We would like to thank Marilaine Fournier for her comments on the manuscript and Jos&#233;e Tessier for technical assistance. C57BL/6-Tg (OT-I)-RAG1&lt;tmMom&gt; #4175 were obtained through the NIAID Exchange Program, NIH. Support for this research is provided by a grant from the SickKids Foundation and CIHR-IHDCYN (NI15-002), an operating grant from the CIHR-III (MOP-142254), and start-up funds from the FRQS (&#201;tablissement de jeunes chercheurs) and H&#244;pital Maisonneuve-Rosemont Foundation to HJM. HJM is a junior 1 scholar of the FRQS, a CIHR New Investigator (MSH-141967), and a Cole Foundation Early Career Transition award recipient.

Hôpitalメゾヌーブ-ローズモント - すべての動物実験のためのプロトコルは、センターデRECHERCHEで動物実験委員会によって承認されました。 胸腺スライスや単一細胞懸濁液の調製のための1収穫マウス胸腺<ol><li>頸椎脱臼に続いてCO 2でマウスを安楽死させます。 </li><li>層流フードでは、解剖ボードにマウス腹側をピンアップ。 70％エタノールでマウスをスプレーします。胸腔に入ると組織を損傷からエタノールを防ぐために、ガーゼで軽くたたくことによって、任意の過剰のアルコールを除去します。 </li><li>ピンセットで胸骨の基部に皮膚を持ち上げ、皮膚を介してカットをします。各前肢に上向きに皮膚のカットを拡張します。 </li><li>胸郭からダイアフラムを分離するために胸骨の基部に追加のカットを行います。その後、鎖骨に向かって胸郭の両側をカット。胸腔を露光ヘッドに向けて胸郭を裏返し。の2つのローブ胸腺は、心臓の上に横たわります。 </li><li>鉗子、マイクロ解剖ハサミ、および/または鋭い湾曲したハサミを使用して、胸腺の葉の周りの結合組織を削除します。下からや結合組織を、残りを経由して、個々のローブを持ち上げるために先端の細い湾曲鉗子のペアを使用してください。 注：直接胸腺を把握しないでください。 </li><li> PBSを含む15ミリリットルコニカルチューブに胸腺葉を置き、必要になるまで氷上に取っておきます。 </li></ol> 2.アガロース埋め込みおよび胸腺ローブのビブラトームスライス<ol><li> 50ミリリットル滅菌PBSで2グラムの低融点アガロースを溶解し、アガロースが完全に溶解するまで低設定に電子レンジにより埋め込むための4％アガロース溶液を調製します。使用するまで55℃の水浴中でアルミホイルと場所で、フラスコをカバーしています。 </li><li>組織培養フード中で、10％ウシ胎児血清（FBS）を含有する完全RPMI-1640培地を調製し、4mMのL-グルタミン、1×ペニシリン/ストレプトマイシン、および10μM2-メルカプトエタノール。 </li><li> 6ウェル細胞培養プレートて1.5 mlをウェル当たり完全RPMI-1640培地を加え、各ウェル中の細胞培養インサートを配置します。必要になるまで37℃のインキュベーターに置いてプレートを設定します。 </li><li>氷のバケツに水と氷でぬかるみ氷水浴を準備します。 </li><li>慎重に先端の細いピンセットを用いて、各胸腺葉を取り巻くすべての残りの結合組織を除去します。組織への転写をPBSに浸し、または解剖顕微鏡下でワイプ後に胸腺葉を、組織培養皿にPBS中に沈めている間にこれを行います。 </li><li>フラスコは、組織の過熱を防ぐため、触るとちょうど暖かいときアガロースは、40℃以下に冷却することができます。約1センチの高さに組織型の中にアガロースを冷却し、4％を注ぎます。 </li><li>慎重に組織ワイプや組織に損傷を与えることなく、それを乾燥させるために軽くロールに胸腺葉を転送するためにピンセットを使用してください。組織が完全に乾燥していることを確認またはそれはスライス中にアガロースの外にスライドします。 </li><li>慎重にアガロースにローブを挿入し、金型の底部に（スライスの数を増加させる）のいずれかの横方向（各スライスの表面積を増加させる）、または垂直に配置。アガロースが固化することを可能にするために5〜10分間氷水中で金型を置きます。 </li><li>この間、バッファトレイを取り付け、試料ディスクを組み立て、そしてビブラトームのブレードを挿入することにより、スライス用のビブラトームを準備します。検体ディスク上の実験室でのテープ片を置きます。 70％エタノールできれいに、組み立てられたワークスペースを滅菌します。 </li><li>アガロースが固化したら、アガロース埋め込まれたローブを解放するためにその中心に静かに金型とプレスを反転。 </li><li>下部に0.5センチメートル両側にアガロース〜2ミリメートルを残してと〜葉の周囲の過剰なアガロースをトリミングする鋭い刃を使用してください。 </li><li>試料ディスク上のテープ片に組織接着剤のドロップで各アガロースブ​​ロックを固定します。複数のブロックは、テープに接着することができます。 </li><li>ビブラブレードのwiを合わせますアガロースブ​​ロックの先頭番目。ブレードとアガロースブ​​ロック（複数可）が完全に浸漬されるまで、滅菌PBSでバッファトレイを埋めます。 </li><li>セクションアガロース包埋組織は400-500ミクロンの厚さの切片を得ました。 0.225ミリメートル/秒の速度、100 Hzの周波数、および5°の角度にビブラトームを設定します。 </li><li>彼らはカットされているように滅菌PBSを含む組織培養プレートに胸腺のスライスを収集するために曲がったへらを使用してください。最初と最後のスライスを破棄します。 </li><li> 4Xの倍率で光学顕微鏡下でスライスを調べます。無傷の胸腺組織と周囲のアガロース（ 図1A）でスライスを選択してください。 </li><li>優しく細胞培養インサート上に曲がっへらから胸腺のスライスをスライドするようにピペットチップを用いて、ステップ2.3で調製したプレートにスライスを転送します。各インサートは〜3スライスを収容することができます。スライスが互いにまたは細胞培養インサートの壁に触れないようにしてください。 </li><li>必要になるまで37℃でプレートを維持します。 </li></ol><pクラス= &quot;jove_title&quot;&gt; 3。オーバーレイのための胸腺細胞の調製<ol><li>項1に記載のように、2％FBSを含む滅菌PBS 5mlで満たされた滅菌15 mlの組織グラインダーを使用して単一細胞懸濁液を作製するために手動でローブを解離胸腺ローブを分離します。 15ミリリットルコニカルチューブに細胞を移します。 </li><li> 4℃で5分間、545×gで細胞を遠心。上清を廃棄し、赤血球を溶解するために3分間室温で1×ACK溶解緩衝液（0.15 M NH 4 Cl を 、10mMのKHCO 3、0.1mMののNa 2 EDTA）1ml中に細胞を再懸濁。 </li><li> PBS、2％FBSを含有する15ミリリットルにチューブを埋めます。 4℃で5分間、545×gで細胞を遠心。 </li><li> 2％FBSを含有する10mlのPBSで細胞を再懸濁し、255ミクロンのメッシュフィルターを通してセルを通過します。 </li><li>血球計数器を用いて細胞を数えます。 4℃で5分間、545×gで細胞を遠心分離し、concentrで2％FBSを含むPBS中で細胞ペレットを再懸濁1mlあたり1×10 7細胞のエーション。 </li><li>セルラーようなカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステルなどの染料（CFSE）スライス内因性細胞から区別するためにコンジェニックマーカーまたは遺伝的にコードされた蛍光レポーターを発現するマウスから胸腺細胞を使用していない場合は、製造業者のプロトコルに従って用いて細胞を標識。 </li><li>標識された細胞の最終洗浄後、15μlの当たり1-3×10 6個の細胞で完全RPMI-1640培地中で細胞ペレットを再懸濁します。 </li></ol> 4.胸腺スライス上に胸腺細胞のオーバーレイ<ol><li>インサート上の胸腺のスライスを囲む任意の液体を吸引するピペットを使用してください。 注：アガロースを損傷しないように注意してください。アガロースが損傷している場合は、オーバーレイ胸腺細胞は、表面張力の損失にスライス表面に付着しません。 </li><li>ピペットチップでスライスを触れることなく、オーバーレイ各胸腺スライスにセクション3で調製した胸腺細胞の15μlの。 </li><li>ナンプラーをインキュベート細胞は胸腺スライスに移行することを可能にする2時間37℃でTE。 </li><li> 2時間後、まだ組織に移行していない余分なオーバーレイ胸腺細胞を除去するために、1mlのPBSで胸腺のスライスを3回すすいでください。 </li><li>胸腺スライスが実験に応じて、通常、1から72時間、収穫する準備が整うまで、37℃でプレートをインキュベートします。 </li></ol>フローサイトメトリーのための胸腺スライスの5解離<ol><li> 2％FBSを含むPBS150μlのを追加することによって、各スライスのためのマイクロチューブを準備します。 </li><li>胸腺スライスを持つ組織培養インサートに2％のFBSを含む1mlのPBSを加え、穏やかに細胞培養インサートの表面からスライスを切り離すために曲がったへらでかき混ぜます。 </li><li>曲がったスパチュラを用いてマイクロチューブに挿入からスライスを転送します。 </li><li>手動マイクロチューブサンプル乳棒を使用してスライスを混乱させる。最終容量300に、2％FBSを含むPBS150μlのを追加します。μlの。 </li><li>新しいマイクロチューブに40μmのフィルターを通して解離した組織をフィルタリングします。フィルタリング細胞は、フローサイトメトリー分析40のために染色される準備ができています。 </li><li>すべてのアガロースを除去し、フローサイトメーターを詰まらせないようにするために、フローサイトメーター上に通す前にフィルタセルもう一度。 </li><li>フローサイトメーターで細胞を取得し、あらかじめ40に記載されているように、データを分析します。 </li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

ここでは、胸腺スライスとフローサイトメトリーによるオーバーレイ事前選択MHCクラスI拘束性TCRトランスジェニック胸腺細胞の効率的な正と負の選択の代表的な結果を調製するためのプロトコルについて説明します。このシステムは、アゴニスト抗原、ネガティブ選択および胸腺のTreg開発11,12の存在下で、事前選択DP胸腺細胞32からのMHCクラスII拘束性CD4 +...

T細胞は、それらが機能的な、自己寛容T細胞レパートリー1-3の発生を確実にいくつかのチェックポイントが発生したその間胸腺における発生中間体の一連の分化します。正の選択は、皮質胸腺上皮細胞（CTEC）2,3上の主要組織適合遺伝子複合体分子（MHC）によって提示された中程度の親和性、ペプチドに低いと、認識することができるT細胞受容体（TCR）との胸腺細胞の生存を促進します。負の選択と制御性T（T REG）細胞の発達は、MHC 2,4によって提示される自己ペプチドに強く反応胸腺細胞の排除や流用を介した自己寛容の確立に貢献しています。未熟CD4 + CD8 +選択プロセスは、成熟T細胞亜集団に分化渡すTCRを発現しているダブルポジティブ（DP）胸腺細胞、MHCクラスであるの大半はI制限CD8 +細胞傷害性二次リンパ器官1-3エフェクター機能を実行するために胸腺を終了する前に、またはMHCクラスII拘束性CD4 +ヘルパー単一陽性（SP）T細胞。 T細胞発生の複雑さに加え、動的移動および間質細胞網5-9を通して胸腺細胞を発生する細胞の出会いです。これらの間質細胞は、胸腺細胞の開発に異なる役割を果たし、差動で正と負の選択が10を発生する胸腺皮質と髄質領域の間に分布しています。正の選択は、主に皮質で行われますが、DP胸腺細胞は、髄質に移動し、彼らは髄質は、正の選択および系統の完了に必要な追加の信号を提供することができることを示唆している成熟T細胞に分化する前に、TCR信号を必要とし続けることを蓄積証拠があります分化11,12。さらに、自己反応性胸腺細胞13,14の削除を促進する組織限定抗原を発現し、現在専門の髄質胸腺上皮細胞（MTEC）の存在にもかかわらず、負の選択の大部分は、遍在樹状によって提示された自己ペプチドを発現するために応答して、皮質で発生しますセル15,16。このように、T細胞の発達の正確なモデルは、胸腺細胞や間質細胞間の相互作用を促進し、これらの細胞は、正と負の選択を受けるよう胸腺細胞の移行をサポートし、無傷の皮質と髄質領域で、高度に組織化胸腺微小環境を提供する必要があります。 正および負の選択を研究する手段として、胸腺細胞のex vivo分析を補完するために、 インビトロ、インサイチュで 、およびT細胞の発達のin vivoモデルの数は、17-22を開発されてきました。要約する難しいことで知られています正のin vitroでの選択が、Notchリガンドを発現している間質細胞と幹細胞集団またはT細胞前駆体の共培養、特にOP9-DL1 / 4細胞は、へvitroモデルで非常に貴重なそれを作るT系譜コミットメントと制限された正の選択をサポートする機能を持っています研究T細胞の発達23-25。このシステムの限界は、しかしながら、これらの細胞が胸腺ストローマ細胞に見出される固有のペプチド加工機械や三次元の胸腺の微小環境を欠いているという事実が挙げられます。 しかし、より技術的に面倒な、 その場でおよび胸腺選択のin vivoモデルにおける in vitro系に関連する障壁のいくつかを克服することができます。再凝集胸腺器官培養（RTOC）は胸腺細胞と胸腺ストローマ細胞18,26,27の定義された混合物を含有します。これらの胸腺上皮細胞の再凝集は、MHCクラスIおよびII発現を維持し、developmeをサポートすることができNTの両方の従来のT細胞サブセットの、それでも定義皮質及び髄質構造を欠いています。胎児胸腺器官培養（FTOC）はlymphoreplete胸腺ローブにlymphodepleted胸腺ローブのハンギングドロップ培養を介して、または胸腺細胞の注射を介して胸腺細胞を播種することができ、T細胞の発達の人気モデルであり、CD4 +およびCD8 + Tの効率的な開発を支援します文化18,28-31の経時細胞。胎児胸腺葉の培養の開始時mTECsの不足はありますが、定義された皮質と髄質の構造は、条件に応じて時間をかけて開発することがあります。重要な考慮事項は、このモデルは、優先的に、成人T細胞の発達に対する胎児サポートすることができるということです。最後に、成体マウスで定義された胸腺前駆体の胸腺内注入は技術的に困難であるが、明らかにサポートするための環境を提供します in vivoでの T細胞の発達。 その場およびin vivoモデルでこれらは、優れたツールのトンですO研究T細胞の発達およびその使用は、実験ごとの実験に基づいて考慮されるべきです。 胸腺スライスは、しかし、最近ではユニークな、複雑で、一般的により高いスループット実験に対応するために、可能性とその場で胸腺選択を研究するための汎用性、補完的なモデルとして浮上しています。胸腺のスライスは、皮質と髄質領域の完全性を維持し、開発だけでなく、効率的なポジティブ及びネガティブ選択11,32-39時に胸腺細胞の移行をサポートしている間質細胞のフレームワークを提供します。胸腺のスライスの上に追加された胸腺細胞のサブセットは、組織内およびそれらの適切な微小環境ニッチ34,37に移行します。オーバーレイ胸腺細胞は、コンジェニックマーカーまたは蛍光標識を介して胸腺スライス内因性の細胞と区別することができ、数日間培養物中に維持することができます。胸腺スライス器官培養物は、様々な側面を研究するために使用することができます特に胸腺の選択、胸腺細胞の挙動（遊走と細胞の相互作用）、および胸腺細胞の局在化を含むT細胞の発生、の。マウスあたり〜20胸腺スライスを生成する能力が与えられ、実験のスケーラビリティは、胸腺選択の現場モデルにおいて 、一般に、他よりも大きいです。細胞死および封入膜の欠如を介して経時的に細胞の喪失による胸腺切片の調製は、ビブラトームように、特殊な装置を必要とし、培養物中の胸腺スライスの寿命が限られているが、胸腺スライスが優れたモデルを提供します成熟胸腺微小環境内の胸腺細胞の同期集団の胸腺選択の分析のため。ここでは、胸腺細胞の単離およびオーバーレイ、胸腺スライスの準備（胸腺を収穫含め、胸腺ローブのアガロース埋め込みおよび包埋組織のビブラトーム切片）を記述し、フローサイトメトリー分析のための胸腺スライスの解離。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Vibratome</td>
			<td>Leica Biosystems</td>
			<td>VT1000S&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NuSieve GTG Agarose</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>50080</td>
			<td>Low melting temperature agarose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Embedding Mold (Truncated - T12)</td>
			<td>Polyciences</td>
			<td>18986</td>
			<td>22mm x 22mm square, truncated to 12mm x 12mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double Edge Prep Blades</td>
			<td>Personna</td>
			<td>74-0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Adhesive</td>
			<td>3M&#160;</td>
			<td>1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.4 &#181;m Cell Culture Inserts&#160;</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>353090</td>
			<td>Of several brands tested, these maintained the cells atop the slices the best</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate-Buffered Saline</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>21600-010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI-1640 with L-glutamine</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>350-000-CL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>080-110</td>
			<td>Heat inactivated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine, 200mM</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>609-065-EL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/Streptomycin, 100X</td>
			<td>Wisent</td>
			<td>450-201-EL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A15890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 ml Tenbroeck Tissue Grinders</td>
			<td>Wheaton</td>
			<td>357426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon Mesh Filter</td>
			<td>Component Supply</td>
			<td>U-CMN-255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tube Sample Pestle</td>
			<td>Bel-Art</td>
			<td>F19922-0000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 &#181;m Nylon Cell Strainer</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>352340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps Inox Tip</td>
			<td>Dumont&#160;</td>
			<td>RS-5047</td>
			<td>Fine tip curved forceps, size .17&#160;X .10mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Forceps</td>
			<td>Dumont&#160;</td>
			<td>RS-5090&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and applications of organotypic thymic slice cultures

機能性、自己寛容T細胞レパートリーの生成をもたらすユニークかつ高度に組織化された胸腺微小環境における胸腺の選択に進む。T系譜コミットメントと開発を研究するためのin vitroモデルは、このプロセスに貴重な洞察を提供してきました。しかしながら、これらのシステムは、T細胞の発達に必要な完全な三次元胸腺環境を欠いており、従って、 インビボ胸腺選択の不完全な近似値です。モデル化T細胞の発達に関連した課題のいくつかは、完全にT細胞を開発する胸腺選択をサポートする完全な胸腺の微小環境を提供し、その場モデルで使用することによって克服することができます。胸腺スライス器官培養物は、 その場での技術に存在補完します。胸腺スライスは、胸腺皮質と髄質領域の整合性を維持し、定義された発生段階の、または内因性のT cのオーバーレイ胸腺細胞の発達を研究するためのプラットフォームを提供します成熟胸腺微小環境内ells。マウスあたり〜20のスライスを生成する能力を考えると、胸腺のスライスは、ハイスループット実験のための拡張性の面でユニークな利点を提示します。さらに、多様な遺伝的背景は異なる胸腺サブセットまたは他の細胞集団をオーバーレイする胸腺スライスと可能性を生成する際の相対的な容易さは、この方法の汎用性を高めます。ここでは、胸腺スライス、単離および胸腺細胞のオーバーレイ、およびフローサイトメトリー分析のために胸腺スライスの解離を調製するためのプロトコルを説明します。このシステムは、非従来型のT細胞の発達を研究するだけでなく、胸腺細胞の移行、胸腺間質細胞の相互作用、及び二光子顕微鏡で胸腺の選択に関連するTCRシグナルを可視化するために適合させることができます。

胸腺切片は、陽性および陰性選択などのT細胞の発達の様々な側面の分析をサポートします。成功した実験では、胸腺スライスの品質が最も重要です。 従って、胸腺スライスは胸腺組織の完全性を保証するために検査されるべきであり、胸腺スライスを囲むアガロースは、インタクトな（ 図1A）です。アガロースが組織内に移動胸腺細胞数の...

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Preparation and Applications of Organotypic Thymic Slice Cultures

我々は、フローサイトメトリーと組み合わせて、T細胞の開発の正および負の選択をモデル化するために使用することができ、胸腺切片の調製を記載します。胸腺スライスはまた胸腺細胞遊走、局在のその場での分析のために適合され、そして免疫蛍光及び二光子顕微鏡検査を介してシグナル伝達することができます。

調製及び器官胸腺スライス培養の応用

Thymic selection proceeds in a unique and highly organized thymic microenvironment resulting in the generation of a functional, self-tolerant T cell ...

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Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

8.0K ビュー.  Hôpital Maisonneuve-Rosemont. 我々は、フローサイトメトリーと組み合わせて、T細胞の開発の正および負の選択をモデル化するために使用することができ、胸腺切片の調製を記載します。胸腺スライスはまた胸腺細胞遊走、局在のその場での分析のために適合され、そして免疫蛍光及び二光子顕微鏡検査を介してシグナル伝達することができます。 

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Derivation of Thymic Lymphoma T-cell Lines from Atm-/- and p53-/- Mice

Established cell lines are a critical research tool that can reduce the use of laboratory animals in research. Certain strains of genetically modified mice, such as Atm-/- and p53-/- consistently develop thymic lymphoma early in life 1,2, and thus, can serve as a reliable source for derivation of murine T-cell lines. Here we present a detailed protocol for the development of established murine thymic lymphoma T-cell lines without the need to add interleukins as described in previous protocols 1,3. Tumors were harvested from mice aged three to six months, at the earliest indication of visible tumors based on the observation of hunched posture, labored breathing, poor grooming and wasting in a susceptible strain 1,4. We have successfully established several T-cell lines using this protocol and inbred strains ofAtm-/- [FVB/N-Atmtm1Led/J] 2 and p53-/- [129/S6-Trp53tm1Tyj/J] 5 mice. We further demonstrate that more than 90% of the established T-cell population expresses CD3, CD4 and CD8. Consistent with stably established cell lines, the T-cells generated by using the present protocol have been passaged for over a year.

Derivation of Thymic Lymphoma T-cell Lines from Atm-/- and p53-/- Mice

In this video we demonstrate a protocol to establish mouse thymic lymphoma cell lines. By following this protocol, we have successfully established several T-cell lines from Atm-/- and p53-/- mice with thymic lymphoma.

から胸腺リンパ腫のT細胞株の導出 ATM - / -</supと p53の - / -</supマウス

Established cell lines are a critical research tool that can reduce the use of laboratory animals in research. Certain strains of genetically modified ...

免疫・感染学

Rapid Diagnosis of Avian Influenza Virus in Wild Birds: Use of a Portable rRT-PCR and Freeze-dried Reagents in the Field

Wild birds have been implicated in the spread of highly pathogenic avian influenza (HPAI) of the H5N1 subtype, prompting surveillance along migratory flyways. Sampling of wild birds for avian influenza virus (AIV) is often conducted in remote regions, but results are often delayed because of the need to transport samples to a laboratory equipped for molecular testing. Real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction (rRT-PCR) is a molecular technique that offers one of the most accurate and sensitive methods for diagnosis of AIV. The previously strict lab protocols needed for rRT-PCR are now being adapted for the field. Development of freeze-dried (lyophilized) reagents that do not require cold chain, with sensitivity at the level of wet reagents has brought on-site remote testing to a practical goal.
Here we present a method for the rapid diagnosis of AIV in wild birds using an rRT-PCR unit (Ruggedized Advanced Pathogen Identification Device or RAPID, Idaho Technologies, Salt Lake City, UT) that employs lyophilized reagents (Influenza A Target 1 Taqman; ASAY-ASY-0109, Idaho Technologies). The reagents contain all of the necessary components for testing at appropriate concentrations in a single tube: primers, probes, enzymes, buffers and internal positive controls, eliminating errors associated with improper storage or handling of wet reagents. The portable unit performs a screen for Influenza A by targeting the matrix gene and yields results in 2-3 hours. Genetic subtyping is also possible with H5 and H7 primer sets that target the hemagglutinin gene.
The system is suitable for use on cloacal and oropharyngeal samples collected from wild birds, as demonstrated here on the migratory shorebird species, the western sandpiper (Calidrus mauri) captured in Northern California. Animal handling followed protocols approved by the Animal Care and Use Committee of the U.S. Geological Survey Western Ecological Research Center and permits of the U.S. Geological Survey Bird Banding Laboratory. The primary advantage of this technique is to expedite diagnosis of wild birds, increasing the chances of containing an outbreak in a remote location. On-site diagnosis would also prove useful for identifying and studying infected individuals in wild populations. The opportunity to collect information on host biology (immunological and physiological response to infection) and spatial ecology (migratory performance of infected birds) will provide insights into the extent to which wild birds can act as vectors for AIV over long distances.

This study describes diagnosis of avian influenza in wild birds using a portable rRT-PCR system. The method takes advantage of freeze-dried reagents to screen wild birds in a non-laboratory setting, typical of an outbreak scenario. Use of molecular tools provides accurate and sensitive alternatives for rapid diagnosis.

野鳥の鳥インフルエンザウイルスの迅速な診断：フィールドのポータブルRRT - PCR及び凍結乾燥試薬の使用

Wild birds have been implicated in the spread of highly pathogenic avian influenza (HPAI) of the H5N1 subtype, prompting surveillance along migratory ...

Preparation of Viral DNA from Nucleocapsids

Viruses are obligate cellular parasites, and thus the study of their DNA requires isolating viral material away from host cell contaminants and DNA. Several downstream applications require large quantities of pure viral DNA, which is provided by this protocol. These applications include viral genome sequencing, where the removal of host DNA is crucial to optimize data output for viral sequences, and the production of new viral recombinant strains, where co-transfection of purified plasmid and linear viral DNA facilitates recombination.1,2,3 
This procedure utilizes a combination of extractions and density-based centrifugation to isolate purified linear herpesvirus nucleocapsid DNA from infected cells.4,5 The initial purification steps aim to isolate purified viral capsids, which contain and protect the viral DNA during the extractions and centrifugation steps that remove cellular proteins and DNA. Lysis of nucleocapsids then releases viral DNA, and two final phenol-chloroform steps remove remaining proteins. The final DNA captured from solution is highly concentrated and pure, with an average OD260/280 of 1.90. Depending on the quantity of infected cells used, yields of viral DNA range from 150-800 &mu;g or more. The purity of this DNA makes it stable during long-term storage at 4C. This DNA is thus ideally suited for high-throughput sequencing, high fidelity PCR reactions, and transfections. 
Prior to beginning the protocol, it is important to know the average number of cells per dish (e.g. an average of 8 x 106 PK-15 cells in a confluent 15 cm dish), and the titer of the viral stock to be used (e.g. 1 x 108 plaque-forming units per ml). These are necessary to calculate the appropriate multiplicity of infection (MOI) for the protocol.6 For instance, to infect one 15 cm dish of PK-15 cells with the above viral stock, at an MOI of 5, you would use 400 &mu;l of viral stock and dilute it with 3.6 ml of medium (total inoculation volume of 4 ml for one 15 cm plate).
Multiple viral DNA preparations can be prepared at the same time. The number of simultaneous preparations is limited only by the number of tubes held by the ultracentrifuge rotor (one per virus; see step 3.9 below). Here we describe the procedure as though being done for one virus.

We describe the process of isolating high purity herpesvirus nucleocapsid DNA from infected cells. The final DNA captured from solution is of high concentration and purity, making it ideally suited for high-throughput sequencing, high fidelity PCR reactions, and transfections to produce new viral recombinants.

ヌクレオカプシドからウイルスDNAの調製

Viruses are obligate cellular parasites, and thus the study of their DNA requires isolating viral material away from host cell contaminants and DNA. ...

Generation of Organotypic Raft Cultures from Primary Human Keratinocytes

The development of organotypic epithelial raft cultures has provided researchers with an efficient in vitro system that faithfully recapitulates epithelial differentiation. There are many uses for this system. For instance, the ability to grow three-dimensional organotypic raft cultures of keratinocytes has been an important milestone in the study of human papillomavirus (HPV)1. The life cycle of HPV is tightly linked to the differentiation of squamous epithelium2. Organotypic epithelial raft cultures as demonstrated here reproduce the entire papillomavirus life cycle, including virus production3,4,5. In addition, these raft cultures exhibit dysplastic lesions similar to those observed upon in vivo infection with HPV. Hence this system can also be used to study epithelial cell cancers, as well as the effect of drugs on epithelial cell differentiation in general. Originally developed by Asselineau and Prunieras6 and modified by Kopan et al.7, the organotypic epithelial raft culture system has matured into a general, relatively easy culture model, which involves the growth of cells on collagen plugs maintained at an air-liquid interface (Figure 1A). Over the course of 10-14 days, the cells stratify and differentiate, forming a full thickness epithelium that produces differentiation-specific cytokeratins. Harvested rafts can be examined histologically, as well as by standard molecular and biochemical techniques. In this article, we describe a method for the generation of raft cultures from primary human keratinocytes. The same technique can be used with established epithelial cell lines, and can easily be adapted for use with epithelial tissue from normal or diseased biopsies8. Many viruses target either the cutaneous or mucosal epithelium as part of their replicative life cycle. Over the past several years, the feasibility of using organotypic raft cultures as a method of studying virus-host cell interactions has been shown for several herpesviruses, as well as adenoviruses, parvoviruses, and poxviruses9. Organotypic raft cultures can thus be adapted to examine viral pathogenesis, and are the only means to test novel antiviral agents for those viruses that are not cultivable in permanent cell lines.

An in vitro method to mimic in vivo epithelial differentiation is described. Many viruses target epithelial cells as part of their viral life cycle, and this method provides a means of examining virus:host interactions that more closely resembles that which occurs in vivo. This technique can be used with primary keratinocytes, established cell lines, as well as normal or diseased biopsy tissue.

初代ヒトケラチノサイトからカドヘリン文化の生成

The development of organotypic epithelial raft cultures has provided researchers with an efficient in vitro system that faithfully recapitulates ...

Examination of Thymic Positive and Negative Selection by Flow Cytometry

A healthy immune system requires that T cells respond to foreign antigens while remaining tolerant to self-antigens. Random rearrangement of the T cell receptor (TCR) &alpha; and &beta; loci generates a T cell repertoire with vast diversity in antigen specificity, both to self and foreign. Selection of the repertoire during development in the thymus is critical for generating safe and useful T cells. Defects in thymic selection contribute to the development of autoimmune and immunodeficiency disorders1-4. 
T cell progenitors enter the thymus as double negative (DN) thymocytes that do not express CD4 or CD8 co-receptors. Expression of the &alpha;&beta;TCR and both co-receptors occurs at the double positive (DP) stage. Interaction of the &alpha;&beta;TCR with self-peptide-MHC (pMHC) presented by thymic cells determines the fate of the DP thymocyte. High affinity interactions lead to negative selection and elimination of self-reactive thymocytes. Low affinity interactions result in positive selection and development of CD4 or CD8 single positive (SP) T cells capable of recognizing foreign antigens presented by self-MHC5.
Positive selection can be studied in mice with a polyclonal (wildtype) TCR repertoire by observing the generation of mature T cells. However, they are not ideal for the study of negative selection, which involves deletion of small antigen-specific populations. Many model systems have been used to study negative selection but vary in their ability to recapitulate physiological events6. For example, in vitro stimulation of thymocytes lacks the thymic environment that is intimately involved in selection, while administration of exogenous antigen can lead to non-specific deletion of thymocytes7-9. Currently, the best tools for studying in vivo negative selection are mice that express a transgenic TCR specific for endogenous self-antigen. However, many classical TCR transgenic models are characterized by premature expression of the transgenic TCR&alpha; chain at the DN stage, resulting in premature negative selection. Our lab has developed the HYcd4 model, in which the transgenic HY TCR&alpha; is conditionally expressed at the DP stage, allowing negative selection to occur during the DP to SP transition as occurs in wildtype mice10.
Here, we describe a flow cytometry-based protocol to examine thymic positive and negative selection in the HYcd4 mouse model. While negative selection in HYcd4 mice is highly physiological, these methods can also be applied to other TCR transgenic models. We will also present general strategies for analyzing positive selection in a polyclonal repertoire applicable to any genetically manipulated mice.

We present a flow cytometry-based method to examine T cell development in vivo using genetically manipulated mice on a wildtype or T cell receptor transgenic background.

フローサイトメトリーによる胸腺正と負の選択の検討

A healthy immune system requires that T cells respond to foreign  antigens while remaining tolerant to self-antigens. Random rearrangement of the  T cell ...

Preparation of Tumor Antigen-loaded Mature Dendritic Cells for Immunotherapy

While clinical studies have established that antigen-loaded DC vaccines are safe and promising therapy for tumors 1, their clinical efficacy remains to be established. The method described below, prepared in accordance with Good Manufacturing Process (GMP) guidelines, is an optimization of the most common ex vivo preparation method for generating large numbers of DCs for clinical studies 2.
Our method utilizes the synthetic TLR 3 agonist Polyinosinic-Polycytidylic Acid-poly-L-lysine Carboxymethylcellulose (Poly-ICLC) to stimulate the DCs. Our previous study established that Poly-ICLC is the most potent individual maturation stimulus for human DCs as assessed by an upregulation of CD83 and CD86, induction of interleukin-12 (IL-12), tumor necrosis factor (TNF), interferon gamma-induced protein 10 (IP-10), interleukmin 1 (IL-1), and type I interferons (IFN), and minimal interleukin 10 (IL-10) production.
DCs are differentiated from frozen peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) obtained by leukapheresis. PBMCs are isolated by Ficoll gradient centrifugation and frozen in aliquots. On Day 1, PBMCs are thawed and plated onto tissue culture flasks to select for monocytes which adhere to the plastic surface after 1-2 hr incubation at 37 &deg;C in the tissue culture incubator. After incubation, the lymphocytes are washed off and the adherent monocytes are cultured for 5 days in the presence of interleukin-4 (IL-4) and granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF) to differentiate to immature DCs. On Day 6, immature DCs are pulsed with the keyhole limpet hemocyanin (KLH) protein which serves as a control for the quality of the vaccine and may boost the immunogenicity of the vaccine 3. The DCs are stimulated to mature, loaded with peptide antigens, and incubated overnight. On Day 7, the cells are washed, and frozen in 1 ml aliquots containing 4 - 20 x 106 cells using a controlled-rate freezer. Lot release testing for the batches of DCs is performed and must meet minimum specifications before they are injected into patients.

The most commonly used method for generating large numbers of autologous dendritic cells (DCs) for use in tumor immunotherapy is described. The method uses IL-4 and GM-CSF to differentiate DCs from monocytes. The immature DCs are stimulated to mature and then loaded with antigens before they are injected back into the patient.

免疫療法のための腫瘍抗原にロードされた成熟樹状細胞の調製

While clinical studies have established that antigen-loaded DC vaccines are safe and promising therapy for tumors 1, their clinical efficacy remains to be ...

Isolation, Identification, and Purification of Murine Thymic Epithelial Cells

The thymus is a vital organ for T lymphocyte development. Of thymic stromal cells, thymic epithelial cells (TECs) are particularly crucial at multiple stages of T cell development: T cell commitment, positive selection and negative selection. However, the function of TECs in the thymus remains incompletely understood. In the article, we provide a method to isolate TEC subsets from fresh mouse thymus using a combination of mechanical disruption and enzymatic digestion. The method allows thymic stromal cells and thymocytes to be efficiently released from cell-cell and cell-extracellular matrix connections and to form a single-cell suspension. Using the isolated cells, multiparameter flow cytometry can be applied to identification and characterization of TECs and dendritic cells. Because TECs are a rare cell population in the thymus, we also describe an effective way to enrich and purify TECs by depleting thymocytes, the most abundant cell type in the thymus. Following the enrichment, cell sorting time can be decreased so that loss of cell viability can be minimized during purification of TECs. Purified cells are suitable for various downstream analyses like Real Time-PCR, Western blot and gene expression profiling. The protocol will promote research of TEC function and as well as the development of in vitro T cell reconstitution.

Here we describe an efficient method for isolation, identification, and purification of mouse thymic epithelial cells (TECs). The protocol can be utilized for studies of thymus function for normal T cell development, thymus dysfunction, and T cell reconstitution.

単離、同定、およびマウス胸腺上皮細胞の精製

The thymus is a vital organ for T lymphocyte development. Of thymic stromal cells, thymic epithelial cells (TECs) are particularly crucial at multiple ...

Isolation and Transplantation of Different Aged Murine Thymic Grafts.

The mechanisms that regulate the efficacy of thymic selection remain ill-defined. The method presented here allows in vivo analyses of the development and selection of T cells specific for self and foreign antigens. The approach entails implantation of thymic grafts derived from various aged mice into immunodeficient scid recipients. Over a relatively short period of time the recipients are fully reconstituted with T cells derived from the implanted thymus graft. Only thymocytes seeding the thymus at the time of isolation undergo selection and develop into mature T cells. As such, changes in the nature and specificity of the engrafted T cells as a function of age-dependent thymic events can be assessed. Although technical expertise is required for successful thymic transplantation, this method provides a unique strategy to study in vivo a wide range of pathologies that are due to or a result of aberrant thymic function and/or homeostasis.

This report provides a detailed description of transplanting murine thymi from different aged donor mice under the kidney capsule of immunodeficient mouse recipients. The goal of this approach is to model T cell development and thymic selection events in vivo.

単離と異なる高齢マウス胸腺移植片の移植。

The mechanisms that regulate the efficacy of thymic selection remain ill-defined. The method presented here allows in vivo analyses of the development and ...

Automated Cell Enrichment of Cytomegalovirus-specific T cells for Clinical Applications using the Cytokine-capture System

The adoptive transfer of pathogen-specific T cells can be used to prevent and treat opportunistic infections such as cytomegalovirus (CMV) infection occurring after allogeneic hematopoietic stem-cell transplantation. Viral-specific T cells from allogeneic donors, including third party donors, can be propagated ex vivo in compliance with current good manufacturing practice (cGMP), employing repeated rounds of antigen-driven stimulation to selectively propagate desired T cells. The identification and isolation of antigen-specific T cells can also be undertaken based upon the cytokine capture system of T cells that have been activated to secrete gamma-interferon (IFN-&#947;). However, widespread human application of the cytokine capture system (CCS) to help restore immunity has been limited as the production process is time-consuming and requires a skilled operator. The development of a second-generation cell enrichment device such as CliniMACS Prodigy now enables investigators to generate viral-specific T cells using an automated, less labor-intensive system. This device separates magnetically labeled cells from unlabeled cells using magnetic activated cell sorting technology to generate clinical-grade products, is engineered as a closed system and can be accessed and operated on the benchtop. We demonstrate the operation of this new automated cell enrichment device to manufacture CMV pp65-specific T cells obtained from a steady-state apheresis product obtained from a CMV seropositive donor. These isolated T cells can then be directly infused into a patient under institutional and federal regulatory supervision. All the bio-processing steps including removal of red blood cells, stimulation of T cells, separation of antigen-specific T cells, purification, and washing are fully automated. Devices such as this raise the possibility that T cells for human application can be manufactured outside of dedicated good manufacturing practice (GMP) facilities and instead be produced in blood banking facilities where staff can supervise automated protocols to produce multiple products.

The goal of this protocol is to manufacture pathogen-specific clinical-grade T cells using a bench-top, automated, second generation cell enrichment device that incorporates a closed cytokine capture system and does not require dedicated staff or use of a GMP facility. The cytomegalovirus pp65-specific-T cells generated can be directly administered to patients.

サイトカインキャプチャシステムを用いた臨床応用のためのサイトメガロウイルス特異的T細胞の自動化された細胞濃縮

The adoptive transfer of pathogen-specific T cells can be used to prevent and treat opportunistic infections such as cytomegalovirus (CMV) infection ...

Promoting 3-D Aggregation of FACS Purified Thymic Epithelial Cells with EAK 16-II/EAKIIH6 Self-assembling Hydrogel

Thymus involution, associated with aging or pathological insults, results in diminished output of mature T-cells. Restoring the function of a failing thymus is crucial to maintain effective T cell-mediated acquired immune response against invading pathogens. However, thymus regeneration and revitalization proved to be challenging, largely due to the difficulties of reproducing the unique 3D microenvironment of the thymic stroma that is critical for the survival and function of thymic epithelial cells (TECs). We developed a novel hydrogel system to promote the formation of TEC aggregates, based on the self-assembling property of the amphiphilic EAK16-II oligopeptides and its histidinylated analogue EAKIIH6. TECs were enriched from isolated thymic cells with density-gradient, sorted with fluorescence-activated cell sorting (FACS), and labeled with anti-epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) antibodies that were anchored, together with anti-His IgGs, on the protein A/G adaptor complexes. Formation of cell aggregates was promoted by incubating TECs with EAKIIH6 and EAK16-II oligopeptides, and then by increasing the ionic concentration of the medium to initiate gelation. TEC aggregates embedded in EAK hydrogel can effectively promote the development of functional T cells in vivo when transplanted into the athymic nude mice.

This video demonstrates a protocol to enrich thymic epithelial cells (TECs) with density gradient for FACS isolation. It also shows the use of EAK16-II/EAKIIH6 peptides to promote the TEC aggregate formation. The microenvironments of EAK16-II/EAKIIH6 hydrogel provide the 3-D configuration necessary to maintain the survival and function of the TECs.

EAK 16-II / EAKIIH6自己組織化ヒドロゲルとFACS精製した胸腺上皮細胞の3-D集約を推進

Thymus involution, associated with aging or pathological insults, results in diminished output of mature T-cells. Restoring the function of a failing ...