Évaluation des cellules d’aide folliculaire t et de la réponse du Centre germinal pendant l’infection virale de la grippe A chez la souris
Summary
Cet article décrit les protocoles d’évaluation de la réponse de Tfh et de GC B dans le modèle murin de l’infection par le virus de la grippe.
Abstract
Les cellules T Follicular Helper (Tfh) sont un sous-ensemble indépendant de cellules CD4+ T spécialisé dans le développement du centre germinal (GC) et la génération d’anticorps à haute affinité. Dans l’infection par le virus de la grippe, des réponses robustes des cellules Tfh et GC B sont induites pour faciliter l’éradication efficace du virus, ce qui confère un modèle de souris qualifié pour l’étude associée à Tfh. Dans cet article, nous avons décrit des protocoles dans la détection de la réponse immunitaire tfh-associée de base pendant l’infection de virus de grippe chez les souris. Ces protocoles comprennent : l’inoculation intranasale du virus grippal; coloration et analyse de cytométrie d’écoulement des cellules polyclonales et antigène-spécifiques de Tfh, des cellules de GC B et des cellules de plasma ; détection de l’immunofluorescence des PG; test immunosorbent lié aux enzymes (ELISA) de l’anticorps spécifique au virus de la grippe dans le sérum. Ces analyses quantifient essentiellement la différenciation et la fonction des cellules tfh dans l’infection par le virus de la grippe, fournissant ainsi une aide pour des études dans l’élucidation du mécanisme de différenciation et de la stratégie de manipulation.
Introduction
Au cours de la dernière décennie, de nombreuses études ont été axées sur le sous-ensemble de cellules CD4+ T nouvellement identifié, sous-ensemble de cellules Tfh, pour ses rôles essentiels dans le développement du centre germinal (GC) B. Le lymphome à cellules B 6 (Bcl6), qui est principalement considéré comme un répresseur génétique, est le facteur déterminant de la lignée des cellules tfh pour la preuve que l’expression ectopique de Bcl6 est suffisante pour conduire la différenciation de Tfh tandis que l’insuffisance de Bcl6 entraîne la disparition de la différenciation tfh1,2,3. Contrairement à d’autres sous-ensembles CD4+ T helper effectuant leur fonction effectrice par migration vers les sites de l’inflammation, les cellules Tfh fournissent l’aide de la cellule B principalement dans la zone folliculaire de la cellule B de la rate et du ganglion lymphatique. Les molécules co-stimulantes ICOS et CD40L jouent un rôle important dans l’interaction entre les cellules Tfh et GC B. Au cours de la différenciation tfh, l’ICOS transmet les signaux nécessaires des cellules B cognées et agit également comme un récepteur recevant des signaux de migration des cellules B du spectateur pour la localisation de la zone cellulaire B4,5. CD40L est un médiateur des signaux des cellules tfh pour la prolifération des cellules B et la survie6. Un autre facteur jouant le même rôle que CD40L est la cytokine IL21, qui est principalement sécrété par les cellules tfh. IL21 régule directement le développement et la production d’anticorps à haute affinité par les cellules GC B, mais son rôle dans la différenciation de Tfhest encore controversé 7,8. Pd-1 et CXCR5, qui sont maintenant les plus fréquemment utilisés dans l’identification des cellules tfh dans l’analyse de cytométrie de flux, jouent également un rôle important dans la différenciation et la fonction de ce sous-ensemble. CXCR5 est le récepteur de la chimiokine folliculaire à cellules B et médie la localisation des cellules tfh dans les follicules cellulaires B9. PD-1 est maintenant identifié non seulement pour avoir la fonction de guidage folliculaire, mais aussi transmettre des signaux critiques dans le processus de maturation d’affinité des cellules GC B10. Sur la base de ces résultats, l’évaluation de l’expression de ces molécules pourrait essentiellement refléter la maturation et la fonction des cellules tfh.
Gc est une structure microanatomique transitoire induite dans les organes lymphoïdes secondaires et fortement dépendante des cellules de Tfh, étant ainsi une lecture parfaite pour évaluer la réponse de Tfh. Dans GC, après réception des signaux 2010 par des cytokines et des molécules co-stimulantes, les cellules B sont soumises à la commutation de classe et à l’hypermutation somatique pour générer des anticorps à haute affinité11. La commutation différentielle de classe d’anticorps se produit dans le créneau différentiel de cytokine, dans lequel IL4 et IL21 induisent le commutation de classe IgG1 tandis que IFNγ induit le commutation de classe IgG212. Les cellules plasmatiques sont les producteurs d’anticorps sécrétés et sont des cellules différenciées en phase terminale. Comme les cellules Tfh, le développement de cellules B dans GC est associé à l’expression dynamique de nombreuses molécules significatives. Selon l’étude actuelle, les cellules GC B peuvent être identifiées comme B220+PNA+Fas+ ou B220+GL7 + Fas+celluleset cellules plasmatiques, par rapport à leurs précurseurs, l’expression downregulate de B220 et upregulate CD138 expression13. Qui plus est, ces deux caractéristiques peuvent être détectées dans l’analyse de cytométrie de flux et d’immunofluorescence, étant ainsi l’évaluation appropriée de la réponse de GC.
Des réponses cellulaires et humoristiques robustes sont induites dans l’infection par le virus de la grippe, les cellules Tfh et Th1 dominant la réponse des cellules CD4+ T14,ce qui en fait un modèle parfait pour l’étude de différenciation des cellules Tfh. La grippe A/Porto Rico/8/34 H1N1(PR8), qui est une souche couramment utilisée adaptée à la souris, est fréquemment utilisée dans cetteétude 14,15,16. Ici, nous décrivons quelques protocoles de base de l’essai tfh étude pertinente dans l’infection par le virus de la grippe: 1) l’inoculation intranasale du virus PR8; 2) cellules tfh spécifiques aux antigènes, cellules GC B et plasma et détection IL21 avec cytométrie d’écoulement; 3) visualisation histologique de GC ; 4) détection du titer d’anticorps antigène-spécifique dans le sérum avec ELISA. Ces protocoles fournissent les techniques nécessaires aux nouveaux chercheurs dans l’étude associée à Tfh.
Protocol
Representative Results
Discussion
En raison de rôles spécialisés dans la fourniture d’aide à la cellule B pour la génération d’anticorps à haute affinité, les cellules tfh ont fait l’objet d’études approfondies dans les mécanismes de différenciation et de manipulation afin de fournir de nouvelles stratégies pour la conception du vaccin. L’infection par le virus grippal induit des réponses vigoureuses des cellules Tfh et GC B, ce qui est un modèle approprié pour ce domaine de recherche. Dans cet article, nous avons décrit des pro…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions le personnel de l’installation de cytométrie de débit, de l’installation ABSL2 et de l’installation animale SPF de l’Institut Pasteur de Shanghai pour leur aide technique et leurs conseils. Ces travaux ont été soutenus par les subventions suivantes : Programme de recherche stratégique prioritaire de l’Académie chinoise des sciences (XDB29030103), Programme national de R-D de la Chine (2016YFA0502202), Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (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 |
References
- 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).
- Nurieva, R. I., et al. Bcl6 mediates the development of T follicular helper cells. Science. 325 (5943), 1001-1005 (2009).
- Yu, D., et al. The transcriptional repressor Bcl-6 directs T follicular helper cell lineage commitment. Immunity. 31 (3), 457-468 (2009).
- 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).
- Xu, H., et al. Follicular T-helper cell recruitment governed by bystander B cells and ICOS-driven motility. Nature. 496 (7446), 523-527 (2013).
- 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).
- 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).
- Vogelzang, A., et al. A fundamental role for interleukin-21 in the generation of T follicular helper cells. Immunity. 29 (1), 127-137 (2008).
- Ansel, K. M., et al. A chemokine-driven positive feedback loop organizes lymphoid follicles. Nature. 406 (6793), 309-314 (2000).
- Shi, J., et al. PD-1 Controls Follicular T Helper Cell Positioning and Function. Immunity. 49 (2), 264-274 (2018).
- Methot, S. P., Di Noia, J. M. Molecular Mechanisms of Somatic Hypermutation and Class Switch Recombination. Advanced ImmunoChemical. 133, 37-87 (2017).
- Crotty, S. Follicular helper CD4 T cells (TFH). Annual Review of Immunology. 29, 621-663 (2011).
- Calame, K. L. Plasma cells: finding new light at the end of B cell development. Nature Immunology. 2 (12), 1103-1108 (2001).
- 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).
- 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).
- 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).
- León, B., et al. Regulation of TH2 development by CXCR5+ dendritic cells and lymphotoxin-expressing B cells. Nature Immunology. 13 (7), 681-690 (2012).
- 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).
- Bouvier, N. M., Lowen, A. C. Animal Models for Influenza Virus Pathogenesis and Transmission. Viruses. 2 (8), 1530-1563 (2010).
- Miyauchi, K., et al. Protective neutralizing influenza antibody response in the absence of T follicular helper cells. Nature Immunology. 17 (12), 1447-1458 (2016).
- Rodriguez, L., Nogales, A., Martinez-Sobrido, L. Influenza A Virus Studies in a Mouse Model of Infection. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
