Jüngste Studien haben eine beträchtliche Immunzelle, insbesondere B-Zelle, phänotypische und funktionelle Heterogenität in Abhängigkeit von der Zelllokalisierung1,2,3,4,5gezeigt. B-1a-Zellen sind eine solche Population mit heterogener Fähigkeit, schützende IgM-Antikörper zu produzieren; Knochenmark B-1a-Zellen sezernieren IgM konstitutiv und tragen signifikant zu Plasma-IgM-Titers6bei, während peritoneale B-1a-Zellen bei Homöostase eine niedrige IgM-Sekretion haben und stattdessen durch angeborenen mautähnlichen Rezeptor (TLR) oder zytokinvermittelte Signalisierung aktiviert werden können, um sich schnell zu vermehren, zu migrieren und igM7,8,9,10zu sezernieren. B-1a-Zell-IgM-Antikörper erkennen oxidationsspezifische Epitope (OSE), die auf Krankheitserregern, apoptotischen Zellen und oxidierter LDL vorhanden sind, und IgM-Bindung an OSE kann entzündliche nachgeschaltete Signalisierung bei Krankheiten wie Arteriosklerose verhindern11. Daher können Strategien zur Erhöhung der IgM-Produktion durch erhöhung der peritonealen B-1a-Zellmigration zu Orten wie dem Knochenmark therapeutisch nützlich sein. Jedoch, Es ist wichtig, dass solche Strategien gezielt und zellspezifisch sind, da Off-Target-Effekte die Immunfunktion oder Gesundheit negativ beeinflussen können.
Hier beschreiben wir eine Methode zur gezielten und langfristigen Überexpression von CXCR4 in primären murinen B-1a-Zellen und nachfolgender Adoptivübertragung zur Visualisierung der Zellmigration und der funktionellen IgM-Antikörperproduktion (Abbildung 1). Die genetische Manipulation von primären B-Zellen wird durch niedrige Transfektionseffizienzen im Vergleich zur Transfektion transformierter Zelllinien eingeschränkt. Da transformierte Zelllinien jedoch erheblich von den Primärzellen12,13abweichen können, ist es wahrscheinlich, dass die Verwendung von Primärzellen Ergebnisse liefert, die sich stärker an der normalen Physiologie ausrichten. Mehrere Techniken wurden für den Gentransfer in primären murinen B-Zellen beschrieben, einschließlich retroviraler Transduktion, adenoviraler Transduktion, Lipofektion oder elektroporationsbasierter Transfektion, die unterschiedliche Effizienz, Vergänglichkeit und Auswirkungen auf die Zellgesundheit haben13,14,15. Die folgende Methode nutzte die retrovirale Transduktion, da sie eine ausreichende Genübertragungseffizienz von >30 % bei minimaler Auswirkung auf die Zelllebensfähigkeit ergab. Das CXCR4-exezierende Retrovirus wurde mit dem zuvor beschriebenen retroviralen Konstrukt murinen Stammzellvirus-internen ribosomalen Eintrag site-greenescent Protein (MSCV-IRES-GFP; MigR1)16, in das das Maus-CXCR4-Gen 4 subkloniert4wurde. MigR1 (Control(Ctl)-GFP) und CXCR4-GFP retrovirale Partikel wurden mit Calciumphosphattransfektion erzeugt, wie in den zuvor veröffentlichten Protokollen4,14beschrieben.
Erfolgreich transduzierte B-1a-Zellen wurden dann intravenös in lymphozyten-defizientenRag1-/- Mäusen übertragen. Sowohl Spender- als auch Empfängermäuse enthielten zusätzlich Knockout des Apolipoproteins E (ApoE)-Gens, was zu einer erhöhten OSE-Akkumulation und Arteriosklerose führt und somit ein Modell für die In-vivo-B-1-Zellaktivierung und IgM-Produktion darstellt. Darüber hinaus unterschieden sich Spender- und Empfängermäuse in CD45-Allotyp; Spender-B-1-Zellen stammten von CD45.1+ ApoE-/- Mäusen und wurden in Rag1-/- CD45.2+ ApoE-/- Empfänger übertragen. Dies ermöglichte die Differenzierung von Spender-CD45.1 von Empfänger-CD45.2-B-Zellen nach der Übertragung, ohne dass b-Zellmarker während der Durchflusszytometrieanalyse zusätzlich gefärbt werden mussten. Die hier bereitgestellten Ergebnisse zeigen, dass die gezielte CXCR4-Überexpression auf B-1a-Zellen mit einer erhöhten Fähigkeit von B-1a-Zellen zur Migration in das Knochenmark assoziiert, was mit erhöhtem Plasma-Anti-OSE-IgM assoziiert. Darüber hinaus bieten wir ein Verfahren zur Anreicherung von peritonealen B-1-Zellen durch negative Selektion an und demonstrieren die Anforderung der B-1-Zellaktivierung für eine effiziente Transduktion. Diese Methode kann für andere retrovirale Konstrukte angepasst werden, um die Wirkung der Proteinüberexpression auf die B-1a-Zellmigration, den Phänotyp oder die Funktion zu untersuchen. Darüber hinaus könnte die Verwendung von CD45.1 im Vergleich zu CD45.2-Allotyp-Unterscheidung theoretisch den Transfer in andere immunausreichende murine Modelle ermöglichen, die endogene B-Zellen enthalten.