Summary

تقييم T الخلايا المساعدة الجريب و استجابة مركز Germinal أثناء عدوى فيروس الأنفلونزا A في الفئران

Published: June 27, 2020
doi:

Summary

تصف هذه الورقة بروتوكولات تقييم استجابة تفه و GC B في نموذج الماوس للعدوى بفيروس الإنفلونزا.

Abstract

T مُساعد الجريب (Tfh) الخلايا هي مجموعة فرعية مستقلة من الخلايا CD4+ T متخصصة في تقديم المساعدة لتطوير مركز الجراثيم (GC) وتوليد الأجسام المضادة عالية التقارب. وفي عدوى فيروس الأنفلونزا، يتم حث استجابات خلايا تفه وGC B القوية لتسهيل القضاء الفعال على الفيروس، مما يمنح نموذج فأر مؤهل للدراسة المرتبطة بـ Tfh. في هذه الورقة، وصفنا البروتوكولات في الكشف عن الاستجابة المناعية الأساسية المرتبطة بـ Tfh أثناء عدوى فيروس الأنفلونزا لدى الفئران. وتشمل هذه البروتوكولات: تلقيح فيروس الأنفلونزا داخل الأنف؛ ولقاح فيروس الأنفلونزا؛ ولقاح فيروس الأنفلونزا؛ واللقاحات واللقاحات؛ واللقاحات واللقاحات؛ تدفق التلطخات للخلايا وتحليل خلايا التفح الفارقة البولي كلينال ومضاد خاص, GC B الخلايا والخلايا البلازما; الكشف المناعي من الفلوروس؛ إنزيم مرتبط بالمناعة (ELISA) من الأجسام المضادة لفيروس الأنفلونزا في المصل. هذه المقايسة أساسا كمي التمايز و وظيفة خلايا تف في عدوى فيروس الأنفلونزا، وبالتالي توفير المساعدة للدراسات في توضيح آلية التمايز واستراتيجية التلاعب.

Introduction

في العقد الأخير، ركزت العديد من الدراسات على مجموعة CD4+ T الخلية الفرعية التي تم تحديدها حديثًا، مجموعة الخلايا Tfh الفرعية، لأدوارها الأساسية في تطوير مركز الجراثيم (GC) B. B سرطان الغدد الليمفاوية الخلية 6 (Bcl6), الذي يعتبر أساسا ككبوت الجينات, هو عامل تحديد النسب من خلايا تف للدليل على أن التعبير خارج الرحم من Bcl6 كافية لدفع التمايز تف بينما نقص Bcl6 النتائج في التمايز تف اختفت1,2,3. على عكس مجموعات فرعية أخرى من المساعد CD4+ T تؤدي وظيفتها المؤثرة عن طريق الترحيل إلى مواقع الالتهاب ، توفر خلايا التف خلية B المساعدة بشكل رئيسي في منطقة الخلية B الجريبة من الطحال والعقدة الليمفاوية. الجزيئات المشتركة المحفزة ICOS و CD40L، تلعب أدوارا هامة في التفاعل بين خلايا Tfh و GC B. خلال التمايز Tfh، ICOS ينقل الإشارات الضرورية من الخلايا B cognate وأيضا بمثابة مستقبل استقبال إشارات الهجرة من خلايا المارة B لتوطين منطقة الخلية B4،5. CD40L هو وسيط من الإشارات من خلايا Tfh لتكاثر الخلايا B والبقاء6. عامل آخر يلعب دور مماثل كما CD40L هو cytokine IL21، الذي يفرز أساسا من قبل خلايا تف. IL21 ينظم مباشرة GC B تطوير الخلايا وإنتاج الأجسام المضادة عالية التقارب، ولكن دورها في التمايز Tfh لا يزال مثيرا للجدل7،8. PD-1 و CXCR5، والتي هي الآن الأكثر استخداما في تحديد خلايا تف في تحليل تدفق الخلايا، كما تلعب أدوارا هامة في التمييز وظيفة هذه المجموعة الفرعية. CXCR5 هو مستقبلات من B الخلية chemokine الجريب ويتوسط توطين خلايا تف في بصيلات الخلية B9. تم تحديد PD-1 الآن ليس فقط أن يكون لها وظيفة التوجيه الجريب ولكن أيضا إرسال إشارات حاسمة في عملية GC B خلايا تقارب النضج10. وبناء على هذه النتائج، فإن تقييم التعبير عن هذه الجزيئات يمكن أن يعكس أساسا نضوج ووظيفة خلايا التف.

GC هو بنية ميكرو مجهرية مستحثة في الأعضاء اللمفاوية الثانوية وتعتمد بشكل كبير على خلايا التنفّس، وبالتالي كونها قراءة مثالية لتقييم استجابة Tfh. في GC، بعد تلقي إشارات بوساطة السيتوكينات والجزيئات المشتركة المحفزة، تخضع الخلايا B لتحول الطبقة والتبدل الجسدي لتوليد أجسام مضادة عالية التقارب11. يحدث تبديل فئة الأجسام المضادة التفاضلية في مكانة السيتوكين التفاضلية ، والتي IL4 و IL21 تحفز IgG1 فئة التبديل بينما IFNγ يدفع IgG2 فئة التبديل12. خلايا البلازما هي منتجي الأجسام المضادة المفرزة وخلايا متمايزة بشكل نهائي. مثل خلايا تف، ويرتبط تطوير الخلايا B في GC مع التعبير الديناميكي من العديد من الجزيئات الهامة. استنادا إلى الدراسة الحالية، يمكن التعرف على خلايا GC B كما B220+السلطة الوطنية الفلسطينية+فاس+ أو B220+GL7+فاس+ الخلايا والخلايا البلازما، بالمقارنة مع السلائف، والتعبير downregulate من B220 و upregulate CD138 التعبير13. والأكثر من ذلك، يمكن اكتشاف كل من هذه الخصائص في تحليل قياس تدفق التحاليل والتحاليل المناعية، وبالتالي يتم التقييم المناسب لاستجابة GC.

يتم حث الردود الخلوية والخلطية القوية في عدوى فيروس الأنفلونزا ، مع خلايا Tfh وTh1 التي تهيمن على CD4+ T الخليةاستجابة 14، مما يجعلها نموذجًا مثاليًا لدراسة تمايز خلايا Tfh. الأنفلونزا A/Puerto Rico/8/34 H1N1(PR8)، وهي سلالة يشيع استخدامها في استخدام الماوس، وكثيرا ما تستخدم في هذه الدراسة14،15،16. هنا، نحن وصف بعض البروتوكولات الأساسية من فحص دراسة تف ذات الصلة في عدوى فيروس الأنفلونزا: 1) التلقيح داخل الأنف من فيروس PR8; 2) الخلايا Tfh مستضد محددة، GC B وخلايا البلازما والكشف IL21 مع تدفق الخلايا الجذعية؛ 3) التصور النسيجي للGC؛ 4) الكشف عن الأجسام المضادة للجسم المستضد محددة في مصل الدم مع ELISA. وتوفر هذه البروتوكولات التقنيات اللازمة للباحثين الجدد في الدراسة المرتبطة بـ Tfh.

Protocol

وافقت لجنة الرعاية والاستخدام المؤسسية للحيوانات التابعة لـ Institut Pasteur في شنغهاي بالصين على التجارب على الحيوانات. وقد أجريت جميع التجارب استنادا إلى بروتوكولات رعاية الحيوان المؤسسية واستخدامها التي وافقت عليها لجنة. ملاحظة: ينبغي أن يتم تنفيذ العدوى الفيروسية الفئران وع…

Representative Results

توصيف اعتلال الماوس في عدوى فيروس الأنفلونزابعد عدوى فيروس الأنفلونزا، الفئران هي أقل نشاطا وفقدان الشهية بسبب المرض، والذي ينعكس من قبل فقدان الوزن الشديد، وهو عرض شائع الاستخدام لرصد المراضة الماوس19. كما هو مبين في الشكل 1أ، بدأت الفئر…

Discussion

ونظراً للأدوار المتخصصة في توفير المساعدة في الخلية ب لتوليد أجسام مضادة عالية التقارب، فقد تمت دراسة خلايا الت إفه على نطاق واسع في آليات التمايز والتلاعب لتوفير استراتيجيات جديدة لتصميم اللقاحات. إن عدوى فيروس الأنفلونزا تحفز استجابات خلايا تفه و GC B القوية، وبالتالي فهي نموذج مناسب له…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

نشكر موظفي مرفق تدفق استئصال الدراجات ، ومرفق ABSL2 ومرفق الحيوانات SPF من معهد باستور في شنغهاي على مساعدتهم التقنية والمشورة. وقد دعم هذا العمل المنح التالية: برنامج البحوث الاستراتيجية ذات الأولوية للأكاديمية الصينية للعلوم (XDB29030103)، البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (2016YFA0502202)، المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (31570886).

Materials

Immunostaining of Tfh cells, NP-specific Tfh cells and Bcl-6
37% formaldehyde Sigma F1635
Anti-CD16/32 mouse Thermo Fisher Scientific 14-0161-86
APC-conjugated-IAbNP311-325 MHC class II tetramer NIH
Bcl-6 PE Biolegend 358504 clone:7D1
Biotin-CXCR5 Thermo Fisher Scientific 13-7185-82 clone: SPRCL5
CD4 Percp-eFluor 710 Thermo Fisher Scientific 46-0041-82 clone:GK1.5
CD44 eVolve 605 Thermo Fisher Scientifi 83-0441-42 clone:IM7
CD44 FITC Thermo Fisher Scientifi 11-0441-82 clone:IM7
CD62L FITC BD Pharmingen 553150 clone:MEL-14
ICOS BV421 Biolegend 564070 clone:7E.17G9
PD1 PE/Cy7 Biolegend 135216 clone:29F.1A12
Streptavidin BV421 BD Pharmingen 563259
Streptavidin PE BD Pharmingen 554081
Intracelluar staining of IL21
37% formaldehyde Sigma F1635
anti-human IgG Jackson ImmunoResearch Laboratories 109-605-098
Brefeldin A Sigma B6542
human FCc IL-21 receptor R&D System
ionomycin Sigma I0634
Live/Dead Fixable Aqua Dead Cell staining kit Thermo Fisher Scientific L34966
PMA Sigma P1585
Saponin MP 102855
GC B and plasma cells staining
B220 APC Thermo Fisher Scientific 17-0452-81 clone:RA3-6B2
CD138 PE BD Pharmingen 561070 clone:281-2
CD95 (FAS) PE/Cy7 BD Pharmingen 557653 clone:Jo2
IgD eFluor 450 Thermo Fisher Scientific 48-5993-82 clone:11-26c
PNA FITC Sigma L7381
Assay of HA-specific antibody titer with ELISA
PR8-HA Sino Biological 11684-V08H
BSA SSBC
Goat anti mouse Ig (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgM (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgG1 (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgG2b (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
Goat anti mouse IgG2c (SBA Clonotyping System-HRP) SouthernBiotech 5300-05
TMB Substrate Reagent Set BD Pharmingen 555214
Histology
Alexa Fluor 555-Goat-anti rat IgG Life Technology A21434
anti-mouse IgD Biolegend 405702
biotinylated PNA Vector laboratories B-1075
dilute Alexa Fluor 488-streptavidin Life Technology S11223
normal goat serum SouthernBiotech 0060-01
Pro-long gold antifade reagent Thermo Fisher Scientific P3630
STREPTAVIDIN/BIOTIN blocking kit Vector laboratories SP-2002

Referências

  1. Johnston, R. J., et al. Bcl6 and Blimp-1 are reciprocal and antagonistic regulators of T follicular helper cell differentiation. Science. 325 (5943), 1006-1010 (2009).
  2. Nurieva, R. I., et al. Bcl6 mediates the development of T follicular helper cells. Science. 325 (5943), 1001-1005 (2009).
  3. Yu, D., et al. The transcriptional repressor Bcl-6 directs T follicular helper cell lineage commitment. Immunity. 31 (3), 457-468 (2009).
  4. Pedros, C., et al. A TRAF-like motif of the inducible costimulator ICOS controls development of germinal center TFH cells via the kinase TBK1. Nature Immunology. 17 (7), 825-833 (2016).
  5. Xu, H., et al. Follicular T-helper cell recruitment governed by bystander B cells and ICOS-driven motility. Nature. 496 (7446), 523-527 (2013).
  6. Lee, S. K., et al. B cell priming for extrafollicular antibody responses requires Bcl-6 expression by T cells. The Journal of Experimental Medicine. 208 (7), 1377-1388 (2011).
  7. Zotos, D., et al. IL-21 regulates germinal center B cell differentiation and proliferation through a B cell-intrinsic mechanism. The Journal of Experimental Medicine. 207 (2), 365-378 (2010).
  8. Vogelzang, A., et al. A fundamental role for interleukin-21 in the generation of T follicular helper cells. Immunity. 29 (1), 127-137 (2008).
  9. Ansel, K. M., et al. A chemokine-driven positive feedback loop organizes lymphoid follicles. Nature. 406 (6793), 309-314 (2000).
  10. Shi, J., et al. PD-1 Controls Follicular T Helper Cell Positioning and Function. Immunity. 49 (2), 264-274 (2018).
  11. Methot, S. P., Di Noia, J. M. Molecular Mechanisms of Somatic Hypermutation and Class Switch Recombination. Advanced ImmunoChemical. 133, 37-87 (2017).
  12. Crotty, S. Follicular helper CD4 T cells (TFH). Annual Review of Immunology. 29, 621-663 (2011).
  13. Calame, K. L. Plasma cells: finding new light at the end of B cell development. Nature Immunology. 2 (12), 1103-1108 (2001).
  14. Yoo, J. K., Fish, E. N., Braciale, T. J. LAPCs promote follicular helper T cell differentiation of Ag-primed CD4+ T cells during respiratory virus infection. The Journal of Experimental Medicine. 209 (10), 1853-1867 (2012).
  15. Leon, B., Bradley, J. E., Lund, F. E., Randall, T. D., Ballesteros-Tato, A. FoxP3+ regulatory T cells promote influenza-specific Tfh responses by controlling IL-2 availability. Nature Communications. 5, 3495 (2014).
  16. He, L., et al. Extracellular matrix protein 1 promotes follicular helper T cell differentiation and antibody production. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (34), 8621-8626 (2018).
  17. León, B., et al. Regulation of TH2 development by CXCR5+ dendritic cells and lymphotoxin-expressing B cells. Nature Immunology. 13 (7), 681-690 (2012).
  18. Wang, H., et al. The transcription factor Foxp1 is a critical negative regulator of the differentiation of follicular helper T cells. Nature Immunology. 15 (7), 667-675 (2014).
  19. Bouvier, N. M., Lowen, A. C. Animal Models for Influenza Virus Pathogenesis and Transmission. Viruses. 2 (8), 1530-1563 (2010).
  20. Miyauchi, K., et al. Protective neutralizing influenza antibody response in the absence of T follicular helper cells. Nature Immunology. 17 (12), 1447-1458 (2016).
  21. Rodriguez, L., Nogales, A., Martinez-Sobrido, L. Influenza A Virus Studies in a Mouse Model of Infection. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).
  22. Kitano, M., et al. Bcl6 protein expression shapes pre-germinal center B cell dynamics and follicular helper T cell heterogeneity. Immunity. 34 (6), 961-972 (2011).
  23. Yusuf, I., et al. Germinal center T follicular helper cell IL-4 production is dependent on signaling lymphocytic activation molecule receptor (CD150). The Journal of Immunology. 185 (1), 190-202 (2010).
  24. Sun, J., Dodd, H., Moser, E. K., Sharma, R., Braciale, T. J. CD4+ T cell help and innate-derived IL-27 induce Blimp-1-dependent IL-10 production by antiviral CTLs. Nature Immunology. 12 (4), 327-334 (2011).

Play Video

Citar este artigo
Wang, M., Huang, Y., Gu, W., Wang, H. Evaluation of T Follicular Helper Cells and Germinal Center Response During Influenza A Virus Infection in Mice. J. Vis. Exp. (160), e60523, doi:10.3791/60523 (2020).

View Video