חוץ גופית במודל התמיינות תאי הזיכרון האנושי נורמלי B לתאי פלזמה חיים ארוכים
Summary
שימוש במערכות רב שלבי תרבות, מדווחים תא B במבחנה למודל התמיינות תאים פלזמה.
Abstract
תאים פלזמה (אישיים) מפרישים כמויות גדולות של נוגדנים, לפתח מתאי B שעברו. מחשבים הם נדירים תאים ממוקם במח העצם או רירית ולהבטיח humoral חסינות. בשל תדירות נמוכה והמיקום שלהם, המחקר של מחשבים קשה-אנוש. דיווחנו a B ל- PC מודל בידול במבחנה באמצעות שילובים הנבחר של מולקולות ציטוקינים והפעלה המאפשרות לשחזר את הבידול תא רציפים המתרחשים ויוו. במודל זה במבחנה, הזיכרון בתאי B (MBCs) להבדיל לתוך טרום plasmablasts (prePBs), plasmablasts (PBs), מוקדם מחשבים ולבסוף, חיים ארוכים, מחשבים אישיים עם פנוטיפ קרוב המקבילים אצל אנשים בריאים. בנינו גם ביואינפורמטיקה גישה פתוחה כלים לנתח את המידע הבולטים GEP נתונים הקשורים PC בידול. משאבים אלה ניתן ללמוד B האנושי PC בידול, במחקר הנוכחי, חקרנו את הביטוי הכונה של גורמים epigenetic במהלך האנושי B ל- PC בידול.
Introduction
הבידול של תאים B לתאי פלזמה (אישיים) חיוני humoral חסינות ולהגן על המחשב המארח נגד זיהומים1. B ל- PC בידול מזוהה עם שינויים משמעותיים שעתוק קיבולת ואת חילוף החומרים כדי להכיל את הפרשת נוגדנים. גורמי שעתוק השולטים B ל PC בידול נחקרו בהרחבה, חשף רשתות בלעדי כולל שעתוק ספציפיים B או PC גורמים (TFs)2. בתאי B, PAX5, BCL6, BACH2 שר הם השומרים של תא B-זהות-2,–3. אינדוקציה של IRF4, PRDM1 קידוד BLIMP1 ו XBP1 PC TF לכבות את הגנים תא B, זירוז מתואמת מפריש נוגדן תא תוכנית תעתיק3,4,5. שינויים תעתיק מתואם אלה קשורים עם הפעלה שעתוק של גנים Ig יחד עם מתג מהטופס ממברנה מאוגד לטופס המופרש של אימונוגלובולינים שרשרת כבדה2,3, 4. B ל- PC בידול קשורה אינדוקציה של גנים מעורבים רשתית תוך-פלזמית ופונקציות גולג’י בו-זמני עם חלבון פרש התגובה (UPR) הפעלת ידוע לשחק תפקיד מפתח מחשב לפי אדיב הסינתזה של מופרש immunoglobulins6,7. XBP1 TF ממלאת תפקיד מרכזי זה הסתגלות הסלולר8,9,10.
בתאי B מחשבים שחקני המפתח של חסינות humoral בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. הבנת הביולוגי תהליכים פקד זה הייצור והישרדות תאים פלזמה נורמלי הוא קריטי התערבויות טיפוליות צריך להבטיח תגובות חיסוניות יעילה למנוע מחלת חיסון עצמי או חיסוני. PC הם תאים נדיר בשלבים המוקדמים של בידול מתרחש במיקומים אנטומיים ה”בלתי אפיון מלא ביולוגי, במיוחד אצל האדם. שימוש במערכות רב שלבי תרבות, דיווחנו על B במבחנה למודל בידול PC. מודל זה מתרבה התמיינות תאים רציפים של התבגרות המתרחשים באיברים שונים vivo11,12,13. בשלב הראשון, זיכרון B התאים מופעלים קודם במשך ארבעה ימים על ידי שילוב CD40 ליגנד, oligodeoxynucleotides וציטוקינים, להבדיל לתוך preplasmablasts (PrePBs). בשלב השני, preplasmablasts הם המושרה כדי להתמיין plasmablasts (PBs) על-ידי הסרת גירוי CD40L ו oligodeoxynucleotides ושינוי השילוב ציטוקין. בשלב השלישי, plasmablasts הם המושרה להבדיל אל מחשבים אישיים מוקדם על-ידי שינוי ציטוקין שילוב11,12. לצעד הרביעי הוצג להגיע לבגרות מלאה מחשבים על ידי culturing אלה מחשבים מוקדם עם מח עצם סטרומה תאים ממוזגים בינוני או שנבחרו גורמי גדילה13. אלה מחשבים בוגר יכול לשרוד במבחנה מספר חודשים ולא מפרישות כמויות גבוהות של אימונוגלובולינים (איור 1). מעניין, המודל במבחנה שלנו recapitulates את השינויים תעתיק מתואמת ולא על פנוטיפ של B שונים בשלבים PC שניתן ויוו שזוהו11,12,13,14 ,15. מחשבים הם תאים נדיר, מודל בידול במבחנה שלנו מאפשר ללמוד האנושי B ל- PC בידול.
Protocol
Representative Results
Discussion
בשפת בני אדם, PC הם תאים נדיר עם בידול שלבים המתרחשים במקומות אנטומיים ה”בלתי אפיון מלא ביולוגי. פיתחנו של B במבחנה למודל בידול PC, שימוש במערכות רב שלבי תרבות שבו שילובים שונים של מולקולות הפעלה, ציטוקינים מוחלות לאחר מכן כדי לשחזר את הבידול תא רציפים המתרחשים איברים/ברקמות שונות vivo<sup class="xref"…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענקים צרפתית האינקה (Institut סרטן דו לאומית) המכון (PLBIO15-256), ANR (תיקו-דלג) וסרטן ITMO (מ מ & TT).
Materials
| anti-CD2 magnetic beads | Invitrogen | 11159D | |
| Anti-CD138-APC | Beckman-Coulter | B49219 | |
| Anti-CD19-APC | BD | 555415 | |
| Anti-CD20-PB | Beckman-Coulter | B49208 | |
| Anti-CD27-PE | BD | 555441 | |
| Anti-CD38-PE | Beckman-Coulter | A07779 | |
| Anti-histidine | R&D Systems | MAB050 | |
| CpG ODN(PT) | Sigma | T*C*G*T*C*G*T*T*T*T*G*T*C* G*T*T*T*T*G*T*C*G*T*T |
|
| human Transferin | Sigma-Aldrich | T3309 | |
| IFN-α | Merck | Intron A | |
| IMDM | Gibco | 31980-022 | |
| Recombinan Human CD40L-hi | R&D Systems | 2706-CL | |
| Recombinant Human APRIL | R&D Systems | 5860-AP-010 | |
| Recombinant Human IL-10 | R&D Systems | 217-IL- | |
| Recombinant Human IL-15 | Peprotech | 200-15-10ug | |
| Recombinant Human IL-2 Protein | R&D Systems | 202-IL- | |
| Recombinant Human IL-6 | Peprotech | 200-06 |
References
- Shapiro-Shelef, M., Calame, K. Regulation of plasma-cell development. Nature Reviews Immunology. 5 (3), 230-242 (2005).
- Nutt, S. L., Hodgkin, P. D., Tarlinton, D. M., Corcoran, L. M. The generation of antibody-secreting plasma cells. Nature Reviews Immunology. 15 (3), 160-171 (2015).
- Shaffer, A. L., et al. Blimp-1 orchestrates plasma cell differentiation by extinguishing the mature B cell gene expression program. Immunity. 17 (1), 51-62 (2002).
- Minnich, M., et al. Multifunctional role of the transcription factor Blimp-1 in coordinating plasma cell differentiation. Nature Immunology. 17 (3), 331-343 (2016).
- Klein, U., et al. Transcription factor IRF4 controls plasma cell differentiation and class-switch recombination. Nature Immunology. 7 (7), 773-782 (2006).
- Gass, J. N., Gunn, K. E., Sriburi, R., Brewer, J. W. Stressed-out B cells? Plasma-cell differentiation and the unfolded protein response. Trends in Immunology. 25 (1), 17-24 (2004).
- Goldfinger, M., Shmuel, M., Benhamron, S., Tirosh, B. Protein synthesis in plasma cells is regulated by crosstalk between endoplasmic reticulum stress and mTOR signaling. European Journal of Immunology. 41 (2), 491-502 (2011).
- Yoshida, H., Matsui, T., Yamamoto, A., Okada, T., Mori, K. XBP1 mRNA is induced by ATF6 and spliced by IRE1 in response to ER stress to produce a highly active transcription factor. Cell. 107 (7), 881-891 (2001).
- Shaffer, A. L., et al. XBP1, downstream of Blimp-1, expands the secretory apparatus and other organelles, and increases protein synthesis in plasma cell differentiation. Immunity. 21 (1), 81-93 (2004).
- Reimold, A. M., et al. Plasma cell differentiation requires the transcription factor XBP-1. Nature. 412 (6844), 300-307 (2001).
- Jourdan, M., et al. Characterization of a transitional preplasmablast population in the process of human B cell to plasma cell differentiation. Journal of Immunology. 187 (8), 3931-3941 (2011).
- Jourdan, M., et al. An in vitro model of differentiation of memory B cells into plasmablasts and plasma cells including detailed phenotypic and molecular characterization. Blood. 114 (25), 5173-5181 (2009).
- Jourdan, M., et al. IL-6 supports the generation of human long-lived plasma cells in combination with either APRIL or stromal cell-soluble factors. Leukemia. , (2014).
- Kassambara, A., et al. Global miRNA expression analysis identifies novel key regulators of plasma cell differentiation and malignant plasma cell. Nucleic Acids Research. 45 (10), 5639-5652 (2017).
- Kassambara, A., et al. GenomicScape: an easy-to-use web tool for gene expression data analysis. Application to investigate the molecular events in the differentiation of B cells into plasma cells. PLOS Computational Biology. 11 (1), 1004077 (2015).
- Miremadi, A., Oestergaard, M. Z., Pharoah, P. D., Caldas, C. Cancer genetics of epigenetic genes. Human Molecular Genetics. 16, 28-49 (2007).
- Pei, H., et al. The histone methyltransferase MMSET regulates class switch recombination. Journal of Immunology. 190 (2), 756-763 (2013).
- Le Gallou, S., et al. IL-2 requirement for human plasma cell generation: coupling differentiation and proliferation by enhancing MAPK-ERK signaling. Journal of Immunology. 189 (1), 161-173 (2012).
- Cocco, M., et al. In vitro generation of long-lived human plasma cells. Journal of Immunology. 189 (12), 5773-5785 (2012).
- Leung-Hagesteijn, C., et al. Xbp1s-negative tumor B cells and pre-plasmablasts mediate therapeutic proteasome inhibitor resistance in multiple myeloma. Cancer Cell. 24 (3), 289-304 (2013).
- Orlowski, R. Z. Why proteasome inhibitors cannot ERADicate multiple myeloma. Cancer Cell. 24 (3), 275-277 (2013).
- Ding, B. B., Bi, E., Chen, H., Yu, J. J., Ye, B. H. IL-21 and CD40L synergistically promote plasma cell differentiation through upregulation of Blimp-1 in human B cells. Journal of Immunology. 190 (4), 1827-1836 (2013).
- Tsai, C. M., et al. Galectin-1 promotes immunoglobulin production during plasma cell differentiation. Journal of Immunology. 181 (7), 4570-4579 (2008).
- Tsai, C. M., et al. Galectin-1 and galectin-8 have redundant roles in promoting plasma cell formation. Journal of Immunology. 187 (4), 1643-1652 (2011).
- Anginot, A., Espeli, M., Chasson, L., Mancini, S. J., Schiff, C. Galectin 1 modulates plasma cell homeostasis and regulates the humoral immune response. Journal of Immunology. 190 (11), 5526-5533 (2013).
- Belnoue, E., et al. Homing and adhesion patterns determine the cellular composition of the bone marrow plasma cell niche. Journal of Immunology. 188 (3), 1283-1291 (2012).
- Belnoue, E., et al. APRIL is critical for plasmablast survival in the bone marrow and poorly expressed by early-life bone marrow stromal cells. Blood. 111 (5), 2755-2764 (2008).
- Huard, B., et al. APRIL secreted by neutrophils binds to heparan sulfate proteoglycans to create plasma cell niches in human mucosa. Journal of Clinical Investigation. 118 (8), 2887-2895 (2008).
- Ame-Thomas, P., et al. Human mesenchymal stem cells isolated from bone marrow and lymphoid organs support tumor B-cell growth: role of stromal cells in follicular lymphoma pathogenesis. Blood. 109 (2), 693-702 (2007).
- Ramachandrareddy, H., et al. BCL6 promoter interacts with far upstream sequences with greatly enhanced activating histone modifications in germinal center B cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (26), 11930-11935 (2010).
- Li, G., Zan, H., Xu, Z., Casali, P. Epigenetics of the antibody response. Trends in Immunology. 34 (9), 460-470 (2013).
- Miles, R. R., Crockett, D. K., Lim, M. S., Elenitoba-Johnson, K. S. Analysis of BCL6-interacting proteins by tandem mass spectrometry. Molecular & Cellular Proteomics. 4 (12), 1898-1909 (2005).
- McManus, S., et al. The transcription factor Pax5 regulates its target genes by recruiting chromatin-modifying proteins in committed B cells. The EMBO Journal. 30 (12), 2388-2404 (2011).
- Ahmadnejad, M., et al. Elevated expression of DNMT1 is associated with increased expansion and proliferation of hematopoietic stem cells co-cultured with human MSCs. Blood Research. 52 (1), 25-30 (2017).
- Beguelin, W., et al. EZH2 is required for germinal center formation and somatic EZH2 mutations promote lymphoid transformation. Cancer Cell. 23 (5), 677-692 (2013).
- Herviou, L., Cavalli, G., Cartron, G., Klein, B., Moreaux, J. EZH2 in normal hematopoiesis and hematological malignancies. Oncotarget. 7 (3), 2284-2296 (2016).
- Beguelin, W., et al. EZH2 enables germinal centre formation through epigenetic silencing of CDKN1A and an Rb-E2F1 feedback loop. Nature Communications. 8 (1), 877 (2017).
- Herviou, L., et al. PRC2 targeting is a therapeutic strategy for EZ score defined high-risk multiple myeloma patients and overcome resistance to IMiDs. Clinical Epigenetics. 10 (1), 121 (2018).
- Asangani, I. A., et al. Characterization of the EZH2-MMSET histone methyltransferase regulatory axis in cancer. Molecular Cell. 49 (1), 80-93 (2013).
- Pei, H., et al. MMSET regulates histone H4K20 methylation and 53BP1 accumulation at DNA damage sites. Nature. 470 (7332), 124-128 (2011).
- Cui, J., et al. EHMT2 inhibitor BIX-01294 induces apoptosis through PMAIP1-USP9X-MCL1 axis in human bladder cancer cells. Cancer Cell International. 15 (1), 4 (2015).
- Santo, L., et al. Preclinical activity, pharmacodynamic, and pharmacokinetic properties of a selective HDAC6 inhibitor, ACY-1215, in combination with bortezomib in multiple myeloma. Blood. 119 (11), 2579-2589 (2012).
- Amengual, J. E., et al. Dual Targeting of Protein Degradation Pathways with the Selective HDAC6 Inhibitor ACY-1215 and Bortezomib Is Synergistic in Lymphoma. Clinical Cancer Research. 21 (20), 4663-4675 (2015).
- Schoenhals, M., et al. Forced KLF4 expression increases the generation of mature plasma cells and uncovers a network linked with plasma cell stage. Cell Cycle. 15 (14), 1919-1928 (2016).
