | |
70 μm strainer | Falcon | 352350 | |
70% ethanol | |||
ABI StepOnePlus real-time PCR system | Applied Biosystems | ||
Anesthesia chamber | Harvard Apparatus | ||
Brefeldin A | BD | BD 555029 | |
β-Mercaptoethanol | Gibco | 21985023 | |
Candida albicans strain SC5314 | provided by Daniel Kaplan at Pittsburgh University | ||
CD3 | BioLegend | 100216 | Clone 17A2 |
CD301b-DTR mice | provided by Akiko Iwasaki at Yale University | ||
CD4 | BioLegend | 100408 | Clone GK1.5 |
CD44 | eBioscience | 47-0441-80 | Clone IM7 |
CD8a | BD Biosciences | 553031 | Clone 53.6.7 |
Centrifuge | |||
Clicker counter | |||
Cuvette | Kartell | KA.1938 | |
Cytofix/Cytoperm solution | BD | 554722 | |
Diphtheria toxin (DT) | Sigma | ||
Dulbecco's phosphate-buffered saline (DPBS) | Welgene | LB001-02 | |
FACS (Fluorescence-activated cell sorting) buffer | In-house | ||
Fc receptor blocker | BD | 553142 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Welgene | S101-07 | |
Forceps | Roboz | for harvesting sample | |
Hemocytometer | Fisher Scientific | 267110 | |
Hybrid-R total RNA kit | GeneAll Biotechnology | 305-101 | |
hydroxyethyl piperazine ethane sulfonic acid (HEPES) | Gibco | 15630-080 | |
IL-17A (intracellular cytokine) | BioLegend | 506912 | Clone TC11-18H10.1 |
Ionomycin | Sigma | I0634 | |
Isoflurane | |||
Langerin-DTR | provided by Heung Kyu Lee at Korea Advanced Institute of Science and Technology | ||
LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit | Invitrogen | L34957 | |
Loop and Needle | SPL | 90010 | |
Monensin | BD | BD554724 | |
NanoDrop 2000 | Thermo Scientific | ||
Penicillin | Gibco | 15140-122 | |
Petri dish | SPL | 10090 | |
Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) | Sigma | P8139 | |
PrimeScript RT Master Mix | Takara Bio | RR360A | |
RPMI 1640 | Gibco | 11875-093 | |
Scissors | Roboz | for harvesting sample | |
Stainless Steel Beads, 5 mm | QIAGEN | 69989 | |
Sterile pipette tip | |||
SYBR Green Premix Ex Taq II | Takara Bio | RR820A | |
TCRβ | BioLegend | 109228 | Clone H57-597 |
ThermoMixer C | Eppendorf | ||
TissueLyser | QIAGEN | ||
UV-VIS spectrophotometer | PerkinElmer | ||
Wild-type C57BL/6 mice | Orient Bio | 7- to 9-week-old mice were used | |
Yeast-peptone-dextrose-adenine (YPDA) medium, liquid, sterile (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 2% dextrose) | |||
YPDA agar plate, sterile (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 2% dextrose, 2% Bacto agar) |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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