概述:CV1000活細胞動態觀察系統,將顯微鏡、共聚焦掃描系統、活細胞培養等整合到一起,改變了傳統共聚焦復雜連接,人員同步監控的操作模式,摒棄了一切外界人為干擾因素,實時動態的觀察了T細胞和樹突狀細胞的聯合會迅速重排MHC II的轉運過程.將抗原以短肽形式呈遞于T淋巴細胞的主要組織相容性復合物(MHC)是在內質網中裝配的,一旦裝配完成后它們將被運輸到最終目的地。 MHC II類分子按照獲得抗原的內吞途徑到達細胞表面。MHC II類分子在專職抗原提呈細胞(APCs)中的運輸被嚴格調控并且對脂多糖等炎癥刺激有反應。為了研究MHC II類分子在抗原提呈細胞(APCs)中的運輸,我們用帶增強型綠色熒光蛋白(EGFP)標簽的MHC II類分子替代鼠的MHC II類分子。由此產生的小鼠在免疫性上與野生小鼠沒有區別。在骨髓來源的樹突細胞中,我們發現晚期內吞結構中的MHC II類分子與其在朗格漢斯細胞中相似。我們發現當提呈抗原的樹突細胞遇到合適特性的T細胞時,管狀內體會在細胞內延伸以及朝向與其作用的T細胞方向極化,這促進了T細胞隨后的反應。
實驗目的:揭示MHC II類分子在抗原提呈中的運輸方向
實驗材料:
儀器: ZEISS 倒置顯微鏡+紡輪共聚焦目鏡,流式細胞儀
試劑:抗EGFP單克隆抗體,Alexa Fluor 594標記的轉鐵蛋白, 雞卵溶菌酶(HEL),卵清蛋白(Ova),Hoechst 33258染料
實驗對象:樹突細胞
實驗步驟:
構建MHC II-EGFP knock-in小鼠
通過同源重組將帶增強型綠色熒光蛋白(EGFP)標簽的MHC II類分子插入129/Sv小鼠的胚胎干細胞 中(ES cells),通過western blot和熒光激活細胞分類(FACS)證明MHC II-EGFP蛋白表達,獲得MHC II-EGFP knock-in小鼠。
2.證明轉基因小鼠與野生小鼠在免疫性上的無差異
通過脈沖追蹤分析(pulse-chase analysis)和免疫沉淀證明MHC II類分子在小鼠體內成熟,通過流式細胞儀分選細胞驗證了轉基因小鼠與野生小鼠在免疫性上的無顯著差異。
3.MHC II-EGFP分子在樹突細胞中的分布
圖1是MHC II-EGFP蛋白在樹突細胞晚期內體的分布。利用定時共聚焦顯微鏡(time-lapse confocal microscopy)觀察
圖1總結: MHC II-EGFP存在樹突細胞內,它能誘發類似MHC II類分子的抗原提呈途徑,脂多糖能夠改變樹突細胞的形態及MHC II-EGFP在細胞膜上的分布
4.T細胞引發MHC II定向轉運
MHC II-EGFP小鼠的樹突細胞(培養4天)分別與雞卵溶菌酶(HEL)(圖a)和卵清蛋白(Ova)(圖b)溫育過夜,使得來源HEL或Ova的短肽被MHC II展示于細胞膜上,各自加入HEL或Ova特意性的T雜交瘤細胞,利用定時共聚焦顯微鏡(time-lapse confocal microscopy)隨機選取樹突細胞-T細胞配合物觀察發現,2小時和6小時后都產生了朝向T細胞的MHC II-EGFP細孔道(圖a,圖b)。在樹突細胞/T雜交瘤細胞簇中加入可著色α-微管蛋白的紅色染液,顯微鏡觀察證明產生的朝向T細胞的小管就是MHC II-EGFP細孔道(圖c)。
總結: 共聚焦顯微鏡觀察證明T細胞引發MHC II指向自己的定向轉運。
5.對T細胞引發小管的定量分析
在缺乏和存在卵清蛋白(Ova)的情況下,將被Hoechst 33258染色的天然的OTII T細胞(Ova特異性T細胞)分別與樹突細胞孵育,統計學分析證明,卵清蛋白(Ova)誘導產生的朝向T細胞的小管的數量和長度都遠遠高于缺乏卵清蛋白(Ova)的環境下產生的(圖3)。
總結: T細胞引發MHC II定向轉運所產生的小管不是偶然事件,具有統計學意義。
結論:
總結上述一系列實驗結果,MHC
II類分子分布于樹突細胞內,它通過內吞等一系列處理加工過程提呈抗原,脂多糖能夠誘發樹突細胞的形態的改變及增加MHC
II類分子在細胞膜上的分布。在T雜交瘤細胞存在情況下,加入相應的抗原,會誘發樹突細胞產生指向T細胞的細小管,導致MHC
II類分子向T細胞的運輸。另一方面,這種MHC II分子運輸途徑的重排反過來增強了T細胞活化的幾率,促進T細胞隨后的反應。