西ナイルウイルス変異株の感染に対するMyD88非介在細胞性免疫応答のインビトロ分析
Summary
Two flow cytometry-based methods – an in vitro T cell priming assay and intracellular cytokine staining were utilized to measure antigen presenting capacity of dendritic cells and antigen-specific T cell responses to a West Nile virus mutant infection in mice.
Abstract
マウスにおける野生型WNVより生得サイトカインおよびT細胞応答を誘導した弱毒西ナイルウイルス（WNV）、非構造（NS）4B-P38G変異体。最近、骨髄分化因子88（MyD88に）シグナリングがWNV NS4B-P38G変異体感染の間に、初期T細胞プライミングおよびメモリーT細胞の発達に重要であることが示された。本研究では、2つのフローサイトメトリーに基づく方法-アッセイおよび細胞内サイトカイン染色（ICS）をプライミングin vitroで T細胞は-樹状細胞（DC）およびT細胞の機能を評価するために利用された。 OTIIトランスジェニックマウスのCD4 + T細胞を標識-アッセイプライミングT細胞では、細胞増殖は、カルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル（CFSE）でのマウスの両群からのDCの共培養の後にフローサイトメトリーによって分析した。このアプローチは、伝統よりも有意に改善全体的な感度で増殖するCD4 + T細胞の割合の正確な決定を提供放射性試薬を用いたアルアッセイ。マイクロ遠心チューブシステムは、ICSプロトコルの両方の細胞培養およびサイトカイン染色法に使用した。従来の組織培養プレートベースのシステムと比較して、この修正された手順は、バイオセーフティーレベル（BL）3施設で実行することが容易であった。また、WNV-感染細胞BL3施設外さらなる分析を可能に両方のアッセイにおいて、パラホルムアルデヒドで処理した。全体として、これらのin vitro免疫学的ア ッセイは、効率的にWNV感染の間に細胞性免疫応答を評価するために使用することができる。
Introduction
西ナイルウイルス（WNV）、神経向性、プラス感知されたフラビウイルスは、新興の公衆衛生上の脅威である。現在、ワクチンは、ヒトでの使用1のために承認されていない。非構造（NS）（b）のタンパク質でP38G置換を有する弱毒WNV株は、野生型WNV NY99株の2以上のマウスには、マウスにおける致死性が、より高い先天性サイトカインおよびT細胞応答を誘導しないことが知られている。 NS4B-P38G変異体で免疫したマウスは、すべての致命的な野生型WNVと二次攻撃から保護された。これは、NS4B-P38G変異体は理想的なワクチン候補に適した特徴を有することを示唆している。 NS4B-P38G変異体は、高い防御適応免疫を誘導する機構は明らかにまだ理解されていない。病原体関連分子パターンを認識するToll様受容体（TLR）は、ウイルス感染に対する自然免疫の開始に重要な役割を果たしている。コアTLRシグナル伝達経路は、骨髄分化一次応答geと利用プライマリアダプタ3,4としてNE 88（MyD88に）。最近の研究では、MyD88のシグナル伝達は、マウス5におけるWNV NS4B- P38G変異感染中の細胞性免疫の発達に重要な役割を果たすことが示された。樹状細胞（DC）は、ウイルス感染の6,7の間に、一次T細胞応答を開始するためのユニークな能力を示す最も重要な抗原提示細胞の一つである。 CD4 +およびCD8 + T細胞は、長期間持続する防御免疫に寄与し、野生型WNV感染の8,9次宿主の生存のために重要である両方。二つの免疫学的アッセイは、NS4B-P38G変異体に感染したマウスにおけるこれらの細胞の機能を評価するために、本研究に使用した。
– / –マウスで最初に、 インビトロでの T細胞プライミングアッセイは、WNV感染野生型マウス及びMyD88-のDCの抗原提示能力を比較するために利用された。アッセイ、ナイーブCD4の感度を高めるために、<商標> + T細胞は、323、ニワトリオボアルブミン（OVA）ペプチドをVα2/Vβ5TCR特異的に発現OTIIトランスジェニックマウスから単離した- WNV感染したマウスの339 DCは、カルボキシフルオレセインスクシンイミイースターで精製し、共培養した（CFSE OVAペプチドの存在下で）標識CD4 + T細胞。共培養の5日後、細胞を採取し、パラホルムアルデヒド（PFA）で固定し、フローサイトメトリーによって分析した。増殖アッセイは伝統的に、5-ブロモ-2'-デオキシウリジン（BrdU）の取り込みまたはトリチウム化チミンデオキシリボシド（3 HTdr）10を介して行われている。それにもかかわらず、これらのアッセイは、放射性および/またはバイオセーフティーレベル（BL）WNVの研究が行われている3施設、での特別な設備を必要としてのいずれかである。生体染色色素の蛍光強度CFSEのシリアル半減によるリンパ球増殖のフローサイトメトリー分析は、より一般的に染料をより安定的であるように、免疫学的アッセイにおいて使用されるようになっている均等に、細胞内に取り込まれ、フローサイトメトリーによって容易に検出され、11非放射性である。アッセイはまた、細胞分裂の数を評価する能力を有する。 WNVの研究において、このアッセイを使用する1つの大きな利点は、1〜2％PFAによる感染細胞の固定はBL2実験において、フローサイトメーターでサンプル採取を可能にするWNV 12を不活性化する可能性があることである。
次に、変更された細胞内サイトカイン染色（ICS）手順がNS4B-P38G変異体感染マウスにおけるWNV特異的T細胞応答の調節におけるシグナル伝達のMyD88の役割を研究するために使用された。このアッセイでは、感染したマウスから単離した脾細胞を、WNV特異的なペプチドを用いてインビトロで処理した。ブレフェルジンAは、細胞内サイトカインを保持するために添加した。 5時間のインキュベーション後、細胞を回収し、洗浄し、T細胞サブセットを染色した。次いで、細胞を（IFN）-γおよびフローサイトメトリーによって分析し、インターフェロンのために透過処理、染色、PFAで固定した。細胞は、PFAを含む固定および透過化緩衝液で処理されると、他のフローサイトメトリーに基づくアッセイと同様に、感染したサンプルは、さらなる処理および分析のためBL2室に移すことができる。いくつかの公表された研究では、我々は、WNV感染マウス13,14におけるT細胞エフェクター機能を測定するためにICSを使用している。それは十分に確立さですが、このアッセイの一つの主要な欠点は、手順が非常に長いですし、BL3施設内で行わより多くの時間がかかることができることです。ここで、微小遠心管ベースのICS法はより実現可能であることが示された、進行しやすくとBL3研究所内で行うより少ない時間がかかる。
Protocol
Representative Results
Discussion
WNVは、BL3の病原体である。起因する安全規制に、WNVに感染したサンプルを用いた免疫学的アッセイは、多くの場合、BL3施設または実行するために、より長くて退屈な時に機器の利用可能性によって制限されている。最近の研究では、WNV感染の5中の細胞性免疫応答を研究するための2つのフローサイトメトリーに基づく方法を使用する。両方のアッセイでは、WNV感染細胞を直接またはPF…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by NIH grants to T.W. (R01AI072060 and R01AI099123). G. Xie was supported by a Sealy Center for Vaccine Development Predoctoral Fellowship. We thank Dr. Richard Flavell (Howard Hughes Medical Institute, Yale University School of Medicine, New Haven) and Dr. Shizuo Akira (Osaka University, Japan) for providing the MyD88–/– mice and Dr. Y Cong (UTMB, Galveston) for providing OTII transgenic mice.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| RPMI 1640 | Invitrogen | 11875 | warm up at 37C |
| anti-CD11c magnetic beads | Miltenyi Biotec | 130-052-001 | follow the manufacturer’s instructions |
| anti-CD4 magnetic beads | Miltenyi Biotec | 130-095-248 | follow the manufacturer’s instructions |
| CFSE | Invitrogen | C34554 | |
| OVA residue 323-339 | Genscript Corporation | RP10610 | |
| Peptides | Proimmune | PC0AD-D | |
| Brefeldin A solution | BD Bioscience | 555029 | |
| Mouse Fc Blocker | e-Bioscience | 14-0161-85 | |
| APC-conjugated CD4 | e-Bioscience | 17-0041-81 | |
| FITC-conjugated CD8 | e- bioscience | 11-0081-82 | |
| Fixation/Permeabilization Solution | BD- Bioscience | 554722 | |
| Permeabilization/wash buffer | BD- Bioscience | 554723 | |
| anti-IFNg-PE | e-Bioscience | 12-7311-82 | |
| Accuri flow cytometer | BD Bioscience |
References
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