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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Ici, nous décrivons une méthode pour la surexpression rétrovirale et le transfert adoptif des cellules murines B-1a pour examiner in vivo la migration et la localisation de cellules de B-1a. Ce protocole peut être étendu pour divers essais fonctionnels en aval, y compris la quantification de la localisation de cellules B-1a du donneur ou l’analyse des facteurs sécrétés dérivés de cellules de donneurs après le transfert d’adoption.
Comme la fonction cellulaire est influencée par des facteurs spécifiques à la niche dans le microenvironnement cellulaire, les méthodes pour disséquer la localisation cellulaire et la migration peuvent fournir un aperçu plus approfondi de la fonction cellulaire. Les cellules B-1a sont un sous-ensemble unique de cellules B chez la souris qui produisent des anticorps IgM naturels protecteurs contre les épitopes spécifiques à l’oxydation qui surviennent pendant la santé et la maladie. La production d’IgM à cellules B-1a diffère selon l’emplacement de la cellule B-1a, et il devient donc utile d’un point de vue thérapeutique de cibler la localisation B-1a à des niches soutenant la production élevée d’anticorps. Ici, nous décrivons une méthode pour cibler la migration de cellules B-1a à la moelle osseuse par surexpression rétrovirale-négociée du récepteur de chimiokine de motif de C-X-C 4 (CXCR4). L’induction génétique dans les cellules B murines primaires peut être difficile et donne généralement de faibles efficacités transfection de 10-20% selon la technique. Ici, nous démontrons que la transduction rétrovirale des cellules B-1a murines primaires entraîne une efficacité de transduction de 30-40%. Cette méthode utilise le transfert cellulaire adoptif des cellules transitoires B-1a dans les souris bénéficiaires déficientes en cellules B afin que la migration et la localisation des cellules B-1a du donneur puissent être visualisées. Ce protocole peut être modifié pour d’autres constructions rétrovirales et peut être utilisé dans divers essais fonctionnels post-transfert adoptif, y compris l’analyse de la cellule du donneur ou du phénotype et de la fonction des cellules hôtes, ou l’analyse des facteurs solubles sécrétés après le transfert cellulaire B-1a. L’utilisation d’allotypes distincts de donneurs et de receveurs différenciés par l’allotype CD45.1 et CD45.2 et la présence d’un journaliste de GFP dans le plasmide rétroviral pourrait également permettre la détection des cellules de donneur dans d’autres modèles murins immunosuffants contenant des populations endogènes de cellules B.
Des études récentes ont démontré des cellules immunitaires considérables, et plus particulièrement la cellule B, l’hétérogénéité phénotypique et fonctionnelle selon la localisation cellulaire1,2,3,4,5. Les cellules B-1a sont l’une de ces populations avec la capacité hétérogène de produire des anticorps protecteurs d’IgM ; Les cellules de moelle osseuse B-1a sécrètent IgM de façon constitutive et contribuent de manière significative aux tituses plasmatiques IgM6, tandis que les cellules peritonéal B-1a ont la sécrétion IgM de bas niveau à l’homéostasie et peuvent plutôt être activées par le récepteur inné de type péage (TLR) ou la signalisation cytokine-négociée pour proliférer rapidement, migrer, et sécrétion IgM7,8, 9,9109. Les anticorps IgM à cellules B-1a reconnaissent les épitopes spécifiques à l’oxydation (OSE) qui sont présents sur les agents pathogènes, les cellules apoptotiques et le LDL oxydé, et la liaison IgM à l’OSE peut prévenir la signalisation inflammatoire en aval dans des maladies comme l’athérosclérose11. Par conséquent, les stratégies visant à augmenter la production d’IgM par l’augmentation de la migration péritonéale de cellules B-1a vers des sites comme la moelle osseuse peuvent être thérapeutiquement utiles. Cependant, il est important que de telles stratégies soient ciblées et spécifiques de type cellulaire, car les effets hors cible peuvent avoir un impact négatif sur la fonction ou la santé immunitaires.
Ici, nous décrivons une méthode de surexpression ciblée et à long terme de CXCR4 dans les cellules B-1a murines primaires et le transfert adoptif subséquent pour visualiser la migration cellulaire et la production fonctionnelle d’anticorps IgM (figure 1). La manipulation génétique des cellules B primaires est limitée par une faible efficacité transfection par rapport à la transfection des lignées cellulaires transformées. Cependant, comme les lignées cellulaires transformées peuvent s’écarter considérablement des cellules primaires12,13, l’utilisation de cellules primaires est susceptible de fournir des résultats qui s’alignent plus étroitement à la physiologie normale. Plusieurs techniques ont été décrites pour le transfert de gènes dans les cellules B murines primaires, y compris la transduction rétrovirale, la transduction adénovirale, la lipofection, ou la transfection basée sur l’électroporation, qui ont des niveaux variables d’efficacité, d’éphémère, et d’impact sur la santé cellulaire13,14,15. La méthode suivante a utilisé la transduction rétrovirale car elle a donné une efficacité adéquate de transfert de gène de 'gt;30% tout en ayant un impact minimal sur la viabilité cellulaire. Le rétrovirus CXCR4-exprimant a été généré à l’aide de la protéine fluorescente ribosomal-verte de la construction rétrovirale décrite précédemment par le virus des cellules souches murines (MSCV-IRES-GFP; MigR1)16, dans lequel la souris CXCR4 gène a été sous-cloné4. Les particules rétrovirales MigR1 (control(Ctl)-GFP) et CXCR4-GFP ont été générées à l’aide de la transfection de phosphate de calcium telle qu’elle a été décrite dans les protocoles4,14précédemment publiés.
Les cellules de B-1a transdurées avec succès ont ensuite été transférées par voie intraveineuse dansrag1-/- souris lymphocytes-déficientes. Les souris de donneur et de destinataire ont en outre contenu le knock-out du gène E (ApoE) d’apolipoprotein, qui a comme conséquence l’accumulation et l’athérosclérose accrues d’OSE, fournissant ainsi un modèle pour l’activation in vivo de cellules B-1 et la production d’IgM. En outre, les souris de donneur et de destinataire différaient dans l’allotype de CD45 ; Les cellules B-1 du donneur provenaient de CD45.1MD ApoE-/- des souris et ont été transférées dans Rag1-/- CD45.2 ApoE-/- receveurs. Ceci a permis la différenciation du CD45.1 de donneur des cellules CD45.2 B destinataire après le transfert sans avoir besoin de tache en outre pour des marqueurs de cellules B pendant l’analyse de cytométrie d’écoulement. Les résultats fournis ici démontrent que la surexpression ciblée de CXCR4 sur les cellules de B-1a associe à la capacité accrue des cellules de B-1a de migrer vers la moelle osseuse, qui associe à l’augmentation de l’anti-OSE IgM plasmatique. Nous fournissons en outre une méthode pour l’enrichissement des cellules péritonéales B-1 par la sélection négative et démontrons l’exigence de l’activation de cellules B-1 pour la transduction efficace. Cette méthode peut être adaptée à d’autres constructions rétrovirales pour étudier l’effet de la surexpression des protéines sur la migration, le phénotype ou la fonction des cellules B-1a. En outre, l’utilisation de CD45.1 contre la distinction d’allotype de CD45.2 pourrait théoriquement permettre le transfert dans d’autres modèles murins immuno-suffisants contenant des cellules B endogènes.
Tous les protocoles pour animaux ont été approuvés par le Comité de soins et d’utilisation des animaux de l’Université de Virginie.
1. Séparation magnétique et enrichissement des cellules péritonéales B-1
2. Stimulation cellulaire peritonéal B-1
3. Transduction rétrovirale des cellules péritonéales B
4. Tri cellulaire des cellules péritonéniques transduites B-1a
5. Transfert d’adoption
6. Quantification des cellules de donneur et de plasma IgM
Un aperçu du protocole est donné à la figure 1. La figure 2 affiche l’enrichissement des cellules péritonéales B-1a après épuisement magnétique d’autres types de cellules péritonéales. Les cellules de singlet vivantes dans la fraction post-épuisement ont une plus grande proportion de cellules CD19 B par rapport auxmacrophages F4/80, n’ont pas de CD5salut CD19- cellules T, et contiennent une fréquence accrue de cellules CD19et CD5 mi-1a par rapport à la fraction de pré-épuisement.mid La figure 3 montre l’exigence d’activation cellulaire B pour une transduction rétrovirale réussie de cellules B et une augmentation dépendante de la dose de la fréquence des sous-ensembles cellulaires GFPMD B transduits avec l’augmentation du virus MOI utilisant le rétrovirus Ctl-GFP. Le tableau 2 affiche une efficacité accrue de transduction à l’aide de 96 plaques rondes bien comparées à des plaques de 24 puits ou 6 puits. La figure 4 affiche une surexpression réussie de CXCR4 (-gt;40%) sur les cellules B-1 et l’augmentation de la migration cellulaire B-1 vers CXCL12 in vitro après transduction avec le rétrovirus CXCR4-GFP, sans impact significatif sur la viabilité des cellules B. La figure 5 affiche la stratégie de gating pour le tri des cellules CD23 CD23 EN direct, singlet, CD19MDMDMDMDMD CD5MD B-1a provenant soit d’une condition non transduite (GFP-), soit des deux affections transduites (GFPMD). Notez que les cellules CD23 B-2 ne sont pas présentes dans ces échantillons en raison de l’épuisement magnétique antérieur. Les cellules CD23 CD23- IgMMD CD5- B-1b transduites en direct, à singlet, CD19MD peuvent également être triées à l’aide de cette stratégie de gating. La figure 6 présente des cellules de donneurs CD45.1MD transférées et une surexpression soutenue de CXCR4 sur les cellules de donneurs récupérées de la moelle osseuse et de la rate des souris bénéficiaires de CD45.2 17 semaines après le transfert de cellules. Le tableau 3 montre une association positive entre l’expression CXCR4 et la localisation des cellules du donneur à la moelle osseuse, mais pas la rate. Le tableau 4 montre une association positive entre le nombre de cellules de donneur dans la moelle osseuse et la quantité plasmatique d’IgM anti-MDA-LDL.

Figure 1 : Schéma de conception expérimentale pour la transduction rétrovirale et le transfert adoptif. Les cellules péritonéales isolées des souris allotypes CD45.1 sont enrichies pour les cellules B-1 par épuisement magnétique utilisant des anticorps biotinylés et des microbilles anti-biotine. Les cellules péritonéales enrichies B-1 sont activées pour stimuler la prolifération cellulaire avec L’agoniste CpG oligodeoxynucleotide de PLR9. Les cellules activées sont transductrices avec des particules rétrovirales Ctl-GFP ou CXCR4-GFP. Les cellules GFP B-1a transduites avec succès sont triées à l’aide de FACS et transférées de façon adoptive dans des souris hôtes d’allotype DE CD45.2. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 2 : Enrichissement pour les cellules péritonéales B-1. Des parcelles de cytométrie représentatives de la cytométrie des cellules péritonéales de l’enrichissement prémagnétique (en haut) et de l’enrichissement postmagnétique (en bas) pour les cellules CD19 B. Les cellules CD19MD F4/80 sont des cellules B, les cellules CD19- F4/80MD sont des macrophages, les cellulesmoyennes CD19MD CD5 sont des cellules B-1a, et les cellules de CD19- CD5salut sont des lymphocytes T. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 3 : La transduction rétrovirale nécessite l’activation de cellules B. Les cellules B péritonéales ont été transductées avec le rétrovirus de Ctl-GFP à 5:1, 10:1, ou 25:1 MOI ou laissé non-transduced en présence ou en absence de TLR9 agoniste CpG ODN1668. La fréquence des cellules B2, B1, B-1a ou B-1b transduites avec succès a été quantifiée par cytométrie d’écoulement 18 h post-transduction. Les barres d’erreur représentent la moyenne de SEM. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 4 : Confirmation de la surexpression de CXCR4 et augmentation de la migration B-1a in vitro. Les cellules B péritonéales d’ApoE-/- les souris avec l’insuffisance cellule-spécifique de B de CXCR4 ont été isolées et transdues avec le rétrovirus de Ctl-GFP ou de CXCR4-GFP, ou cultivés sans transduction. aa) Les parcelles de flux représentatives de l’expression CXCR4 et GFP sur les cellules B-1 provenant de cellules non transduites (en haut à gauche), de Ctl-GFP transduites (en bas à gauche) ou de CXCR4-GFP transductées (en bas à droite). FMO-CXCR4 (en haut à droite) utilisé pour définir la porte positive CXCR4. b) Quantification de l’IMF de CXCR4 sur les cellules B-1 de GFPMD à partir de cellules non transduites (n - 1), Ctl-GFP transduites (n - 2), ou CXCR4-GFP transductées (n et 2) conditions. c) Fréquence des cellules B-1 non transduites (n - 1), Ctl-GFP transductées (n - 2), ou CXCR4-GFP transduites (n - 2) cellules B-1 qui ont migré vers CXCL12 en pourcentage du nombre total de cellules B-1 chargées en transwell. d) Stratégie représentative de gating pour la quantification des cellules viables au sein de la population de cellules B transduites avec succès (CD19-GFPMD). e) Fréquence des cellules B vivantes après transduction avec Ctl-GFP (n - 2) ou rétrovirus CXCR4-GFP (n - 2). Les barres d’erreur représentent la moyenne et le SEM. Ce chiffre a été modifié par rapport à notre publication précédente4. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 5 : Stratégie de Gating pour le tri des cellules B-1a transduirees de GFPMD. Les parcelles de cytométrie de débit représentative pour le tri des cellules GFPMD ou GFP-B-1a à partir d’un échantillon non transducté (en haut), d’un échantillon transducté Ctl-GFP (au milieu) et d’un échantillon transducté CXCR4-GFP (en bas). Cellules B-1a définies comme des cellules CD23 CD23 CD23- CD5MD vivantes, simples, CD19MD. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Figure 6 : Quantification des cellules de donneur transférées. Parcelles de cytométrie de flux représentatif affichant des cellules CD45.1MD CD45.2- cellules de donneurs d’un contrôle de PBS (en haut), un receveur de cellules Ctl-GFPMD B-1a (milieu), et un récepteur de cellules B-1a CXCR4-GFPMD (en bas), et une analyse subséquente de l’expression CXCR4 sur les cellules de donneur dans la moelle osseuse(a), ou la pléade(b). Quantification de l’expression CXCR4 (intensité moyenne de fluorescence, MFI) sur les cellules des donneurs de moelle osseuse (c) ou de rate (d). Quantification du nombre de cellules donneuses récupérées dans la moelle osseuse (e) ou la rate (f) des receveurs. Le test Mann-Whitney de 0,05 ou de p’lt; 0,01 par Mann-Whitney. Les barres d’erreur représentent la moyenne et le SEM. Ce chiffre a été modifié par rapport à notre publication précédente4. S’il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
| Étape du protocole | Anticorps | Concentration finale |
| Étape 1.8 | Biotine Ter119 | 1 ll par 100 'L volume final |
| Biotine CD3e | 1 ll par 100 'L volume final | |
| Biotine Gr-1 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| Biotine CD23 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| Biotine NK1.1 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| Biotine F4/80 | 2,5 L par volume final de 100 l | |
| Anticorps | Concentration finale | |
| Étape 4.5 | CD5 PE | 1 ll par 100 'L volume final |
| IgM PECF594 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| CD23 PECy7 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| B220 APC | 1 ll par 100 'L volume final | |
| CD19 APCef780 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| Anticorps | Concentration finale | |
| Étape 6.1 | CD45.1 PerCP Cy5.5 | 1 ll par 100 'L volume final |
| CD45.2 BV421 | 1 ll par 100 'L volume final | |
| CXCR4 APC | 2,5 L par volume final de 100 l |
Tableau 1 : Les anticorps et leurs concentrations finales utilisées dans le protocole.
| Condition | %GFP de la population totale | %GFPMD de cellules CD19 B |
| Plaque ronde de 96 puits | 30.9% | 52.7% |
| Plaque de 24 puits | 8.4% | 21.2% |
| Plaque de 6 puits | 16.2% | 27.3% |
Tableau 2 : Optimisation des plaques. Fréquence des cellules totales totales de GFPMD transduites avec succès ou des cellules B CD19MD GFPMD après transduction de cellules B-1 péritonéales enrichies de 6 x 106 dans une plaque de fond rond de 96 puits (40 puits à 150 000 cellules par puits), une plaque de 24 puits (6 puits à 1 x 106 cellules par puits), ou une plaque de 6 puits (3 puits à 2 x 106 cellules par puits) à un 20:1 MOI avec rétrovirus Ctl-GFP.
| Variable | MFI de CXCR4 sur les cellules B-1a donneur | |
| r-valeur | p-valeur | |
| - des cellules B-1a du donneur dans la moelle osseuse | 0.71 | *0.014 |
| - des cellules B-1a du donneur dans la rate | 0.43 | 0.18 |
Tableau 3 : Association entre l’expression CXCR4 sur les cellules de donneur et la localisation des cellules de donneur. L’intensité moyenne de fluorescence (IMF) de CXCR4 sur les cellules B-1a de donneur corrélée avec le nombre de cellules B-1a de donneur dans la moelle ou la rate de Rag1-/- ApoE-/- souris bénéficiaires 17 semaines après le transfert adoptif. Données présentées sous forme de coefficient de corrélation (r) et d’importance statistique (p). Ce tableau a été modifié par rapport à notre publication précédente4.
| Variable | - des cellules de donneur dans la moelle osseuse | |
| r-valeur | p-valeur | |
| Plasma anti-MDA-LDL IgM | 0.67 | *0.028 |
| Plasma E06/T15 IgM | 0.56 | 0.076 |
| Plasma 1,3-dextran IgM | 0.29 | 0.39 |
Tableau 4 : Association entre la localisation des cellules de donneur et la quantité plasmatique d’anti-OSE IgM. Le nombre de cellules B-1a donneurs dans la moelle osseuse de Rag1-/- ApoE-/- souris bénéficiaires 17 semaines après le transfert d’adoption est corrélé avec la quantité circulante d’anti-MDA-LDL IgM, E06/T15 IgM, ou anti-1,3-dextran IgM. Données présentées sous forme de coefficient de corrélation (r) et d’importance statistique (p). Ce tableau a été modifié par rapport à notre publication précédente4.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Ici, nous décrivons une méthode pour la surexpression rétrovirale et le transfert adoptif des cellules murines B-1a pour examiner in vivo la migration et la localisation de cellules de B-1a. Ce protocole peut être étendu pour divers essais fonctionnels en aval, y compris la quantification de la localisation de cellules B-1a du donneur ou l’analyse des facteurs sécrétés dérivés de cellules de donneurs après le transfert d’adoption.
Ce travail a été soutenu par 1R01 HL107490, 1R01 HL136098, Projet 3 de P01 HL055798, P01 HL136275-01 (C.A. McNamara), et R01GM100776 (T.P. Bender). A. Upadhye a été soutenu par American Heart Association Boursier pré-doctoral 16PRE30300002 et 5T32AI007496-20. Nous remercions Joanne Lannigan, Mike Solga et Claude Chew de l’Université de Virginie Flow Cytometry Core pour leur excellente assistance technique.
| Capuchons filtrants 70 microns | Falcon | 352235 | |
| microbilles anti-biotine | Miltenyi Biotec | 130-090-485 | |
| anti-CD16/CD32, ou bloc Fc | Life Technologies | MFCR00 | |
| B220 APC | eBioscience | 17-0452-83 | Clone : RA3-6B2 |
| Bêta-mercaptoéthanol | Gibco | 21985-023 | |
| CD19 APCef780 | eBioscience | 47-0193-82 | Clone : eBio1D3 |
| CD23 biotine | eBioscience | 13-0232-81 | Clone : B3B4 |
| CD23 PECy7 | eBioscience | 25-0232-82 | Clone : B3B4 |
| CD3e biotine | eBioscience | 13-0033-85 | Clone : eBio500A2 |
| CD45.1 Souris ApoE-/- | N | /A N/A | Élevé en maison |
| CD45.1 PerCP-Cy5.5 | BD Biosciences | 560580 | Clone : A20 |
| CD45.2 BV421 | BD Biosciences | 562895 | Clone : 104 |
| CD45.2 Rag1-/- ApoE-/- souris | N/A | N/A | Élevé en interne |
| CD5 PE | eBioscience | 12-0051-83 | Clone : 53-7.3 |
| Rétrovirus Ctl-GFP | N/A | N/A | Généré en interne à l’aide du plasmide rétroviral MigR1 exprimant la GFP fourni par le Dr T.P. Bender |
| CXCR4 APC | eBioscience | 17-9991-82 | Clone : 2B11 |
| CXCR4-GFP rétrovirus | N/A | N/A | Généré en interne par clonage de souris CXCR4 dans le plasmide rétroviral MigR1 |
| F4/80 Biotine | Life Technologies | MF48015 | Clone : BM8 |
| Flowjo Software v. 9.9.6 | Treestar Inc. | Licence requise | |
| Gentamicine | Gibco | 15710-064 | |
| Gr-1 biotine | eBioscience | 13-5931-82 | Clone : RB6-8C5 |
| sérum fœtal bovin inactivé par la chaleur | Gibco | 16000-044 | |
| HEPES | Gibco | 15630-080 | |
| IgM PECF594 | BD Biosciences | 562565 | Clone : R6-60.2 |
| Seringues à insuline | BD Biosciences | 329461 | |
| Isoflurane | Henry Schein Santé animale | 029405 | |
| Live/Dead Yellow Life | Technologies | L34968 | |
| LS colonnes | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| NK1.1 biotine | BD Biosciences | 553163 | Clone : PK136 |
| Acides aminés non essentiels | Gibco | 11140-050 | |
| ODN 1668 | InvivoGen | tlrl-1668 | |
| PBS | Gibco | 14190-144 | |
| RPMI-1640 | Gibco | 11875-093 | |
| Pyruvate de sodium | Gibco | 11360-070 | |
| Ter119 biotine | eBioscience | 13-5921-82 | Clone : Ter119 |