Summary

Acceso a la diferenciación temprana de células T CD4+ auxiliares foliculares específicas del virus en ratones infectados con LCMV agudo

Published: April 26, 2024
doi:

Summary

El estudio actual muestra protocolos para evaluar el compromiso del destino temprano de las células TFH específicas del virus y manipular la expresión génica en estas células.

Abstract

Las células T auxiliares foliculares (TFH) se perciben como un linaje independiente de células T CD4+ que ayuda a las células B afines a producir anticuerpos de alta afinidad, estableciendo así una inmunidad humoral a largo plazo. Durante la infección viral aguda, el compromiso del destino de las células TFH específicas del virus se determina en la fase temprana de infección, y las investigaciones de las células TFH diferenciadas tempranamente son cruciales para comprender la inmunidad humoral dependiente de las células T y optimizar el diseño de la vacuna. En el estudio, utilizando un modelo de ratón de infección por el virus de la coriomeningitis linfocítica aguda (LCMV) y el ratón transgénico TCR SMARTA (SM) con linfocitos T CD4+ que reconocen específicamente el epítopo de glicoproteína LCMVI-A bGP66-77, describimos procedimientos para acceder al compromiso del destino temprano de los linfocitos TFH específicos del virus basados en tinciones por citometría de flujo. Además, mediante la explotación de la transducción retroviral de células T SM CD4+ , también se proporcionan métodos para manipular la expresión génica en células TFH específicas del virus diferenciadas tempranamente. Por lo tanto, estos métodos ayudarán en los estudios que exploran los mecanismos que subyacen al compromiso temprano de las células TFH específicas del virus.

Introduction

Al encontrarse con diferentes patógenos o amenazas, las células T CD4+ ingenuas adaptan sus respuestas inmunitarias diferenciándose en varios subconjuntos de células T (TH) auxiliarescon funciones especializadas. En el escenario de infección viral aguda, una gran parte de las células T CD4+ vírgenes se diferencian en células T auxiliares foliculares (TFH) que proporcionan ayuda a las células B 2,3. A diferencia de otros subconjuntos de células TH CD4+ (por ejemplo, células TH1, TH2, TH9 y TH17), las células TFH expresan un nivel sustancial de CXCR5, que es el receptor de quimiocinas para la quimiocina CXCL13 de las células B, lo que permite que las células TFH migren a los folículos de las células B. En los folículos de las células B, las células TFH ayudan a las células B afines a iniciar y mantener las reacciones del centro germinal, lo que permite una rápida producción de anticuerpos de alta afinidad y una memoria humoral a largo plazo 2,3.

Tras la infección viral aguda, el compromiso temprano del destino de las células TFH específicas del virus ocurre dentro de las 72 h 4,5 y es controlado por el linfoma represor transcripcional de células B-6 (Bcl-6)5,6,7,8, que actúa como el “regulador maestro” que gobierna las decisiones de destino de las células TFH. La deficiencia de Bcl-6 reduce gravemente la diferenciación de las células TFH, mientras que la expresión ectópica de Bcl-6 promueve sustancialmente el compromiso con el destino de las células TFH. Además de Bcl-6, múltiples moléculas están involucradas en la instrucción del compromiso temprano del destino de las células TFH. Los factores de transcripción TCF-1 y LEF-1 inician la diferenciación de las células TFH a través de la inducción de Bcl-6 9,10,11. La inhibición de Blimp1, tanto por Bcl-6 como por TCF-1, es necesaria para el compromiso temprano del destino de las células TFH 11,12. STAT1 y STAT3 también son necesarios para la diferenciación temprana de las células TFH 13. Además, las modificaciones epigenéticas por la histona metiltransferasa EZH214,15 y la m6A metiltransferasa METTL316 ayudan a estabilizar los programas transcripcionales de las células TFH (especialmente Bcl6 y Tcf7) y, por lo tanto, a preparar el compromiso temprano del destino de las célulasT FH. Si bien se han logrado avances, incluidas las moléculas antes mencionadas y otras, resumidas en otra parte3, en la comprensión de las regulaciones transcripcionales y epigenéticas del compromiso temprano del destino de las células TFH, las moléculas previamente desconocidas aún no se han aprendido.

En el modelo murino de infección por el virus de la coriomeningitis linfocítica aguda (LCMV), las células T CD4+ transgénicas TCR-transgénicas TCR transferidas adoptivamente, que reconocen específicamente el epítopo de la glicoproteína LCMV I-ABGP66-77, experimentan una diferenciación de células TFH o TH1 durante la infección viral. Este patrón de diferenciación de bifurcación TFH/TH1 apoya el avance del modelo de infección por SM/LCMV aguda en el estudio de la biología de las células TFH específicas del virus. De hecho, el modelo de infección por SM/LCMV aguda se ha utilizado ampliamente en el campo de la investigación de células TFH y ha desempeñado un papel crucial en los descubrimientos de hitos en la biología de las células TFH. Esto incluye la identificación del mencionado Bcl-6 como el factor de transcripción que define el linaje de las células TFH 5,6, así como otros factores transcripcionales importantes (por ejemplo, Blimp-16, TCF-1/LEF 9,10,11, STAT1/STAT313, STAT517, KLF218 y Itch19) que guían la diferenciación de las células TFH, las regulaciones postranscripcionales ( por ejemplo, METTL316 y miR-17~9220) de la diferenciación de los linfocitos TFH, la memoria y plasticidad de los linfocitos TFH 21,22 y las estrategias racionales de vacunación dirigidas a los linfocitos TFH (p. ej., selenio23).

El estudio actual describe métodos reproducibles para acceder al compromiso de destino temprano de las células TFH específicas del virus, que incluyen (1) el establecimiento de un modelo de ratón de quimera SM infectado con LCMV agudo adecuado para acceder a las células TFH diferenciadas tempranamente, (2) la realización de tinciones por citometría de flujo de moléculas relacionadas con las células TFH diferenciadas tempranamente y (3) la realización de manipulación génica basada en vectores retrovirales en SM CD4+ Células T. Estos métodos serán útiles para los estudios que investigan el compromiso del destino temprano de las células TFH específicas del virus.

Protocol

Todos los experimentos con animales se llevaron a cabo siguiendo los procedimientos aprobados por los Comités Institucionales de Cuidado y Uso de Animales de la Tercera Universidad Médica Militar. En el presente estudio se utilizaron las siguientes cepas de ratón: ratón C57BL/6J (B6) (ambos sexos), de 6 a 8 semanas de edad, con un peso de 25-30 g; Ratón transgénico CD45.1+SM TCR (B6 CD45.1 × SM TCR transgénico), ambos sexos, de 6 a 8 semanas de edad, con un peso de 25-30 g; y ratón transgénico CXCR5-…

Representative Results

Características de las células TFH específicas del virus diferenciadas tempranamente durante la infección aguda por LCMVPara probar el compromiso del destino temprano de las células TFH específicas del virus, las células T SM CD4+ congénitas naïve que reconocen específicamente el epítopo I-ABGP GP66-77 de LCMV se transfirieron adoptivamente a receptores de CD45.2+ C57BL/6. Al día siguiente, estos receptores fueron infectado…

Discussion

La investigación en el campo de las células TFH se ha destacado desde el descubrimiento de la función especializada de las células TFH para ayudar a las células B. Los estudios acumulados indicaron que la diferenciación de las células TFH es un proceso multietapa y multifactorial30, en el que el compromiso con el destino de las células TFH se determina en la etapa temprana5. Por lo tanto, una mejor comprensión de los meca…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este estudio fue apoyado por becas de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (No. 32300785 a X.C.), el Programa Nacional Postdoctoral de China para Talentos Innovadores (No. BX20230449 a X.C.), y el Proyecto Nacional Mayor de Ciencia y Tecnología (No. 2021YFC2300602 a L.Y.).

Materials

0.25% Trypsin-EDTA Corning 25-052-CI
4% Paraformaldehyde Fix Solution, 4% PFA Beyotime P0099-500mL
70 μm cell strainer Merck CLS431751
Alexa Fluor 647 anti-mouse TCR Vα2 (clone B20.1) Biolegend 127812 1:200 dilution
Alexa Fluor 700 anti-mouse CD45.1 (clone A20) Biolegend 110724 1:200 dilution
APC anti-mouse CD25 (clone PC61) Biolegend 101910 1:200 dilution
B6 CD45.1 (B6.SJL-Ptprca Pepcb/BoyJ) mouse The Jackson Laboratory 002014
BeaverBeads Streptavidin Beaver 22321-10
Biotin anti-mouse F4/80 Antibody (clone BM8) Biolegend 123106 1:200 dilution
Biotin Rat anti-mouse CD11c (clone N418) Biolegend 117304 1:200 dilution
Biotin Rat anti-Mouse CD19 (clone 6D5) Biolegend 115504 1:200 dilution
Biotin Rat anti-Mouse CD8a (clone 53-6.7) Biolegend 100704 1:200 dilution
Biotin Rat anti-mouse NK-1.1 (clone PK136) Biolegend 108704 1:200 dilution
Biotin Rat anti-mouse TER-119/Erythroid Cells (clone TER-119) Biolegend 116204 1:200 dilution
bovine serum albumin, BSA Sigma A7906
Brilliant Violet 421 anti-T-bet (clone 4B10) Biolegend 644816 1:100 dilution
Brilliant Violet 605 anti-mouse CD279 (PD-1) (clone 29F.1A12) Biolegend 135220 1:200 dilution
C57BL/6J (B6) mouse The Jackson Laboratory 000664
CXCR5-GFP knock-in reporter mouse In house; the CXCR5-GFP knock-in mouse line was generated by the insertion of an IRES-GFP construct after the open reading frame of Cxcr5.
DMEM 10% medium DMEM medium containing 10% FBS
DMEM medium Gibco 11885092
EDTA Sigma E9884
FACSFortesa BD Biosciences
Fetal bovine serum, FBS Sigma F8318
FlowJo (version 10.4.0) BD Biosciences
Foxp3/Transcription Factor Staining Buffer Set Invitrogen 00-5523-00 The kit contains three reagents: a. Fixation/Permeabilization Concentrate (4X); b. Fixation / Permeabilization Diluent; c. Permeabilization Buffer.
Goat Anti-Rat IgG Antibody (H+L), Biotinylated Vector laboratories BA-9400-1.5 1:200 dilution
Invitrogen EVOS FL Auto Cell Imaging System ThermoFisher Scientific
Isolation buffer FACS buffer containing 0.5% BSA and 2mM EDTA
LCMV GP61-77 peptide (GLKGPDIYKGVYQFKSV) Chinese Peptide Company
LIVE/DEAD Fixable Near-IR Dead Cell Stain Kit, for 633 or 635 nm excitation Life Technologies L10199 1:200 dilution
MigR1 addgene #27490
NaN3 Sigma S2002
Opti-MEM medium Gibco 31985070
pCL-Eco addgene #12371
PE anti-mouse CD69 (clone H1.2F3) Biolegend 104508 1:200 dilution
PE Mouse anti-Bcl-6 (clone K112-91) BD Biosciences 561522 1:50 dilution
Phosphate buffered saline, PBS Gibco 10010072
Polybrene Solarbio H8761
Purified Rat Anti-Mouse CXCR5 (clone 2G8) BD Biosciences 551961 1:50 dilution
Rat monoclonal PerCP anti-mouse CD4 (clone RM4-5) Biolegend 100538 1:200 dilution
recombinant murine IL-2 Gibco 212-12-1MG
Red Blood Cell Lysis Buffer Beyotime C3702-500mL
RPMI 1640 medium Sigma R8758
RPMI 2% RPMI 1640 medium containing 2% FBS
SMARTA (SM) TCR transgenic mouse SM TCR transgenic line in our lab is a gift from Dr. Rafi Ahmed (Emory University). Additionally, this mouse line can also be obtained from The Jackson Laboratory (stain#: 030450).
Staining buffer PBS containing 2% FBS and 0.01% NaN3
Streptavidin PE-Cyanine7 eBioscience 25-4317-82 1:200 dilution
TCF1/TCF7 (C63D9) Rabbit mAb (Alexa Fluor 488 Conjugate)  Cell signaling technology 6444S 1:400 dilution
TFH cell staining buffer FACS buffer containing 1% BSA and 2% mouse serum
TransIT-293 reagent Mirus Bio MIRUMIR2700

References

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Cite This Article
Lin, Y., Yue, S., Yang, Y., He, J., Yang, X., Ye, L., Chen, X. Accessing Early Differentiation of Virus-Specific Follicular Helper CD4+ T Cell in Acute LCMV-Infected Mice. J. Vis. Exp. (206), e66752, doi:10.3791/66752 (2024).

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