Summary

Renale subkapsuläre Transplantation von 2'-Deoxyguanosin-behandeltem murineembryonenden Thymus bei nackten Mäusen

Published: July 19, 2019
doi:

Summary

Wir bieten eine einfache und effiziente Methode, um 2′-Deoxyguanosin behandelt E18.5 Thymus in die Nierenkapsel einer Nacktmaus zu transplantieren. Diese Methode sollte bei der Untersuchung sowohl der Funktion der thymischen Epithelzellen als auch der Reifung von T-Zellen helfen.

Abstract

Der Thymus ist ein wichtiges zentrales Immunorgan, das eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung und Differenzierung von T-Zellen spielt. Thymus-Transplantation ist eine wichtige Methode zur Untersuchung der thymischen Epithelzellfunktion und der T-Zellreifung in vivo. Hier werden wir die experimentellen Methoden beschreiben, die in unserem Labor verwendet werden, um 2′-Deoxyguanosin (zur Erschöpfung der Spenderlymphozyten) zu transplantieren, die embryonalen Thymus in die Nierenkapsel einer athymischen Nacktmaus behandelt haben. Diese Methode ist einfach und effizient und erfordert keine besonderen Fähigkeiten oder Geräte. Die Ergebnisse, die mit dieser einfachen Methode erzielt wurden, zeigten, dass transplantierter Thymus die Produktion von T-Zellen des Empfängers effektiv unterstützen kann. Darüber hinaus werden einige Wichtige Punkte in Bezug auf das Protokoll weiter erläutert.

Introduction

Der Thymus ist das zentrale Immunorgan, innerhalb der Thymusthymosyten unterliegen positive und negative Selektion, und werden reife T-Zellen1,2. Abnormale positive oder negative Selektion führt zu Immunschwäche oder Autoimmunpathologien bzw.3,4. Daher ist die Thymusorgantransplantation ein wichtiger Ansatz, um den Prozess der T-Zellen-Selektion im Thymus des Spenders zu untersuchen. Diese Methode ist besonders wichtig bei der Analyse der thymischen Epithelfunktion, die durch Genmutationen vermittelt wird, die embryonalen tödlichen Phänotyp verursachen, wenn sie mutiert5.

Um die Reifung der T-Zellen eines Empfängers im transplantierten Thymus zu untersuchen, ist eine Erschöpfung der Spenderlymphozyten im Thymus erforderlich. Zu diesem Zweck wird embryonaler 14-, 15- oder 16-Tage-Thymus (E14, E15, E16) in der Regel6,7ausgewählt. Thymus aus reiferen Stadien kann auch erfolgreich von den Lymphozyten des Spenders durch die Behandlung mit 2′-Deoxyguanosin aufgebraucht werden. Ein detailliertes Protokoll zur Erschöpfung der Lymphozyten und zur Verwendung älterer Thymuskultur wurde jedoch bisher nicht beschrieben8,9. Während Transplantationsprotokolle durch mehrere Studien10,11eingeführt wurden, ist eine weitere Änderung und Verbesserung dieser Protokolle notwendig.

Unser Protokoll ist in zwei Teile unterteilt: (i) Erschöpfung der T-Lymphozyten aus dem späten Entwicklungsstadium E18.5 Thymus durch Kultur in 2′-deoxyguanosinhaltigen Medien. ii) Transplantation des kultivierten Thymus in Empfänger. In diesem Verfahren haben wir eine einfache Möglichkeit entwickelt, das große Gewebe (E18.5 Thymus) mit reduziertem Wahrscheinlichkeitsfall einer Nierenverletzung in die Nierenkapsel zu liefern. Während wir uns auf thymus im späteren Stadium konzentrieren, kann unser Protokoll auch direkt oder mit Modifikationen für die Transplantation von Thymus in verschiedenen Entwicklungsstadien oder anderen ähnlich großen Geweben verwendet werden.

Protocol

Das vorgelegte Protokoll entspricht den Richtlinien der Ethikkommission der Jinan University in Bezug auf tiersorgliche Behandlung. HINWEIS: Die verwendeten Materialien sind in der Materialtabelle aufgeführt. 1. Isolierung des embryonalen Thymus Autoclavalle chirurgische Instrumente vor dem Experiment, und sterilisieren Sie die Bank / Haube mit 70% Ethanol. Mit Kohlendioxid, anästhesieren und einschläfern die …

Representative Results

Hier zeigen wir den isolierten E18.5 Thymus mit zwei kompletten Lappen (Abbildung 1). Zusätzlich zeigen wir die Kopfhautvenennadel, die abgeschnitten wurde, um eine Abschrägung auf dem Infusionsrohr zu bilden (Abbildung 2). Als nächstes zeigen wir auch ein repräsentatives Bild der Position des Thymus, der in der Nierenkapsel transplantiert wurde (Abbildung 3A) und des Thymus nach 8 Wochen Wachstum innerhalb der Empfängermäuse …

Discussion

Die renale subkapsuläre Transplantation von embryonaischem Thymus ist eine wichtige Methode, um die Funktion der thymischen Epithelzellen und den Prozess der T-Zellenreifung in vivo zu untersuchen. Obwohl es mehrere experimentelle Studien über embryonale Thymus-Organkultur und Transplantation6,7gibt, bietet unser Protokoll ein einfaches alternatives Verfahren zur murinen embryonalen Thymuskultur und renalen subkapsulären Transplantation für älteres Thymusgew…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch das Start Package der Jinan University to S.J. und das Science and Technology Program of Guangzhou China (Grant No. 201704020209 to S.J.) unterstützt. Wir danken Amy Botta (Department of Biology, York University, Toronto, ON M3J 1P3, Kanada) für das Korrekturlesen und Bearbeiten des Manuskripts.

Materials

0.5% Povidone iodine Shanghai Likang Distinfectant Hi-Tech Co.Ltd 20171113
0.9% Sodium Chloride Injection Shandong Qilu Pharmaceuyical Co.Ltd 2C17112101
1 mL Sterile syringe Solarbio YA1090
2’-Deoxyguanosine MEC HY-17563 1M in DMSO, 1:800 using (final 1.25mM)
24 Well Plate Corning Incorporated Costar 3524
4-0 Surgical suture needles with thread NingBo Cheng-He Microsurgical Instruments Factory China YY0166-2002
60mm Cell Culture Dish Corning Incorporated 430166
70% ETOH LIRCON 20181221
APC anti-mouse CD8a antibodies Biolegend 100711 1:100
Bent-tip fine forceps, JZ 10 cm Shanghai Medical Devices Group Co.,Ltd. JD1060 To sterilize before use
Cefmetazole Sodium for Injection Sichuan Hexin Pharmaceutical co,Ltd 17062111 079 6mg in 0.5ml 0.9% NaCl solution, 7.5ul/g body weight
Dissecting scissors, JZ 10 cm Shanghai Medical Devices Group Co.,Ltd. JC2303 To sterilize before use
Fetal bovine serum (FBS) GIBCO 10270-106
Fine forceps, JZ 10 cm Shanghai Medical Devices Group Co.,Ltd. JD1050 To sterilize before use
Flow cytometry BD FACSCanto II
Flunixin meglumine MACLIN F810147 1mg in 1ml 0.9% NaCl solution,2ul/g body weight
Forceps, Dumont#5 World Precision Instruments 14098 To sterilize before use
Infrared lamp OTLAN MT-810
Needle holder, JZ 14 cm Shanghai Medical Devices Group Co.,Ltd. J32010 To sterilize before use
PE anti-mouse CD4 Biolegend 100511 1:100
Penicillin-Streptomycin mixture GIBCO 15140122 1:100
Pentobarbital sodium salt Sigma P3761 1.5% solution in PBS, 75ug/g body weight
RPMI1640 Medium GIBCO C14-11875-093
Scalp vein needle Shanghai Kindly Medical Instruments Co., Ltd XC001
Spring scissors VANNAS S11014-12 To sterilize before use
stereomicroscope OLYMPUS SZ61
Sterile 15cm cotton swab Guangzhou Haozheng 20150014
Sterile gauze 5 cm x 7 cm-8P Guangzhou Haozheng 20172640868
Sterile PBS (1x) GENOM GNM20012
Tissue forceps, JZ 12.5 cm Shanghai Medical Devices Group Co.,Ltd. J41010 To sterilize before use

References

  1. Klein, L., Kyewski, B., Allen, P. M., Hogquist, K. A. Positive and negative selection of the T cell repertoire: what thymocytes see (and don’t see). Nature Reviews Immunology. 14, 377-391 (2014).
  2. Hogquist, K. A., Baldwin, T. A., Jameson, S. C. Central tolerance: learning self-control in the thymus. Nature Reviews Immunology. 5, 772-782 (2005).
  3. Spits, H., Touraine, J. L., Yssel, H., de Vries, J. E., Roncarolo, M. G. Presence of host-reactive and MHC-restricted T cells in a transplanted severe combined immunodeficient (SCID) patient suggest positive selection and absence of clonal deletion. Immunological Reviews. 116, 101-116 (1990).
  4. Nagamine, K., et al. Positional cloning of the APECED gene. Nature Genetics. 17, 393-398 (1997).
  5. Yanagihara, T., et al. Intronic regulation of Aire expression by Jmjd6 for self-tolerance induction in the thymus. Nature Communications. 6 (8820), (2015).
  6. Jenkinson, W., Jenkinson, E., Anderson, G. Preparation of 2-dGuo-Treated Thymus Organ Cultures. Journal of Visualized Experiments. (18), (2008).
  7. Bosselut, R., Vacchio, M. S. . T-Cell Development: Methods and Protocols. , (2016).
  8. Anderson, M. S., et al. Projection of an immunological self shadow within the thymus by the aire protein. Science. 298 (5597), 1395-1401 (2002).
  9. Takaba, H., et al. Fezf2 Orchestrates a Thymic Program of Self-Antigen Expression for Immune Tolerance. Cell. 163 (4), 975-987 (2015).
  10. Morillon, Y. M. 2. n. d., Manzoor, F., Wang, B., Tisch, R. Isolation and transplantation of different aged murine thymic grafts. Journal of Visualized Experiments. (99), e52709 (2015).
  11. Caetano, S. S., Teixeira, T., Tadokoro, C. E. Intravital imaging of the mouse thymus using 2-photon Microscopy. Journal of Visualized Experiments. (59), e3504 (2012).
  12. JoVE Science Education Database. Blood Withdrawal I. Lab Animal Research. , (2019).
  13. Gierl, M. S., Karoulias, N., Wende, H., Strehle, M., Birchmeier, C. The zinc-finger factor Insm1 (IA-1) is essential for the development of pancreatic beta cells and intestinal endocrine cells. Genes & Development. 20 (17), 2465-2478 (2006).
  14. Tao, W., et al. Haploinsufficiency of Insm1 Impairs Postnatal Baseline β-Cell Mass. Diabetes. 67 (12), 2615-2625 (2018).

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Cite This Article
Wang, J., Chen, G., Cui, Q., Song, E., Tao, W., Chen, W., Wang, C., Jia, S. Renal Subcapsular Transplantation of 2′-Deoxyguanosine-Treated Murine Embryonic Thymus in Nude Mice. J. Vis. Exp. (149), e59657, doi:10.3791/59657 (2019).

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