Korzystając z wieloetapowych systemów hodowli, raportujemy in vitro model różnicowania komórek B do komórek plazmatycznych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
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.
Całkowita procedura różnicowania prawidłowych komórek plazmatycznych (PC) in vitro przedstawiona jest na Rysunku 1. Stosując przedstawiony tutaj protokół, udało nam się wygenerować odpowiednią ilość komórek, której nie można było uzyskać z ludzkich próbek ex vivo. Mimo że zbadano rolę złożonej sieci czynników transkrypcyjnych zaangażowanych w różnicowanie PC, mechanizmy regulujące kluczowe sieci transkrypcyjne różnicowania PC pozostają słabo znane. Różnicowan...
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.