Tissue Cytometry技术在临床免疫性疾病的转化医学研究

移植物抗宿主病(GvHD)不同于移植排斥反应,主要是由于移植后异体供者移植物中的T淋巴细胞,以受者靶细胞为目标,发动细胞毒性攻击而致病,特异性表现为上皮细胞的凋亡,多发生在皮肤、肠道及肝组织中。而在白血病的治疗中,由化学疗法和放射疗法之后的干细胞移植,通常也会引发GvHD,导致严重的不良炎症反应,尤其是在皮肤或肠道中。到目前为止,其特异性发生的原因尚不清楚。

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Science Translational Medicine

维也纳医学院皮肤科的Georg Stary和Johanna Strobl研究小组现已得到一种免疫机制影响因素。该结果发表在Science Translational Medicine杂志(IF=16.304)上。

白血病是一种用于描述造血系统癌化的恶性疾病,其中白细胞前体不受控制地增殖。针对白血病的治疗中,化学疗法和放射疗法用于破坏异常细胞,然后通过正常干细胞移植来替代。

在白血病中,健康骨髓干细胞或造血干细胞的移植通常是患者康复的希望。

研究发现,内源性免疫系统中存在所谓的皮肤驻留性T细胞和非活性T细胞,它们在化学疗法和放射疗法的保护下完好无损,并在上皮细胞之间和下方继续生存了十年,循环系统中的T细胞则被破坏殆尽。

在未发生移植物抗宿主病的患者中,治疗后残留的组织驻留T细胞甚至被证明对受体有益,因为他们承担了其在免疫防御和预防感染中的作用。

将来,该研究结果可能会导致新的治疗策略,该方法可通过预先操纵受体的非活性T细胞来帮助避免或至少降低干细胞移植后不良的和剧烈的炎症反应。

另外,对组织驻留T细胞进行针对性的调节可能有助于针对其他慢性炎性皮肤病,例如牛皮癣或神经性皮炎的新治疗方法的开发。

实验部分

利用TissueGnostics公司TissueFAXS系统对组织样本进行全景成像和TissueQuest /StrataQuest组织流式定量分析。

01

组织流式定量分析

利用StrataQuest软件对供体来源和宿主来源的T细胞通过X和Y染色体的自动定量分析,并由两名独立的复检者进行组织学验证。(分别在同一皮肤的四个单独部分取得样本)

02

X / Y-FISH

文章利用X / Y-FISH方法,对宿主/捐赠者源性的 T细胞进行了追踪。X / Y-FISH是一种快速筛选大量骨髓细胞中是否存在宿主细胞的有用方法。通过这种方法,研究者获得了在供体细胞输注后10年的时间跨度内,54例性别不匹配的HSCT患者的单一活检(活检部位,上臂健康外观皮肤n = 44;移植物抗宿主病损伤n = 10)的追踪数据。

文章作者使用20X物镜获得了组织学原位的全景图像后,在探针分子水平对样本中FISH信号进行了定量数据的获取以及不同实验组之间的数据分析。

*视频中本文作者Dr Johanna Strobl结合

Tissue Cytometry组织流式定量分析技术

对文章做了详细介绍。


Fig.1 αβTCR、CD3和CD69的免疫荧光染色图像。


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Fig.2 基因表达为基础的标记物识别抗放化疗的T细胞。

C:通过免疫荧光染色确定CCR7+和CD62L+皮肤T细胞相对数量。

D:CCR7和CD62L的免疫荧光染色。

E:通过免疫荧光染色确定CD69+和CD103+皮肤T细胞的相对数量。

F:CD69和CD103的免疫荧光染色,表明对放化疗耐药的皮肤驻留性T细胞。

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Fig. 3 allo-HSCT(异基因造血干细胞移植)后Long-term Trm保持10年

A:异基因造血干细胞移植后8年患者的FISH标记X(绿色)和Y(红色)染色体、CD3(黄色)和DAPI的图像。

B:HSCT后外周血(左)和皮肤T细胞(右)中宿主T细胞的百分比。

C:在异基因造血干细胞移植和采样时间点(n=5)之间有病毒性皮肤感染史的患者和allo-HSCT后无病毒性皮肤感染的患者皮肤中宿主T细胞的百分比。

D:移植前后指定时间供体和宿主皮肤T细胞对指定组织驻留标记物阳性的比例。

E:aGVHD1皮肤T细胞浸润的X和Y染色体(分别为绿色和红色)的CD3(黄色)和FISH。图片中的红色和绿色标记使用了TissueFAXS软件的自动组织细胞识别功能,其中红色圈选CD69阳性细胞,绿色圈出CD3单阳性细胞。

F:aGVHD1和cGVHD1中T细胞中宿主细胞的百分比。

G: 炎症皮肤中乳头状真皮和下表皮中宿主(XY,橙色箭头)和供体(XX,白色箭头)T细胞的空间关系图像。图像数据采用StrataQuest软件进行自动,所有T细胞(CD3+)都用箭头标记;未标记的细胞是其他类型的细胞。

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Fig. 4 宿主来源的Trm增殖导致GVHD皮肤炎症

C:Ki-67+CD69+T细胞/mm2的皮肤(左)和相对频率(右)。

D:Ki-67细胞表达在CD3+T细胞和CD3+CD69+T细胞中的频率。

E:X/Y-FISH和免疫染色识别GVHD中增殖(Ki-67+)T细胞(左)和CD69+T细胞(右)中供体与宿主来源细胞的百分比

F:GVHD病变中CD3和溶解颗粒和CD3和细胞因子(IFN-γ;底部)的免疫荧光图像。

G: 免疫荧光标记和X/Y-FISH识别供体和宿主T细胞中穿孔素、颗粒酶B和IFN-γ阳性。

H:移植物抗宿主病病变中FoxP3+T细胞的供体/宿主嵌合体(左)以及供体和宿主T细胞之间Tconv(FoxP3-)与Treg(FoxP3+)(右)的比率。

I:移植物抗宿主病病变中CD3和转录因子FoxP3的免疫荧光染色。每个数据点代表一名患者两次独立测量的平均值。



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