Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Bu protokol, antijene özgü B hücrelerini etiketlemek için floresan probların özelleştirilebilir üretimini ve kullanımını detaylandırır.
Floresan antijen üretimi, antijene özgü B hücrelerinin tanımlanmasında kritik bir adımdır. Burada, aynı kökenli B hücresi reseptörleri ile hevesli bir etkileşim yoluyla antijene özgü B hücrelerini seçici olarak tanımlamak için dört kollu, floresan PEG-antijen konjugatlarının hazırlanmasını, saflaştırılmasını ve kullanımını detaylandırdık. Modüler tıklama kimyası ve ticari olarak temin edilebilen florofor kiti kimyalarını kullanarak, sırasıyla multipl skleroz ve tip 1 diyabetin murin modellerinde önemli otoantijenler olan proteolipid proteini (PLP139-151) ve insülin için farklı diziler oluşturarak özelleştirilmiş floresan PEG konjugatları hazırlamanın çok yönlülüğünü gösterdik. Akış sitometrisi kullanılarak ilgili hastalık modelindeki her bir floresan konjugat için testler geliştirilmiştir. Antijen dizileri, PEG omurgaları üzerindeki multimerizasyonun faydasını ölçmek için monovalent otoantijen ile karşılaştırıldı. Son olarak, ex vivo antijen stimülasyonundan sonra anti-insülin B hücresi tepkilerini izole ederek ve değerlendirerek bu platformun faydasını gösterdik. İnsüline özgü B hücrelerinin etiketlenmesi, aksi takdirde agrega B hücresi analizinde sönümlenen ko-stimülasyondaki (CD86) değişikliklerin amplifiye edilmiş şekilde tespit edilmesini sağlamıştır. Birlikte, bu rapor, B hücre popülasyonlarını araştırmak için sağlam bir araç olarak floresan antijen dizilerinin üretimini ve kullanımını sağlar.
Adaptif bağışıklık sistemi, otoimmünite, kanser ve bulaşıcı hastalıklar dahil olmak üzere birçok hastalık durumunun ilerlemesinde veya gerilemesinde kritik bir rol oynar1. İmmünopatoloji çalışması veya yeni hassas tedavilerin geliştirilmesi dahil olmak üzere geniş uygulamalar için, hastalık ilerlemesinin altında yatan antijene özgü B ve T hücresi yanıtlarını değerlendirmek genellikle kritik öneme sahiptir 2,3,4. Majör histouyumluluk kompleksi (MHC) tetramerleri, antijene özgü T hücresi klonlarını tanımlamak için yaygın ve ticari olarak mevcuttur5. Bu florofor etiketli yapılar, mikroskopi ve akış sitometrisi gibi etiketleme uygulamaları için aynı kökenli T hücresi reseptörleri ile hevesli bir şekilde etkileşime girmek için dörtlü peptit-MHC kompleksleri sunar.
B hücresi sorgulaması için antijenler, çok çeşitli moleküler ağırlıklar, yükler ve çözünürlükler sunabilir 6,7. Monomerik antijeni çözünür B hücre probları olarak kullanırken, fizikokimyasal antijen özellikleri çok daha büyük, suda çözünür streptavidin molekülü ile kompleks oluşturma yoluyla stabilize edilemeyebilir veya konjugasyondan önce monomerik reaktifler olarak çözünürlük sorunları gösterebilir. Bu nedenle, bazı proteinler biyokonjugasyon zorlukları ve pratikte beklenmedik sonuçlar sunar 7,8. Doğrudan floresan boya konjugasyonu bazen yapıları suda çözünmez ve lipofilik hale getirebilir. Bu doğrudan boya-antijen bileşikleri, hücre zarları içinde spesifik olmayan gömülmeye karşı hassastırve antijene özgü analizleri karıştırır 7,8,9. Bazı stratejiler, antijen ve floroforları diğer fonksiyonel gruplarla birleştirerek çözünürlük zorluklarının üstesinden gelmiştir. Örneğin Cambier ve ark., florofor etiketli streptavidin eklemeden önce insüline özgü B hücre reseptörleri (BCR'ler) ile etkileşime girmek için doğal formunda biyotinile insülin kullandılar10. Bu yaklaşım, monomerik insüline yüksek çözünürlükte bağlanan B hücrelerinin değerlendirilmesini sağlarken, iki etiketleme aşaması gerekliydi. Yaygın floresan antikor etiketleme prosedürleriyle kolayca entegre edilmiş, kullanıma hazır polimer bazlı B hücre problarının hazırlanması için genelleştirilebilir bir protokol, hastalıkta B hücrelerinin çalışmasını ilerletmek için faydalı olacaktır.
Bu protokolde, mikroskopi ve akış sitometrisi deneyleri için antijene özgü B hücrelerinin genelleştirilebilir ve tek adımlı etiketlenmesi için floresan antijen dizilerinin (FAA'lar) üretimini ve kullanımını detaylandırıyoruz (Şekil 1). Çözünür antijen dizileri (SAgA'lar) son on yılda otoimmün hastalıklara karşı B hücresi hedefli antijene özgü immünoterapiler olarak kullanılmıştır 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22. SAgA'lar, B hücresi reseptörlerini hevesli bir şekilde devreye sokmak ve immünomodülatör etkileri ortaya çıkarmak için esnek, polimerik omurgalar üzerinde çok değerlikli antijen ekranından yararlanır, ancak antijen özgüllükleri, bir florofor23'e bağlandığında ilgilenilen B hücrelerini araştırmak için başka bir fırsat sağlar. SAga'ları oluşturan polimerik omurgalar, genel biyomakromoleküle suda çözünürlük sağlar ve prob üretimi ile boyama özgüllüğünükarıştıran bazen aşırı antijen özelliklerini sönümleyebilir 6,24. Küçük peptit epitoplarının ve tam proteinlerinkullanımına elverişli olan modüler tıklama kimyası kullanarak SAgA platformuna boyut ve karmaşıklık açısından değişen çok sayıda antijen aşıladık 14,18. Burada, FAA'ları, tipik floresan antikor etiketlemesine paralel olarak kullanılabilen sağlam antijene özgü B hücresi etiketleme araçları olarak gösteriyoruz. Tip 1 Diyabetin (VH125) transgenik fare modelinde B hücrelerini etiketlemek için insan insülininden oluşan FAA'ları ve ayrıca deneysel otoimmün ensefalomiyelit (EAE) için bir peptit epitopu olan proteolipid protein 139-151 (PLP) içeren FAA'ları hazırladık ve değerlendirdik. Bu hastalık modellerini kullanmaktaki amacımız, hem kullanılan antijenlerin modüler ikamesi hem de peptit epitopları (PLP) ve tam proteinler (insülin) ile kullanımın uygulanabilirliği için bu platformun çok yönlülüğünü göstermekti. Bu protokol, kapsamlı biyokonjugasyon uzmanlığı gerektirmeden erişilebilirlik amacıyla sunulmuştur. Reaktiflerin yanı sıra sentez ve saflaştırma yöntemleri, çok yönlü olacak ve kimya, moleküler biyoloji veya immünolojiye odaklanan çoğu araştırma laboratuvarında kolayca uygulanacak şekilde tasarlanmıştır.
Bu çalışmada temsil edilen tüm hayvan prosedürleri, Kansas Üniversitesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır.
1. Antijen dizisi sentezi (4-6 gün)
2. Florofor konjugasyonu (1-2 gün)
3. FAA karakterizasyonu (2–4 saat)
4. FAA titrasyonu ile tahlil geliştirme (3-5 saat)
NOT: Akış sitometrisi için FAA kullanımı sunulmuştur, ancak aynı adımlar immünohistokimya veya floresan mikroskobu gibi diğer formatlarda kullanım için değiştirilebilir. FAA'ları yeni bir format için uygularken, yeni bir optimizasyon tahlili tamamlanmalıdır. Karışık veya izole hücre popülasyonları, kan veya lenfoid organ işleme yöntemleri ile elde edilebilir 23,29. Doku yüzeyinin enzimatik sindirimi yoluyla hasat yapılması önerilmez, çünkü hücre yüzey belirteçleri dökülebilir.
5. FAA titrasyon analizi ve etiketleme dozu optimizasyonu (1-2 saat)
Ağırlıkça belirlenen saflaştırılmış insülin-alkin verimi (Şekil 2, üst panel) tipik olarak %50-65 arasında değişmektedir. % 40'tan daha düşük verimler muhtemelen susuz DMSO'daki su kirliliğinden ve/veya propargil NHS-esterinin hidrolizinden kaynaklanmıştır. Antijen multimerizasyonu için (Şekil 1B), insülin antijen dizisinin saflaştırılmış verimi (Şekil 2, orta panel) %...
Antijene özgü B hücrelerini tanımlamak için özelleştirilmiş FAA'lar oluşturmak için bir protokol geliştirdik (Şekil 1), zor antijen hedefleri için B hücresi problarının oluşturulmasını basitleştirdik. FAA'ları oluşturmak için kolay bir substrat olarak terminal azid gruplarına sahip 4 kollu PEG polimerlerini seçtik, çünkü PEG suda çözünürlük sağlarken, fonksiyonel azid kolları basit tıklama konjugasyon reaksiyonlarını mü...
CJB, terapötik kullanımlarını araştırmak için SAgA teknolojisini lisanslayan bir şirket olan Orion Bioscience, Inc.'in kurucu ortağıdır. Bu rapor, Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Programı tarafından 1946099 No'lu Hibe kapsamında desteklenen çalışmalara dayanmaktadır. Bu materyalde ifade edilen herhangi bir görüş, bulgu ve sonuç veya tavsiye yazarlara aittir ve Ulusal Bilim Vakfı'nın görüşlerini yansıtmayabilir.
Veri toplama konusundaki yardımı için Colette Worcester'a teşekkür ederiz. Bu çalışma PhRMA Vakfı (JDG), Ulusal Bilim Vakfı Lisansüstü Araştırma Burs Programı (KDA) ve NIH hibeleri R21AI143407, R21AI144408 ve DP5OD023118 tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1,1,3,3-tetramethylguanidine | Alfa Aesar | AAA12314AC | |
12 M hydrochloric acid | Fisher Chemical | A508-4 | |
12% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein Gels, 10-well, 30 ul | Bio-Rad | 4561043 | |
20 kDa 4-arm PEG azide | Jenkem USA | A7185-1 | |
3.5 kDa MWCO dialysis tubing (regenerated cellulose) | Fisher Scientific | 25-152-10 | |
Acetonitrile, HPLC grade | Fisher Chemical | A998-4 | |
Alexa Fluor 647 anti-mouse CD19 Antibody | BioLegend | 115522 | |
anhydrous dimethylsulfoxide | ACROS Organics | AC610420010 | |
barium chloride | ACROS Organics | 203135000 | |
Brilliant Blue G-250 Dye | Fisher BioReagents | BP100-50 | |
Cell Prime r-insulin | EMD Millipore | 4512-01 | Recombinant human insulin for insulin FAA synthesis |
Copper (II) sulfate pentahydrate | ACROS Organics | AC197722500 | |
dimethylsulfoxide | Fisher Chemical | S67496 | |
fluorescein isothiocyanate (FITC) isomer 1 | Sigma-Aldrich | F7250-1G | |
Glacial acetic acid | Fisher Chemical | A38-212 | |
Glycerol | ACROS Organics | 15892-0010 | |
Glycine | Fisher Chemical | G46-500 | |
homopropargyl-PLP | Biomatik | NA | Custom synthesis (sequence: homopropargyl-HSLGKWLGHPDKF; purity: 97.29%) |
iodine | Sigma-Aldrich | 207772-100G | |
Methanol, HPLC grade | Fisher Chemical | A452-4 | |
NHS-Rhodamine (5/6-carboxy-tetramethyl-rhodamine succimidyl ester), mixed isomer | Thermo Scientific | 46406 | A commercially available analog of the Rhodamine-B NHS ester used in the paper |
PE/Cyanine7 anti-mouse CD3 Antibody | BioLegend | 100220 | |
potassium iodide | Sigma-Aldrich | 30315 | |
propargyl N-hydroxysuccinimide ester | Sigma-Aldrich | 764221 | |
sodium ascorbate | Sigma-Aldrich | A7631 | |
sodium biocarbonate | Sigma-Aldrich | S5761-1KG | |
sodium dodecyl sulfate | Fisher BioReagents | BP166-100 | |
Sodium phosphate monobasic monohydrate | Fisher Chemical | S468-500 | |
trifluoroacetic acid | Sigma-Aldrich | 302031-10x1mL | |
Tris base | Fisher BioReagents | BP152-500 | |
Tris(3-hydroxypropyltriazolylmethyl)amine | ClickChemTools | 1010-1000 | |
xBridge BEH C18 3.5 um, 4.6 x 150 mm column | Waters | 186003034 | |
xBridge BEH C18 5um OBD Prep Column, 19 x 250 mm | Waters | 186004021 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır