Korzystając z wieloetapowych systemów hodowli, raportujemy in vitro model różnicowania komórek B do komórek plazmatycznych.
Artykuł metodologiczny
Korzystając z wieloetapowych systemów hodowli, raportujemy in vitro model różnicowania komórek B do komórek plazmatycznych.
Komórki plazmatyczne (PC) wydzielają duże ilości przeciwciał i rozwijają się z komórek B, które zostały aktywowane. PC są rzadkimi komórkami znajdującymi się w szpiku kostnym lub błonie śluzowej i zapewniają odporność humoralną. Ze względu na ich niską częstotliwość i lokalizację, badanie komputerów PC jest trudne u ludzi. Przedstawiliśmy model różnicowania B do PC in vitro przy użyciu wybranych kombinacji cytokin i cząsteczek aktywacyjnych, które pozwalają odtworzyć sekwencyjne różnicowanie komórek zachodzące in vivo. W tym modelu in vitro limfocyty B pamięci (MBC) będą różnicować się w preplazmablasty (prePB), plazmablasty (PB), wczesne PC i wreszcie w długożyciowe PC, z fenotypem zbliżonym do ich odpowiedników u zdrowych osób. Zbudowaliśmy również ogólnodostępne narzędzia bioinformatyczne do analizy najważniejszych informacji z danych GEP związanych z różnicowaniem PC. Zasoby te można wykorzystać do badania różnicowania ludzkiego B do PC, a w obecnym badaniu badaliśmy regulację ekspresji genów czynników epigenetycznych podczas różnicowania człowieka B do PC.
Różnicowanie komórek B do komórek plazmatycznych (PC) jest niezbędne dla odporności humoralnej i ochrony gospodarza przed infekcjami1. Różnicowanie B do PC wiąże się z poważnymi zmianami w zdolności transkrypcyjnej i metabolizmie w celu dostosowania się do wydzielania przeciwciał. Czynniki transkrypcyjne, które kontrolują różnicowanie B do PC, zostały szeroko zbadane i ujawniły ekskluzywne sieci, w tym czynniki transkrypcyjne specyficzne dla B i PC (TF)2. W komórkach B TF PAX5, BCL6 i BACH2 są strażnikami tożsamości komórek B2,3. Indukcja IRF4, PRDM1 kodujących BLIMP1 i XBP1 PC TF wygaśnie geny komórek B i wywoła skoordynowany program transkrypcyjny komórek wydzielających przeciwciała3,4,5. Te skoordynowane zmiany transkrypcyjne są związane z aktywacją transkrypcji genów Ig wraz z przejściem z formy związanej z błoną na wydzielaną formę łańcucha ciężkiego immunoglobuliny2,3,4. Różnicowanie B do PC jest związane z indukcją genów zaangażowanych w retikulum endoplazmatyczne i funkcje aparatu Golgiego wraz z aktywacją odpowiedzi na niesfałdowane białko (UPR), o której wiadomo, że odgrywa kluczową rolę w PC poprzez adaptację syntezy wydzielanych immunoglobulin6,7. TF XBP1 odgrywa główną rolę w tej adaptacji komórkowej8,9,10.
B komórki i komputery są kluczowymi graczami odporności humoralnej. Zrozumienie procesów biologicznych, które kontrolują produkcję i przeżycie normalnych komórek plazmatycznych, ma kluczowe znaczenie w interwencjach terapeutycznych, które muszą zapewnić skuteczną odpowiedź immunologiczną i zapobiec autoimmunizacji lub niedoborowi odporności. PC to rzadkie komórki, których wczesne etapy różnicowania zachodzą w lokalizacjach anatomicznych, które utrudniają pełną charakterystykę biologiczną, szczególnie u człowieka. Korzystając z wieloetapowych systemów hodowli, opisaliśmy model różnicowania in vitro B do PC. Model ten odtwarza sekwencyjne różnicowanie i dojrzewanie komórek zachodzące w różnych narządach in vivo11,12,13. W pierwszym etapie komórki B pamięci są najpierw aktywowane przez cztery dni przez ligand CD40, oligodeoksynukleotydy i kombinację cytokin i różnicują się w preplazmablasty (PrePB). W drugim etapie preplazmablasty są indukowane do różnicowania się w plazmablasty (PB) poprzez usunięcie stymulacji CD40L i oligodeoksynukleotydów oraz zmianę kombinacji cytokin. W trzecim etapie plazmblasty są indukowane do różnicowania się we wczesne PC poprzez zmianę kombinacji cytokin11,12. Wprowadzono czwarty krok, aby uzyskać w pełni dojrzałe PC poprzez hodowlę tych wczesnych PC za pomocą komórek zrębu szpiku kostnego kondycjonowanych pożywką lub wybranymi czynnikami wzrostu13. Te dojrzałe bakterie mogą przetrwać kilka miesięcy in vitro i wydzielać duże ilości immunoglobuliny (Ryc. 1). Co ciekawe, nasz model in vitro podsumowuje skoordynowane zmiany transkrypcyjne i fenotyp różnych etapów od B do PC, które można wykryć in vivo11,12,13,14,15. PC są rzadkimi komórkami, a nasz model różnicowania in vitro pozwala na badanie różnicowania ludzi B i PC.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół jest zgodny z wytycznymi, zgodnie z Deklaracją Helsińską i zgodą Centrum Zasobów Biologicznych Szpitala Uniwersyteckiego w Montpellier.
1. Model normalnego różnicowania komórek plazmatycznych in vitro
UWAGA: Komputery są generowane przez czteroetapową kulturę11,12,13.
2. Atlas molekularny różnicowania B do PC
UWAGA: Zbudowaliśmy wygodne i otwarte narzędzia bioinformatyczne do wyodrębniania i wizualizacji najważniejszych informacji z danych GEP Affymetrix związanych z różnicowaniem komputerów PC (GenomicScape)15. GEP są publicznie dostępne w bazie danych ArrayExpress (http://www.ebi.ac.uk/arrayexpress/), w tym oczyszczonych MBC, PrePBs, PB i EPC: E-MTAB-1771, E-MEXP-2360 i E-MEXP-3034 oraz BMPC E-MEXP-236014,15. Genomicscape jest ogólnodostępnym narzędziem internetowym.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ogólna procedura normalnego różnicowania PC in vitro jest przedstawiona w Rysunek 1. Korzystając z przedstawionego tutaj protokołu, mogliśmy wygenerować odpowiednią ilość komórek, której nie można było uzyskać za pomocą próbek ludzkich ex vivo. Chociaż rola złożonej sieci czynników transkrypcyjnych zaangażowanych w różnicowanie PC została zbadana, mechanizmy regulujące kluczowe sieci transkrypcyjne różnicowania PC pozostają słabo poznane. Różnicowanie komórko...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
U człowieka PC są rzadkimi komórkami, których etapy różnicowania zachodzą w miejscach anatomicznych, które utrudniają pełną charakterystykę biologiczną. Opracowaliśmy model różnicowania in vitro B do PC przy użyciu wieloetapowych systemów hodowli, w których następnie stosuje się różne kombinacje cząsteczek aktywacyjnych i cytokin w celu odtworzenia sekwencyjnego różnicowania komórek zachodzącego w różnych narządach/tkankach in vivo 11,12,13.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia
Ta praca była wspierana przez granty z francuskiego Instytutu INCA (Institut National du Cancer) (PLBIO15-256), ANR (Tie-Skip) i ITMO Cancer (MM&TT).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Koraliki magnetyczne anty-CD2 | Invitrogen | 11159D | |
| Anti-CD138-APC | Beckman-Coulter | B49219 | |
| Anty-CD19-APC | BD | 555415 | |
| Anty-CD20-PB | Beckman-Coulter | B49208 | |
| Anty-CD27-PE | BD | 555441 | |
| Anty-CD38-PE | Beckman-Coulter | A07779 | |
| Lek przeciwhistydynowy | R& D Systems | MAB050 | |
| CpG ODN(PT) | Sigma | T*C*G*T*C*G*T*T*C* G*T*T*T*T*T*G*T*T*T*T*T | |
| transfer człowieka | Sigma-Aldrich | T3309 | |
| IFN-α | Merck | Intron A | |
| IMDM | Gibco | 31980-022 | |
| Recombinan Human CD40L-hi | R& D Systems | 2706-CL | |
| Rekombinowany człowiek KWIECIEŃ | R& D Systems | 5860-AP-010 | |
| Rekombinowany człowiek IL-10 | R& D Systems | 217-IL-Rekombinowane | |
| ludzkie białko IL-15 | Peprotech | 200-15-10ug | |
| Rekombinowane ludzkie białko IL-2 | R& D Systems | 202-IL-Rekombinowany | |
| ludzki IL-6 | Peprotech | 200-06 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie