Ostatnie badania wykazały znaczną niejednorodność fenotypową i funkcjonalną komórek odpornościowych, a w szczególności komórek B, w zależności od lokalizacji komórki1,2,3,4,5. Komórki B-1a są jedną z takich populacji o niejednorodnej zdolności do wytwarzania ochronnych przeciwciał IgM; Komórki B-1a szpiku kostnego wydzielają IgM konstytutywnie i znacząco przyczyniają się do miana IgM w osoczu6, podczas gdy komórki B-1a otrzewnej mają niski poziom wydzielania IgM w homeostazie i zamiast tego mogą być aktywowane przez wrodzony receptor toll-podobny (TLR) lub sygnalizację za pośrednictwem cytokin, aby szybko się namnażać, migrować i wydzielać IgM7,8,9,10. Przeciwciała IgM komórek B-1a rozpoznają epitopy specyficzne dla utleniania (OSE), które są obecne na patogenach, komórkach apoptotycznych i utlenionym LDL, a wiązanie IgM z OSE może zapobiegać sygnalizacji zapalnej w chorobach takich jak miażdżyca11. Dlatego strategie mające na celu zwiększenie produkcji IgM poprzez zwiększenie migracji komórek B-1a otrzewnej do miejsc takich jak szpik kostny mogą być przydatne terapeutycznie. Jednak ważne jest, aby takie strategie były ukierunkowane i specyficzne dla typu komórki, ponieważ efekty niezamierzone mogą negatywnie wpływać na funkcje odpornościowe lub zdrowie.
Tutaj opisujemy metodę celowej i długotrwałej nadekspresji CXCR4 w pierwotnych mysich komórkach B-1a, a następnie transferu adoptywnego w celu wizualizacji migracji komórek i funkcjonalnej produkcji przeciwciał IgM (Rysunek 1). Manipulacja genetyczna pierwotnych limfocytów B jest ograniczona przez niską skuteczność transfekcji w porównaniu z transfekcją przekształconych linii komórkowych. Ponieważ jednak transformowane linie komórkowe mogą znacznie odbiegać od komórek pierwotnych12,13, użycie komórek pierwotnych prawdopodobnie zapewni wyniki, które będą bardziej zgodne z normalną fizjologią. Opisano kilka technik transferu genów w pierwotnych mysich komórkach B, w tym transdukcję retrowirusową, transdukcję adenowirusową, lipofekcję lub transfekcję opartą na elektroporacji, które mają różne poziomy wydajności, przemijalności i wpływu na zdrowie komórek13,14,15. Poniższa metoda wykorzystywała transdukcję retrowirusową, ponieważ zapewniała odpowiednią wydajność transferu genów na poziomie >30%, przy minimalnym wpływie na żywotność komórek. Retrowirus wykazujący ekspresję CXCR4 został wygenerowany przy użyciu wcześniej opisanego retrowirusowego konstruktu wirusa mysich komórek macierzystych - wewnętrznego rybosomalnego miejsca wejścia - zielonego białka fluorescencyjnego (MSCV-IRES-GFP; MigR1)16, do którego podklonowano mysi gen CXCR44. Cząstki retrowirusowe MigR1 (kontrola(Ctl)-GFP) i CXCR4-GFP zostały wygenerowane przy użyciu transfekcji fosforanu wapnia, jak opisano we wcześniej opublikowanych protokołach4,14.
Pomyślnie transdukowane komórki B-1a zostały następnie dożylnie przeniesione do myszy Rag1-/- z niedoborem limfocytów. Zarówno myszy-dawca, jak i biorca zawierały dodatkowo nokaut genu apolipoproteiny E (ApoE), co powoduje zwiększoną akumulację OSE i miażdżycę, zapewniając w ten sposób model aktywacji komórek B-1 in vivo i produkcji IgM. Co więcej, myszy dawcy i biorcy różniły się allotypem CD45; Komórki dawcy B-1 pochodziły od myszy ApoE-/- CD45.1 + i zostały przeniesione do biorców Rag1 - /- CD45.2 + ApoE-/-. Pozwoliło to na różnicowanie limfocytów B CD45.2 dawcy od biorcy CD45.2 po transferze bez konieczności dodatkowego barwienia w poszukiwaniu markerów limfocytów B podczas analizy cytometrii przepływowej. Przedstawione tutaj wyniki pokazują, że ukierunkowana nadekspresja CXCR4 na komórkach B-1a wiąże się ze zwiększoną zdolnością komórek B-1a do migracji do szpiku kostnego, co wiąże się ze zwiększonym poziomem IgM anty-OSE w osoczu. Dodatkowo przedstawiamy metodę wzbogacania komórek B-1 otrzewnej poprzez selekcję negatywną i wykazujemy wymóg aktywacji komórek B-1 w celu efektywnej transdukcji. Metoda ta może być zaadaptowana do innych konstruktów retrowirusowych w celu zbadania wpływu nadekspresji białka na migrację, fenotyp lub funkcję komórek B-1a. Co więcej, zastosowanie rozróżnienia allotypów CD45.1 i CD45.2 może teoretycznie umożliwić transfer do innych immunologicznych modeli mysich zawierających endogenne limfocyty B.