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私たちは、トランスフォーミング受容体のレトロウイルス形質導入と、受容体媒介性臓器および微小環境特異的リンパ球のポジショニングを研究するための競合的ホーミングのための改善されたプロトコルを提示します。この方法は、免疫細胞の輸送メカニズムに関する貴重な洞察を提供し、将来の基礎研究や治療研究への応用が期待されています。
Gタンパク質共役受容体(GPCR)の発現が多様な組織微小環境における細胞のポジショニングにどのように影響するかを理解することは、免疫細胞の輸送メカニズムを解明するために不可欠です。私たちは、GPCRを介したT細胞の同族の走化性リガンドを発現する臓器への局在を研究するために設計された競争力のあるホーミングアッセイを提示します。これは、短期および長期の研究に適用できます。このアプローチでは、遺伝子組換えマウス幹細胞ウイルス(MSCV)によるT細胞の形質導入による目的のGPCRまたは制御コンストラクトの発現のための改良されたプロトコルと、それに続くレシピエントマウスでの競合的ホーミングが含まれます。異なる臓器にわたる細胞分布は、フローサイトメトリーおよび/または共焦点顕微鏡法を用いて解析されます。短期実験(10-12時間)では、共焦点顕微鏡法により、肺胞、気管支粘膜下組織、静脈部位、肺間質、気管、胃、子宮角の内側を覆う上皮など、明確な細胞局在パターンが明らかになりました。長期研究(1〜7週間)では、フローサイトメトリーは優先的な細胞蓄積に関する洞察を提供し、動的な変化と組織内での成熟または再配置の可能性を明らかにしました。この競合するホーミングアッセイは、GPCRを介した細胞のポジショニングを研究するための堅牢なツールであり、組織特異的な分布と免疫学および治療研究への潜在的なアプリケーションに関する貴重な洞察を提供します。
Gタンパク質共役受容体(GPCR)は、シグナル伝達、神経伝達、ホルモン調節、免疫細胞の遊走など、さまざまな細胞プロセスの制御に不可欠です1。それらは、リンパ球の移動と局在2の時空間制御において重要な役割を果たします。免疫応答のプライミング段階では、局所的な微小環境と細胞の相互作用により、Tリンパ球はホーミング受容体として知られる独自の接着分子とケモカイン受容体のセットを発現します。この適応により、抗原経験T細胞は臓器特異的内皮細胞(EC)と関与し、異なる標的組織に移動することができます。T細胞が組織指向性を獲得する能力は、特に同じ臓器に影響を与える再発性感染症の状況において、効果的な想起応答に不可欠です3,4。
GPCRは、免疫細胞を特定の組織や臓器に誘導し、CD8+ T細胞やNK細胞を腫瘍部位に誘導して細胞傷害作用を働かせたり、CD4+ T細胞が他の免疫細胞の活性化をサポートして免疫応答をオーケストレートするのを助けたりするなど、重要な機能を果たします。GPCRがどのようにしてT細胞をその正確な位置に誘導するかを理解することは、標的免疫療法を進歩させるために不可欠です5,6。しかし、これらの複雑な相互作用をin vitroでモデル化することには課題があり、空間的に制限された手がかりと方向性のある走化性シグナルの両方を同時に再現することは困難です。
また、特定の白血球受容体の役割を解明することは、内因性集団における発現頻度が限られていることや、これらの受容体が通常、異なる細胞型を特徴づけるという事実から、しばしば困難を伴います。この複雑さにより、特定の受容体の役割を他の細胞サブセット特異的メカニズムから分離することが困難になります。理想的には、方法としては、明確な洞察を得るために、関心のある受容体のみが異なる類似の集団を比較する必要があります。
これらの課題を克服するために、T細胞での効率的なGPCR発現のために、組換えMSCVレトロウイルス形質導入を採用した競争力のあるホーミングアッセイを採用しました。骨髄増殖性肉腫ウイルス(PCMV)ベースのMESVベクターとモロニーマウス白血病ウイルス(MMLV)ベースのLNベクターの要素を組み合わせたMSCVレトロウイルスベクターは、LNベクター7に由来する拡張ハイブリッドパッケージングシグナルを組み込んでいます。この修飾により、遺伝子導入の効率が向上し、 in vivoでのT細胞局在の短期および長期の研究が可能になります。このアプローチでは、高力価のレトロウイルス粒子と共焦点顕微鏡法を利用することで、複雑な組織環境内でのT細胞の位置と相互作用を正確に可視化することができます。私たちは、トランスフォーミング受容体のレトロウイルス形質導入と、受容体媒介性臓器および微小環境特異的リンパ球のポジショニングを研究するための内部制御(いわゆる競合)ホーミングアッセイのパフォーマンスに関する詳細なプロトコルを提示します。この方法の全体的な目標は、免疫細胞の輸送メカニズムに関する貴重な洞察を提供し、基礎研究と治療法開発の両方で将来の応用を可能にすることです。
この研究のすべてのマウスは、退役軍人省パロアルトヘルスケアシステム(VAPAHCS)の特定の病原体フリー(SPF)施設で飼育されました。B6/SJL Prprc Pep3BoyJ (CD45.1)、C57B6/J (CD45.2)、およびRag1-/-マウスをJackson Laboratoriesから購入しました。CD45.1細胞の採取にはPepBoyを使用しましたが、JAXBoy(C57BL/6J-Ptprcem6Lutzy/J)の使用を推奨します。JAXBoyは、従来の戻し交配の代わりにCRISPRによって生成される完全に共同質の菌株であり、遺伝的一貫性を向上させます。歴史的に、PepBoyマウス(CD45.1)を使用したCD45アロタイプマーク研究は、完全には一致していませんが、潜在的な変動性に対処するために、野生型(WT / WT)の比較を伴うコントロールホーミングおよび再循環アッセイが含まれていました。JAXBoyマウスが完全に同質遺伝子の代替手段として利用可能になったため、これらの追加の制御は不要になる可能性があります。研究者は、CD45.1とCD45.2の変異体の違い(タンパク質チロシンホスファターゼとしての役割など)が細胞の挙動やホーミングパターンに影響を与える可能性があることを引き続き考慮する必要があります。本文および以下で説明しているすべてのプロトコルは、認定された実験動物医学部門およびVAパロアルトヘルスケアシステム(VAPAHCS)の実験動物ケアに関する管理パネルのガイドラインを承認または満たしています。動物は承認された手順を使用して犠牲にされました。8〜12週齢の男女のマウスを実験に含めました。
1. MSCVベクターの調製
2. パッケージング細胞株培養の確立
注:Cell BiolabsのPlatinum E(Plat-E)細胞を使用しました。Plat-E細胞は、EF1αプロモーターを持つ293Tベースの細胞株であり、レトロウイルス構造タンパク質(gag、pol、およびenv遺伝子)の安定的かつ高収量の発現を提供し、単一のプラスミドトランスフェクション8によるレトロウイルスパッケージングを可能にします。NIH-3T3や293Tなどの他の細胞株も使用できますが、これらの代替細胞は試験していません。
3. 形質導入細胞の作製
この研究では、特定の受容体がin vivoでT細胞の局在を指示する能力を調査するための詳細なプロトコルを提示します。このプロトコルのデモンストレーションとして、GPR2513を使用しました。このプロトコルを使用して、フローサイトメトリーによるThy1.1染色によって評価されるように、30%〜40%の形質導入効率を達成することができます。GPR25形質導?...
本研究で概説した内部制御ホーミングアッセイは、GPCRを介したT細胞の輸送と多様な臓器や組織微小環境内でのポジショニングを調べるための包括的な方法です。このアプローチでは、いくつかの重要な最適化を統合して、再現性、精度、および効率を向上させます。
このプロトコルの重要な側面は、MSCVレトロウイルスベクターを使用したT細胞...
著者は何も開示していません。
NIHの助成金R01 AI178113およびR01 AI047822、The Leona M. & Harry B. Helmsley Charitable Trustからの助成金1903-03787、およびタバコ関連疾患研究プログラム(TRDRP)の助成金によるE.C.B.へのT31IP1880およびT33IR6609の支援を受けています。Y.B.は、Crohn's and Colitis Foundation of America(835171)のResearch Fellows Awardの支援を受けました。B.O.は、Ramon Areces Foundation(スペイン、マドリッド)のポスドクフェローシップと、Crohn's and Colitis Foundation of America(574148)のリサーチフェロー賞の支援を受けました。AAは、California Institute for Regenerative Medicine(CIRM)-EDUC2-12677の支援を受けました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AF647 anti mouse CD90.1-Thy1.1 (OX-7) | Biolegend | 202507 | |
anti-CD31 (DyLight 633, clone 390) | InvivoMab | BE0377 | |
anti-mouse CD28 37.51 | eBiosciences | ||
anti-mouse CD3 145-2c11 | eBiosciences | ||
APCCy7 anti mouse CD3 (145-2c11) | Biolegend | 100329 | |
BV421 anti mouse CD8b (Ly-3) | Biolegend | 126629 | |
BV711 anti mouse CD4 (RM4-5) | Biolegend | 100549 | |
CD90.1 microbeads | Miltenyi | 130-121-273 | |
CFSE | Thermoscientific | C34554 | |
FITC anti mouse CD45.2 (104) | BD | AB_395041 | |
mouse IL2 | Peprotech | 200-02-50UG | |
mouse IL7 | Peprotech | 217-17-10UG | |
Mouse T CD4 isolation kit | STEMCELL technologies | 18000 | |
MSCV-IRES- Thy1.1 GPR25 | Vectorbuilder | ||
MSCV-IRES- Thy1.1 Stuffer | Vectorbuilder | ||
PE-CD45 (30-F11) antibody | Biolegend | 103105 | |
PECy7 anti mouse TCRb (H57-597) | Tonbo | ||
PercpCy5.5 anti mouse CD45.1 (A20) | eBiosciences | ||
Platinum-E (Plat-E) | cell Biolabs. Inc | RV-101 | |
Yellow fluorescent dye | Thermoscientific |
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