Das BM12 Inducible Modell des systemischen Lupus erythematodes (SLE) in C57BL / 6-Mäuse
Summary
The transfer of bm12 lymphocytes into a C57BL/6 recipient is an established model of systemic lupus erythematosus. Here we describe how to initiate disease using this model and how to characterize T follicular helper cells, germinal center B cells and plasma cells by flow cytometry.
Abstract
Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease with diverse clinical and immunological manifestations. Several spontaneous and inducible animal models mirror common components of human disease, including the bm12 transfer model. Upon transfer of bm12 splenocytes or purified CD4 T cells, C57BL/6 mice rapidly develop large frequencies of T follicular helper cells (Tfh), germinal center (GC) B cells, and plasma cells followed by high levels of circulating anti-nuclear antibodies. Since this model utilizes mice on a pure C57BL/6 background, researchers can quickly and easily study disease progression in transgenic or knockout mouse strains in a relatively short period of time. Here we describe protocols for the induction of the model and the quantitation Tfh, GC B cells, and plasma cells by multi-color flow cytometry. Importantly, these protocols can also be used to characterize disease in most mouse models of SLE and identify Tfh, GC B cells, and plasma cells in other disease models.
Introduction
Systemischer Lupus erythematodes (SLE) ist eine komplexe Autoimmunerkrankung prototypisch durch Anti-Atom-Antikörper (ANA) Produktion und Glomerulonephritis gekennzeichnet. Zahlreiche weitere Folgeerscheinungen, einschließlich Haut, Herz-Lungen-und Leberläsionen mit Krankheit bei einigen Personen verbunden. Prävalenzschätzungen in den USA sind sehr unterschiedlich, von 150,000-1,500,000 1,2, mit besonders hohen Inzidenz bei Frauen und Minderheiten 3. Obwohl die Ätiologie von SLE ist schwer zu erkennen, ist es gedacht, um aus dem Zusammenspiel verschiedener genetischer und Umweltfaktoren, die bei der systemischen Autoimmunität gipfeln auftreten.
Wurden zahlreiche Tiermodelle verwendet werden, um Faktoren, die zu Beginn der Erkrankung und Progression zu studieren. Klassische Mausmodellen der SLE umfassen genetisch prädisponierten Mausstämmen einschließlich des NZB x NZW F1-Modell und seine Derivate NZM, MLR / lpr-Dehnung und der BXSB / Yaa Dehnung und induzierbare Systeme, wie beispielsweise die pristane und chronischen Graft-versus-Host-Krankheit (cGVHD) Modelle 4. Frühe Berichte der Autoantikörperproduktion in GVHD Modellen verschiedenen Mausstämmen oder Hamsterstämme für Eltern in F1 Transfers 5-8; häufiger Methoden verwendet, um Lupus-ähnlichen Krankheit zu studieren derzeit sind die DBA / 2-Mutter → (C57BL / 6 x DBA / 2) F1, und die hier beschriebene BM12 Transfermodell. Jedes Modell hat seine eigenen Vorbehalte, aber sie teilen in der Regel einen gemeinsamen Satz von Funktionen, die mit klinischen Merkmalen der Krankheit beim Menschen korrelieren. Die am häufigsten berichteten Parametern in Maus-Modellen gehören Splenomegalie, Lymphadenopathie, Nephritis, ANA Produktion und auf zellulärer Ebene, die Erweiterung der T-Helfer-Zellen follikuläre (Tfh), Keimzentrum (GC) B-Zellen und Plasmazellen.
H2 – – Ab1 BM12 / KhEgJ (BM12) Mäusen, einem Stamm i Die induzierbare BM12 Modell wird durch den adoptiven Transfer von Lymphozyten aus IA BM12 B6 (C) erreichtDentical auf C57BL / 6 mit Ausnahme von 3 Aminosäure-Substitutionen auf MHC-Klasse II, in IA b C57BL / 6 (B6) Mäusen. Alloaktivierung von Spender CD4 T-Zellen durch Empfänger APCs zu cGVHD mit Symptomen sehr ähnlich SLE. Diese umfassen insbesondere Ausbau der Spender abgeleiteten Tfh Expansion des Empfängers abgeleiteten GC-B-Zellen und Plasmazellen, und die Produktion von ANA einschließlich Anti-dsDNA, anti-ssDNA, Anti Chromatin und anti-RBC Antikörper 9. Im Laufe der Zeit entwickeln Empfängermäuse Glomerulonephritis mit IgG-Ablagerungen in der glomerulären, interstitiellen und vaskulären Bereichen der Nieren 10 verbunden. Wir haben kürzlich gezeigt, dass, ähnlich der menschlichen Krankheit, gibt es auch eine kritische Rolle für Typ I-IFN in diesem Modell 11. Insbesondere die Festlegung von Kriterien für die menschliche SLE umfassen die Entwicklung von Nephritis kompatibel mit SLE in Gegenwart von anti-dsDNA-Antikörper 12, die beide herausragende Merkmale dieses Mausmodell.
Es gibt seVeral Vorteile der BM12-Modell über die spontane Modelle. Classic-Modelle, die sich spontan SLE-ähnliche Zeichen zu entwickeln verlassen sich auf entweder Hybridmausstämme, Inzucht-Mausstämmen nicht auf dem B6 Hintergrund, oder große genetische Loci auf der B6 Hintergrund, die Überfahrt machen, um Knockout oder anderweitig genetisch veränderten Mäusen schwierig und zeitaufwendig. Mit dem BM12 induzierbaren Modell können genetisch veränderten Mäusen entweder als Spender oder Empfänger dienen, so dass eine schnellere Identifizierung der zellulären Kompartiment, in denen bestimmte Gene wichtig für die Krankheit sein. Darüber hinaus ist die Entwicklung der Krankheit in der BM12-Modell viel schneller und erfordert nur 2 Wochen bis zum Auftreten von ANA, im Vergleich zu mehreren Monaten für die meisten spontanen Modelle. Darüber hinaus, im Gegensatz zu den spontanen Krankheitsmodell zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu entwickeln, die Krankheit Beginn und Fortschreiten im BM12 → B6 Modell hoch synchronisiert. Dies ermöglicht die Erzeugung von geeigneter Größe Kohorten daß Be für die interventionelle oder therapeutische Strategien in jedem Stadium des Krankheitsentwicklung eingesetzt.
Was folgt, ist eine detaillierte Protokoll zum Initiieren SLE-ähnliche Autoimmunität durch den adoptiven Transfer von BM12 Lymphozyten in C57BL / 6-Mäuse, oder genetische Varianten B6 Hintergrund. Zusätzlich beschreiben wir eine durchflusszytometrische Färbeprotokoll zum Aufzählen Tfh, GC-B-Zellen und Plasmazellen-Zelltypen mit menschlichem Krankheit. Wichtig ist, dass diese Protokolle ebenfalls verwendet, um Krankheiten in den meisten Mausmodelle für SLE zu charakterisieren und zu identifizieren Tfh, GC-B-Zellen und Plasmazellen in anderen Krankheitsmodellen werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das BM12 induzierbaren Modell ist eine relativ einfache und effiziente Möglichkeit, die zellulären und molekularen Prozesse der SLE-Studie. Chronische Aktivierung adoptiv transferierte CD4 T-Zellen gegen Selbstantigene gerichtet führt zur Akkumulation von Tfh, GC-B-Zellen und Plasmazellen, die durch Flusszytometrie gemessen werden kann, wie hier beschrieben. Zukünftige Studien unter Verwendung dieses Modells können schnell und einfach abfragen, die Rolle von Kandidatengenen und neuartiger Therapien in den Autoimmun…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported in part by the Lupus Research Institute, NCI grant CA138617, NIDDK grant DK090978, Charlotte Schmidlapp Award (to E.M.J.), and the Albert J. Ryan Fellowship (to J.K.). We are grateful for the support and instrumentation provided by the Research Flow Cytometry Core in the Division of Rheumatology at Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, supported in part by NIH AR-47363, NIH DK78392 and NIH DK90971.
Materials
| B6.SJL-Ptprca Pepcb/BoyJ | The Jackson Laboratory | 001162 | CD45.1+ BoyJ mouse strain |
| B6(C)-H2-Ab1bm12/KhEgJ | The Jackson Laboratory | 001162 | Bm12 mouse strain |
| FastDigest PsuI | Life Technologies | FD1554 | Restriction digest enzyme for genotyping |
| 1X RBC Lysis Buffer | eBioscience | 00-4333-57 | |
| IMDM | GE Healthcare | SH30228.01 | |
| Plasma Separation Tube (PST) | BD | 365974 | Blood collection tube with Dipotassium EDTA |
| Serum Separation Tube (SST) | BD | 365967 | Blood collection tube with Clot activator / SST Gel |
| Ficoll | GE Healthcare | 17-1440-02 | High density cell separation solution |
| Lympholyte-M | Cedarlane | CL5030 | High density cell separation solution |
| GL-7-biotin | eBioscience | 13-5902-82 | |
| Streptavidin-BUV395 | BD | 564176 | |
| CD138-BV421 | BioLegend | 142508 | |
| CD4-BV510 | BioLegend | 100559 | |
| TCRβ-BV605 | BD | 562840 | |
| CD45.1-BV711 | BioLegend | 110739 | |
| CD45.2-FITC | BioLegend | 109806 | |
| PD-1-PE | BioLegend | 135206 | |
| CD19-PerCP | BioLegend | 115532 | |
| Fas-PE-Cy7 | BD | 557653 | |
| CXCR5-APC | BioLegend | 145506 | |
| Fixable Viability Dye ef780 | eBioscience | 65-0865-18 | |
| CD4-BV421 | BioLegend | 100443 | |
| 1.2 ml FACS tube inserts, racked | USA Scientific | 1412-1400 | |
| BD Falcon™ Round-Bottom Tubes | BD | 352017 |
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