Summary

CXCR4在Murine B-1a细胞上的逆转录病毒过度表达和靶向B-1a细胞向骨髓和IgM生产转移的采用转移

Published: May 31, 2020
doi:

Summary

在这里,我们描述了一种抗逆转录病毒过度表达和采用迁移的鼠B-1a细胞的方法,以检查体内B-1a细胞的迁移和定位。该协议可扩展到不同的下游功能检测,包括定量供体B-1a细胞定位或分析供体细胞衍生分泌因子的收养后转移。

Abstract

由于细胞功能受细胞微环境中利基特定因素的影响,剖析细胞定位和迁移的方法可以进一步洞察细胞功能。B-1a细胞是小鼠中一个独特的B细胞子集,在健康和疾病期间产生保护性天然IgM抗体,防止氧化特异性表皮。B-1a细胞IgM的产生因B-1a细胞位置而异,因此从治疗的角度来看,将B-1a定位目标定位到支持高抗体生产的利基领域变得有用。在这里,我们描述了一种方法,通过逆转录病毒介导的C-X-C图案化学酶受体4(CXCR4)的过度表达,将B-1a细胞迁移到骨髓。原鼠B细胞的基因诱导可能具有挑战性,通常根据技术产生10-20%的低转染效率。在这里,我们证明原鼠B-1a细胞的逆转录病毒转导可产生30-40%的转染效率。该方法利用转导B-1a细胞的采用细胞转移到B细胞缺陷受体小鼠中,使供体B-1a细胞迁移和定位得到可视化。该协议可用于其他逆转录病毒结构,可用于收养后转移后的各种功能检测,包括对供体细胞或宿主细胞表型和功能的分析,或B-1a细胞转移后分泌的可溶性因子的分析。使用以CD45.1和CD45.2等位类型区分的不同供体和受体小鼠,并在逆转录病毒质粒体内存在GFP报告器,还可以检测含有内源性B细胞群的其他免疫充足的小鼠模型中的供体细胞。

Introduction

最近的研究表明,相当多的免疫细胞,特别是B细胞,皮质和功能异质性取决于细胞定位11,2,3,4,5。2,3,4,5B-1a细胞是具有异质性产生保护性IgM抗体的杂质能力的一个群体;骨髓B-1a细胞分泌IgM,对血浆IgM成形106有显著贡献,而心内性B-1a细胞在平衡性时具有低水平IgM分泌,而是可以通过先天多收费的受体(TLR)或细胞因子介导的信号激活,以迅速增殖、迁移和分泌IgM7、8、9。7,8,9,B-1a细胞IgM抗体可识别病原体、凋亡细胞和氧化LDL上存在的氧化特异性表皮(OSE),与OSE结合的IgM可以预防动脉粥样硬化11等疾病的炎症性下游信号。因此,通过增加对骨髓等部位的细胞迁移来增加IgM产量的策略可能具有治疗性。然而,这种策略必须针对和细胞类型特定,因为非目标效应可能对免疫功能或健康产生负面影响。

在这里,我们描述了一种在原鼠B-1a细胞中针对和长期过度表达CXCR4的方法,以及随后的采用转移,以可视化细胞迁移和功能IgM抗体的产生(图1)。与转化细胞系的转染相比,原发B细胞的基因操作受到转染效率低的限制。然而,由于转化的细胞系可以显著偏离原细胞1212,13,13使用原细胞可能会提供的结果,更紧密地配合正常生理。在原鼠B细胞的基因转移中,已经描述了几种技术,包括逆转录病毒转导、脱病毒转导、脂肪化或电穿孔型转染,其效率、转化性和对细胞健康的影响13、14、15。,1513,以下方法采用逆转录病毒转导,因为它产生了足够的基因转移效率>30%,同时对细胞生存能力的影响最小。CXCR4表达逆转录病毒是使用前面描述的逆转录病毒构造鼠干细胞-内部核糖体进入部位-绿色荧光蛋白(MSCV-IRES-GFP) 产生的;MigR1)16,其中小鼠CXCR4基因被子克隆4。MigR1(控制(Ctl)-GFP和CXCR4-GFP逆转录病毒颗粒是使用磷酸盐钙转染产生的,如先前公布的协议44、1414所述。

成功转导的B-1a细胞随后被静脉注射转移到淋巴细胞缺乏的Rag1-/—-小鼠中。供体小鼠和受体小鼠还含有对脂蛋白E(ApoE)基因的敲除,导致OSE积累和动脉粥样硬化增加,从而为体内B-1细胞活化和IgM生产提供了一个模型。此外,供体小鼠和受体小鼠在CD45等位型上有所不同;供体B-1细胞来自CD45.1+ApoE-/—–小鼠,并转移到Rag1-/- CD45.2+ApoE-/——受体。这允许在移植后将供体CD45.1与受体CD45.2 B细胞区分,而无需在流细胞测量分析期间为B细胞标记额外染色。这里提供的结果表明,B-1a细胞上的目标CXCR4过度表达与B-1a细胞迁移到骨髓的能力增强有关,骨髓与血浆抗OSE IgM增加有关。我们还提供了一种通过负选择来丰富圆锥体B-1细胞的方法,并演示了B-1细胞激活对有效转导的要求。该方法可应用于其他逆转录病毒构造,以研究蛋白质过度表达对B-1a细胞迁移、表型或功能的影响。此外,使用CD45.1与CD45.2等位基因区分理论上可以允许转移到含有内源性B细胞的其他免疫足够的鼠型。

Protocol

所有动物协议都得到弗吉尼亚大学动物护理和使用委员会的批准。 1. 圆锥形B-1细胞的磁分离和浓缩 使用 CO2对 12-14 周大、男性、CD45.1+ApoE-/-鼠标进行安乐死。 使用笔直的手术剪刀在腹部进行表面切割,并用弯曲的剪刀剥去皮肤,露出腹壁。使用 10 mL 注射器和 25 G 针,以 10 mL 37 °C RPMI-1640 介质的 10 mL 冲洗穿孔腔。摇动鼠标以分离细胞,?…

Representative Results

图 1给出了协议的概述。图 2显示了其他锥形细胞类型的磁耗竭后,圆锥形 B-1a 细胞的富集。与F4/80+ 巨噬细胞相比,后耗尽分数中的活单细胞的CD19+B细胞比例+更高,缺乏CD5HI CD19- T细胞,并且与预耗尽分数相比,CD19+ CD5中B-1a细胞的频率增加。图 3显示了 B 细胞激活对成功逆转录病毒 B 细胞?…

Discussion

此处提供的方法可实现稳定且相对高效的原发B-1a细胞基因传递、体内采用转移以及注射细胞的识别和定位。细胞在细胞转移后17周被检测到,并保留增加的CXCR4表达。逆转录病毒介导的传递使原鼠B-1a细胞的转导效率为30-40%,对我们手中的细胞生存能力的影响最小(图4e)。这与Moghimi及其同事先前的一项研究的结果一致,该研究将基因转移技术与原发性鼠B细胞(包括逆转录病…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了 1R01 HL107490、1R01 HL136098、P01 HL055798 项目 3、P01 HL136275-01(C.A. McNamara)和 R01GM100776(T.P. Bender)的支持。A. Upadhye 由美国心脏协会博士后奖学金 16PRE3030002 和 5T32AI007496-20 提供支持。我们感谢弗吉尼亚大学流细胞测量核心的乔安妮·兰尼根、迈克·索尔加和克劳德·丘的出色技术援助。

Materials

70 micron filter caps Falcon 352235
anti-biotin microbeads Miltenyi Biotec 130-090-485
anti-CD16/CD32, or Fc block Life Technologies MFCR00
B220 APC eBioscience 17-0452-83 Clone: RA3-6B2
Beta-mercaptoethanol Gibco 21985-023
CD19 APCef780 eBioscience 47-0193-82 Clone: eBio1D3
CD23 biotin eBioscience 13-0232-81 Clone: B3B4
CD23 PECy7 eBioscience 25-0232-82 Clone: B3B4
CD3e biotin eBioscience 13-0033-85 Clone: eBio500A2
CD45.1 ApoE-/- mice N/A N/A Bred in house
CD45.1 PerCP-Cy5.5 BD Biosciences 560580 Clone: A20
CD45.2 BV421 BD Biosciences 562895 Clone: 104
CD45.2 Rag1-/- ApoE-/- mice N/A N/A Bred in house
CD5 PE eBioscience 12-0051-83 Clone: 53-7.3
Ctl-GFP retrovirus N/A N/A Generated in house using GFP-expressing retroviral plasmid MigR1 provided by Dr. T.P. Bender
CXCR4 APC eBioscience 17-9991-82 Clone: 2B11
CXCR4-GFP retrovirus N/A N/A Generated in house by cloning mouse CXCR4 into MigR1 retroviral plasmid
F4/80 biotin Life Technologies MF48015 Clone: BM8
Flowjo Software v. 9.9.6 Treestar Inc. License required
Gentamicin Gibco 15710-064
Gr-1 biotin eBioscience 13-5931-82 Clone: RB6-8C5
heat-inactivated fetal bovine serum Gibco 16000-044
HEPES Gibco 15630-080
IgM PECF594 BD Biosciences 562565 Clone: R6-60.2
Insulin syringes BD Biosciences 329461
Isoflurane Henry Schein Animal Health 029405
Live/Dead Yellow Life Technologies L34968
LS columns Miltenyi Biotec 130-042-401
NK1.1 biotin BD Biosciences 553163 Clone: PK136
Non-essential amino acids Gibco 11140-050
ODN 1668 InvivoGen tlrl-1668
PBS Gibco 14190-144
RPMI-1640 Gibco 11875-093
Sodium pyruvate Gibco 11360-070
Ter119 biotin eBioscience 13-5921-82 Clone: Ter119

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Upadhye, A., Marshall, M., Garmey, J. C., Bender, T. P., McNamara, C. Retroviral Overexpression of CXCR4 on Murine B-1a Cells and Adoptive Transfer for Targeted B-1a Cell Migration to the Bone Marrow and IgM Production. J. Vis. Exp. (159), e61003, doi:10.3791/61003 (2020).

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