Cechy lub czynniki epigenetyczne, takie jak metylacja DNA, potranslacyjne modyfikacje histonów i niekodujące RNA (w tym mikroRNA), modulują funkcję komórki poprzez zmianę ekspresji genów1. Modyfikacje epigenetyczne regulują funkcję limfocytów B, takie jak rekombinacja DNA z zamianą klasy immunoglobuliny (CSR), hipermutacja somatyczna (SHM) i różnicowanie do komórek B pamięci lub komórek plazmatycznych, modulując w ten sposób odpowiedzi przeciwciał i autoprzeciwciał2,3. CSR i SHM krytycznie wymagają indukowanej aktywacją deaminazy cytydynowej (AID, kodowanej jako Aicda), która jest silnie indukowana w komórkach B w odpowiedzi na antygeny zależne i niezależne od T4. Limfocyty B z przełączaną klasą/hipermutacją dalej różnicują się w komórki plazmatyczne, które wydzielają duże ilości przeciwciał w sposób krytycznie zależny od białka dojrzewania indukowanego limfocytami B 1 (Blimp1, kodowane jako Prdm1)5. Nieprawidłowe zmiany epigenetyczne w komórkach B mogą powodować nieprawidłowe odpowiedzi przeciwciała/autoprzeciwciała, co może prowadzić do odpowiedzi alergicznej lub autoimmunizacji1,4. Zrozumienie, w jaki sposób czynniki epigenetyczne, takie jak miRNA, modulują ekspresję genów wbudowanych w limfocyty B, jest nie tylko ważne dla opracowania szczepionki, ale jest również niezbędne do ujawnienia mechanizmów potencjalnych nieprawidłowych odpowiedzi przeciwciał/autoprzeciwciał.
Acetylacja i deacetylacja histonów są modyfikacjami reszt lizyny na białkach histonowych, zazwyczaj katalizowanymi przez acetylotransferazę histonową (HAT) i deacetylazę histonów (HDAC). Modyfikacje te prowadzą do zwiększenia lub zmniejszenia dostępności chromatyny i dodatkowo umożliwiają lub uniemożliwiają wiązanie czynników transkrypcyjnych lub białek z DNA oraz zmianę ekspresji genów5,6,7,8. Inhibitory HDAC (HDI) to klasa związków, które zakłócają funkcję HDAC. W tym przypadku użyliśmy HDI (VPA), aby zająć się regulacją HDAC na wewnętrzny profil ekspresji genów komórek B i na jego mechanizm.
miRNA to małe, niekodujące RNA o długości około 18 do 22 nukleotydów, które są generowane przez kilka etapów. Geny gospodarza miRNA są transkrybowane i tworzą pierwotne mikroRNA (pri-miRNA). Są one eksportowane do cytoplazmy, gdzie pri-miRNA są dalej przetwarzane na prekursorowe miRNA (pre-miRNA). Wreszcie, dojrzałe miRNA powstają w wyniku rozszczepienia pre-miRNA. miRNA rozpoznają komplementarne sekwencje w nieulegającym translacji regionie 3' docelowych mRNAs6,7. Poprzez wyciszenie potranskrypcyjne miRNA regulują aktywność komórkową, taką jak proliferacja, różnicowanie i apoptoza10,11. Ponieważ wiele miRNA może celować w to samo mRNA, a jeden pojedynczy miRNA może potencjalnie celować w wiele mRNA, ważne jest, aby mieć kontekstowy wgląd w profil ekspresji miRNA, aby zrozumieć wartość indywidualnego i zbiorowego efektu miRNA. Wykazano, że miRNA są zaangażowane w rozwój komórek B i różnicowanie obwodowe, a także różnicowanie specyficzne dla etapu komórek B, odpowiedź przeciwciał i autoimmunizację1,4,9. W 3' UTR Aicda i Prdm1 istnieje kilka zweryfikowanych lub przewidywanych ewolucyjnie konserwatywnych miejsc, które mogą być celem miRNAs8.
Modulacja epigenetyczna, w tym modyfikacja histonów po transkrypcji i miRNA, wyświetlają specyficzny dla komórki i stadium komórki wzorzec regulacji ekspresji genów9. W tym miejscu opisujemy metody definiowania modulacji ekspresji miRNA i mRNA, CSR i różnicowania komórek plazmatycznych za pośrednictwem HDI. Należą do nich protokoły indukowania komórek B do przechodzenia CSR i różnicowania komórek plazmatycznych; do leczenia limfocytów B HDI; oraz do analizy ekspresji miRNA i mRNA za pomocą qRT-PCR, miRNA-seq i mRNA-seq10,11,12,8,13.