Summary

Détection de True IgE exprimant Souris B cellules de la lignée

Published: December 01, 2014
doi:

Summary

In vitro analysis of class switch recombination in mice is challenging due to cytophilic IgE molecules bound to Fc receptors on the surface of B cells. We describe a method for IgE detection using trypsin-mediated cleavage of surface-bound IgE prior to fixation and permeabilization for cytoplasmic fluorescence staining.

Abstract

B lymphocyte chaîne lourde d'immunoglobuline (IgH) recombinaison de commutation de classe (RSE) est un procédé dans lequel initialement exprimé IgM passe à d'autres isotypes IgH, comme IgA, IgE et d'IgG. Mesure de IgH RSE in vitro est une méthode clé pour l'étude d'un certain nombre de processus biologiques allant de recombinaison de l'ADN et de réparation à des aspects de l'immunologie moléculaire et cellulaire. Dosage in vitro RSE implique la cytométrie de flux surface de mesure expression Ig sur les cellules B activées. Bien que la mesure de sous-classes d'IgA et IgG est simple, la mesure des IgE par ce procédé est problématique en raison de la liaison des IgE à FceRII soluble / CD23 exprimé sur la surface de cellules B activées. Nous décrivons ici un procédé unique pour la mesure précise de cellules productrices d'IgE-B de souris qui ont subi RSE en culture. La méthode est basée sur le clivage de la trypsine à médiation de complexes IgE-CD23 sur la surface des cellules, ce qui permet la détection de l'IgE-production de cellules de la lignée B par cytoplasmic coloration. Cette procédure offre une solution pratique pour l'analyse par cytométrie en flux de la RSE à l'IgE.

Introduction

Au cours de chaîne lourde d'immunoglobuline (IgH) recombinaison de commutation de classe (RSE) chez les souris et les humains, l'IgH μ exons de région constante (Cp) sont supprimés et remplacés par un ou plusieurs ensembles de aval exons de région constante (C H s) (par exemple, Cy, Cε, et Ca), résultant en un passage de la production de IgM à la production d'autres classes d'Ig (par exemple IgG, IgE, IgA ou). RSE se produit au sein de commutateur (S), régions qui sont de 1 à 10 kb séquences situées en 5 'de chaque ensemble de C H 1 s. L'enzyme activation induite cytidine désaminase (AID) lance la RSE par l'activité cytidine désamination.

IgE est un médiateur clé de la maladie allergique 2 et une meilleure compréhension de la façon dont IgE est produit et réglementé peut ouvrir des portes à de nouvelles approches thérapeutiques pour la maladie atopique. Chez les souris et les humains, IgE est l'isotype Ig plus strictement réglementée. IgE est normalement détecté à des niveaux milliers de times moins que les autres IgH ISOTYPES 3, mais peut être très élevé dans quatre états pathologiques. Toutefois, la RSE à l'IgE ne est pas complètement comprise. In vitro l'activation des cellules B à l'aide d'IL-4 en combinaison avec l'anti-CD40 ou LPS, induit à la fois à la RSE IgG1 et IgE 5. Cellules B activées expriment le récepteur de faible affinité IgE FceRII / CD23 2,6, qui se lie IgE soluble sécrétée dans la culture après la RSE. Par conséquent, lorsque l'analyse de cytométrie en flux, les cellules B avec récepteur IgE liée tache similaire à B cellules exprimant de manière endogène IgE 7. Se il est connu que la souris B cellules expriment le récepteur de faible affinité IgG FcγRIIB1 (CD32) 8, dans notre expérience, il ne semble pas interférer avec la mesure de la commutation de classe d'IgG1. Cependant, lors de la mesure IgE commutation après l'activation des cellules B dans la culture, non spécifique lié à la surface IgE peut obscurcir l'analyse. Avec les méthodes de coloration communes, les cellules non-IgE exprimant colorent positivement pour les IgE.

Décrite ici est une stratégie qui a été utilisée pour mener des essais en matière de RSE et de détecter les véritables cellules IgE exprimant B de souris 9-11. Le traitement des cellules B activées avec de la trypsine, un réactif de laboratoire commun pour digérer les protéines, supprime surface à la fois lié à la membrane cytophylic et IgE. Après perméabilisation et une coloration cytoplasmique pour IgE révèle ainsi les véritables cellules productrices d'IgE.

Protocol

NOTE: Toutes les expériences décrites ici étaient en accord avec le Comité soin et l'utilisation des animaux institutionnel (IACUC) directives et approuvé par l'Hôpital pour enfants Animal Research (ARCH), Boston, Mass. 1. Préparation des réactifs 1,000x IL-4 Image: Diluer cytokine IL-4 à 20 pg / ml dans H 2 O ou 0,1% d'albumine de sérum bovin (BSA). Répartir en aliquotes de 200 ul de 1,5 ml microtubes et conserver à -20 ° C. 1,000x anti-CD40: Obtenir du f…

Representative Results

Cette procédure a été mise en œuvre avec succès pour étudier la RSE à l'IgE dans les cellules B de souris. Pour démontrer l'efficacité de la mesure de RSE, nous avons stimulé les lymphocytes B spléniques de souris avec des anticorps anti-CD40 et IL-4 comme décrit précédemment 11. Après cinq jours de stimulation, les cellules ont été recueillies et traitées en utilisant le protocole décrit ci-dessus et colorées avec marqué par fluorescence IgM, IgG1, IgE, des anticorps et B220 (CD4…

Discussion

La stimulation de la rate de souris les cellules B dans la culture avec anti-CD40 et IL-4 simule T auxiliaires de type 2 (T H 2) les interactions, la commutation de classe IgG1 et encourageant de 5 IgE. cellules B peuvent être activés pour la RSE dans le contexte de splénocytes un total de 12 ou de cellules B spléniques purifiées comme 11. Comme indiqué dans le protocole (étape 2.3), l'enrichissement des cellules B est facultative, et est à la discrétion de l'…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

DRW est financé par des subventions du NIH AI089972 et AI113217, et par les études Immunologie équipe muqueuses, et titulaire d'une bourse de carrière pour les scientifiques médicaux du Burroughs Wellcome Fund.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anti-Mouse IgE FITC BD Pharmingen 553415 clone R35-72
Rat Anti-Mouse IgG1 PE BD Pharmingen 550083 clone A85-1
Methanol BDH BDH1135-4LP Keep at -20 °C
Falcon Cell Strainer 40 µm Nylon Corning 352340
Falcon Cell Strainer 70 µm Nylon Corning 352350
Anti-Hu/Mo CD45R(B220) PerCP-Cy5.5 eBioscience 45-4052-82 clone RA3-6B2
anti-Mouse/Rat CD40 eBioscience 16-0402-85 clone HM40-3
RPMI Medium 1640 Gibco 11875-093
HEPES (1M) Gibco 15630-080
MEM-NEAA (100X) Gibco 11140-050
Phosphate Buffered Saline (10X) Lifetechnologies (Corning) 46-013-CM
MACS CD45R (B220) microbeads  Miltenyi Biotec 130-049-501
MACS purification column Miltenyi Biotec 130-042-401
IL-4 PeproTech 214-14 Reconstitute in water or 0.1% BSA
Formalin Solution, Neutral Buffered, 10% Sigma Aldrich HT501128-4L
Trypsin-EDTA Solution (10X) Sigma Aldrich T4174-100mL 5.0g Trypsin, 2.0g EDTAŸ4Na per Liter of 0.9% NaCl
Penicillin-Streptomycin Sigma Aldrich P0781-100mL 10,000U Penicillin; 10 mg/mL Streptomycin (100X)
L-Glutamine 200mM Sigma Aldrich G7513
2-mercaptoethanol (99%) Sigma Aldrich M6250-100mL
Red cell lysis buffer Sigma Aldrich R7757
Rat Anti-Mouse IgM RPE/cy7 SouthernBiotech 1140-17 clone 1B4B1
HyClone Fetal Calf Serum Thermo SH30910.03
B cell Stimulation media B cell stimulation media consists of RPMI with fetal calf serum (15%), 20 mM HEPES, 1X MEM-NEAA, 2.0mM L-glutamine,  1X Penicillin-Streptomycin (Penicillin:100 U/ml, Streptomycin: 100 µg/ml), Beta-mercaptoethanol (7 µL/L), IL-4 (20 ng/mL), and anti-CD40 (1 µg/mL)

References

  1. Chaudhuri, J., et al. Evolution of the immunoglobulin heavy chain class switch recombination mechanism. Advances in immunology. 94, 157-214 (2007).
  2. Gould, H. J., Sutton, B. J. IgE in allergy and asthma today. Nature reviews. Immunology. 8, 205-217 (2008).
  3. Winter, W. E., Hardt, N. S., Fuhrman, S. . Immunoglobulin E. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 124 (9), 1382-1385 (2000).
  4. Ozcan, E., Notarangelo, L. D., Geha, R. S. Primary immune deficiencies with aberrant IgE production. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 122, 1054-1062 (2008).
  5. Bacharier, L. B., Geha, R. S. Molecular mechanisms of IgE regulation. The Journal of allergy and clinical immunology. 105, 547-558 (2000).
  6. Yokota, A., et al. Two species of human Fc epsilon receptor II (Fc epsilon RII/CD23): tissue-specific and IL-4-specific regulation of gene expression. Cell. 55 (4), 611-618 (1988).
  7. Boboila, C., et al. Alternative end-joining catalyzes class switch recombination in the absence of both Ku70 and DNA ligase 4. The Journal of experimental medicine. 207, 417-427 (2010).
  8. Nimmerjahn, F., Ravetch, J. Fcgamma receptors as regulators of immune responses. Nature reviews. Immunology. 8 (1), 34-47 (2008).
  9. Callen, E., et al. 53BP1 mediates productive and mutagenic DNA repair through distinct phosphoprotein interactions. Cell. 153 (6), 153-1280 (2013).
  10. Wesemann, D. R., et al. Reprogramming IgH isotype-switched B cells to functional-grade induced pluripotent stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109 (34), 13745-13750 (2012).
  11. Wesemann, D., et al. Immature B cells preferentially switch to IgE with increased direct Sµ to Sε recombination. The Journal of experimental medicine. 208 (13), 2733-2746 (2011).
  12. Zarrin, A. A., et al. An evolutionarily conserved target motif for immunoglobulin class-switch recombination. Nature immunology. 5, 1275-1281 (2004).
  13. Fan, G., et al. Development of a class-specific polyclonal antibody-based indirect competitive ELISA for detecting fluoroquinolone residues in milk. Journal of Zhejiang University. Science. B. 13 (7), 545-554 (2012).
  14. Perez, O., Krutzik, P., Nolan, G. Flow cytometric analysis of kinase signaling cascades. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). 263, 67-94 (2004).
  15. Jamur, M., Oliver, C. Cell fixatives for immunostaining. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). 588, 55-61 (2010).
  16. Ishizaka, T., Ishizaka, K. Mechanisms of passive sensitization. IV. Dissociation of IgE molecules from basophil receptors at acid pH. Journal of immunology (Baltimore, MD. : 1950). 112 (3), 1078-1084 (1950).
  17. Erazo, A., et al. Unique Maturation Program of the IgE Response In Vivo. Immunity. 26, 191-203 (2007).
  18. Xiong, H., Dolpady, J., Wabl, M., Curotto de Lafaille, M. A., Lafaille, J. J. Sequential class switching is required for the generation of high affinity IgE antibodies. Journal of Experimental Medicine. 209, 353-364 (2012).
  19. Yang, Z., Sullivan, B., Allen, C. Fluorescent in vivo detection reveals that IgE(+) B cells are restrained by an intrinsic cell fate predisposition. Immunity. 36 (5), 857-872 (2012).
  20. Berkowska, M. A., et al. Human IgE(+) B cells are derived from T cell-dependent and T cell-independent pathways. The Journal of allergy and clinical immunology. , (2014).
  21. He, J. -. S., et al. The distinctive germinal center phase of IgE+ B lymphocytes limits their contribution to the classical memory response. The Journal of experimental medicine. 210 (12), 2755-2771 (2013).
  22. Keegan, A., Fratazzi, C., Shopes, B., Baird, B., Conrad, D. Characterization of new rat anti-mouse IgE monoclonals and their use along with chimeric IgE to further define the site that interacts with Fc epsilon RII and Fc epsilon RI. Molecular immunology. 28 (10), 1149-1154 (1991).
check_url/fr/52264?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Gallagher, M. P., Shrestha, A., Magee, J. M., Wesemann, D. R. Detection of True IgE-expressing Mouse B Lineage Cells. J. Vis. Exp. (94), e52264, doi:10.3791/52264 (2014).

View Video