文摘
骨髓(BM)不仅是一个水库的造血干细胞,但免疫记忆细胞库。进一步描述BM-resident记忆T细胞将有助于揭示大英博物馆和免疫记忆之间的复杂关系。在这项研究中,我们发现CD122高干细胞antigen-1(本来)高B细胞淋巴瘤2 (bcl - 2)高CD4+干细胞的记忆T细胞(TSCMs)作为一种独特的记忆T细胞的子集,优先驻留在大英博物馆,在那里他们积极应对血源性抗原。有趣的是,自然的CD4细胞+TSCMs自导与VCAM-1大英博物馆与+IL-15+IL-7+CXCL-12+基质细胞。此外,spleen-resident CD4相比+TSCMs, BM-resident TSCMs诱导B淋巴细胞的高亲和性流感抗体的生产的效率。综上所述,这些观察结果表明,大英博物馆为CD4的生存提供了一个合适的微环境+TSCMs,扩大我们的知识关于内存抗原CD4的维护+T淋巴细胞。
1。介绍
CD8+干细胞的记忆T细胞(TSCMs)与自我更新的属性和multipotency已经确定在人类和小鼠1- - - - - -3]。鼠标CD8+TSCMs高度表达干细胞antigen-1(本来)和白介素- 2 (IL)和IL-15受体β链(CD122),以及B细胞淋巴瘤protein-2 (bcl - 2)在高水平,和人类CD8+TSCMs高度表达CD95(也称为Fas / APO-1)和CD122 [1,2]。人类CD4+TSCMs分离得到健康献血者外周血单核细胞(2]。特别是,人类的CD4细胞+TSCMs被认为是hiv - 1潜在的储层(4]。此外,Th17,作为一种特殊的CD4细胞+T细胞subset-producing炎症,表现出一定程度的干细胞特征(5,6]。然而,CD4细胞的存在和功能+TSCMs鼠标,尤其是CD4的解剖部位+TSCMs,没有特点。
先前的研究已经证明了骨髓(BM)函数作为招聘的主要储层和站点造血干细胞(hsc)以及记忆B细胞和T细胞通过提供适当的细分市场7- - - - - -10]。一种常见的利基,支持肝星状细胞或白细胞在大英博物馆是由CXCL-12+基质细胞。在某些情况下,大英博物馆还可以支持幼稚T细胞的体内平衡和pro-B细胞(11,12]。更重要的是,BM-resident CD4+T细胞表现出不同的功能与居住在其他器官。例如,相比之下,CD4细胞+BM-resident CD4 T细胞在外周血+T细胞引起更多有效的诱导的高亲和性抗体的生产活动。因此,大英博物馆现在的水库Treg细胞提供一个免疫抑制微环境维护的肝星状细胞(13]。然而,它尚未是否CD4特点+TSCMs,作为一种独特的T细胞和干细胞属性子集,积聚在大英博物馆。
流感感染可能严重危害人类健康和经济(14]。抗体由B细胞分泌抗流感免疫中发挥重要作用[15]。许多B细胞的子集,包括pre-pro-B细胞和长寿的浆细胞和记忆B细胞,优先驻留在大英博物馆(12]。小鼠免疫和T cell-dependent抗原(4-hydroxy-3-nitrophenyl) acetyl-coupled KLH (NP-KLH) BM-derived CD4+记忆T细胞可以帮助特定抗体的成熟16]。值得注意的是,人类长寿的浆细胞(LLPCs)在大英博物馆被确定应对流感疫苗(17]。尽管众所周知,CD4+成熟的T细胞可以帮助抗体,CD4细胞之间的关系+大英博物馆的T细胞和B细胞更少的特点。
在这项研究中,我们提供了证据,大英博物馆作为大多数抗原CD4中心+TSCMs被重新安置。重要的是,BM-resident TSCMs显示更高的活动在诱导抗体流感与脾脏相比——(SP)居民TSCMs老鼠。这些发现可能对流感免疫治疗提供直接的影响。
2。材料和方法
2.1。道德声明
动物实验后进行了中山大学实验动物中心指导方针和被批准的中山大学动物保健和使用委员会制度(于中山- 2016 - 053)。是努力减少动物痛苦。
2.2。老鼠
OT-II、C57BL / 6 j和CD45.1 (B6.SJL-Ptprc一个Pep3b/ BoyJ)老鼠从杰克逊实验室和购买是在防晒系数条件下饲养的。
2.3。病毒和感染
传染性流感A /波多黎各/ 8/34 (H1N1) (PR8)和PR8-OVA Zhongfang王在广州医科大学博士提供的。病毒生长在母鸡受孕的鸡蛋从病毒尿囊腔的股票。轻度麻醉小鼠鼻内接种感染甲型流感病毒的50μl PBS。PR8采用2×10的股票4EID50的空斑形成单位(4 ld50)和970年(大约2 ld50) PR8-OVA。
2.4。病毒滴度
小鼠注射甲型流感病毒是由颈椎脱位牺牲在不同的时间点。肺部被移除,嘲笑成单细胞悬浮体在固定体积的5毫升,然后1毫升整除冻结,最后储存在−80°C。溶菌产物被解冻,流感病毒滴度测定使用Madin-Darby狗肾细胞(MDCK)空斑实验详细之前(18,19]。
2.5。流式细胞术和排序
单细胞悬浮体从个人准备小鼠脾脏,肠系膜淋巴结,血液或骨髓。染色,细胞preincubated 0.1%牛血清白蛋白(BSA) / 10的磷酸盐(PBS)解决方案μ2.4 g / ml anti-FcgRII / III (g2) (eBioscience) 10分钟4°C。细胞被染色了20分钟在4°C anti-CD62L (MEL-14) anti-CD45.2 (104), anti-CD44 (IM7) anti-CD3 (145 - 2 - c11), anti-Sca-1 (D7) anti-CD8 (53 - 6.7), anti-IFN -γ(XMG1.2) anti-CD4 (RM4-5) anti-BrdU (3 d4) anti-CD69 (H1.2F3) anti-CD127 (A7R34) anti-Bcl-2(3季)anti-CD183 (cxcr3 - 173), anti-VCAM-1 (429), anti-CD140b (APB5)和anti-CD31 (MEC13.3)。最后,这些细胞被沾住/死坏死细胞生存能力(分子探针)排除。细胞分类,BD FACSAria II细胞分选仪(BD生物科学)使用。细胞内细胞因子染色,细胞被刺激100 ng / ml PMA(σ)和1μg / ml ionomycin(σ)的5μg / ml brefeldin(σ)4 h。在PBS和固定细胞被洗两次和permeabilized BD Cytofix / Cytoperm™固定/透化作用工具包。彩色样本分析BD LSR II Fortessa (BD生物科学)。与FlowJo仪数据流进行了分析(树明星)软件。
2.6。实时定量PCR(存在)
总RNA分离使用试剂盒试剂(技术),然后进行互补脱氧核糖核酸的合成,PrimeScript逆转录(RT)试剂盒(豆类)。所有引物退火在37°C, RT处理在42°C。执行定量实时PCR与SYBR预混料交货Taq II工具包(豆类)遵循制造商的指示。的引物实验表中列出1。
2.7。在活的有机体内活化的CD4+T细胞
5×105三个T细胞亚群(CD3幼稚T细胞+CD4+CD62L+CD44−本来就−CD122−;中药:CD3+CD4+CD62L+CD44+;TSCMs: CD3+CD4+CD62L+CD44−本来就+CD122+)从SP或BM OT-II老鼠过继转移到CD45.1老鼠。500年接受者免疫了μg CFA的卵子和牺牲后3天进行进一步分析。
2.8。冰冻切片,免疫荧光染色
股骨样品固定在4%多聚甲醛(σ)4 h和平衡在30%蔗糖(σ)/ PBS。与冷PBS两个冲洗后,样本与0.25 EDTA脱钙(穿越)2天然后嵌入O.C.T.(樱花)。染色,单克隆抗体VCAM-1 (BD Pharmingen)和CXCL-12 (BD Pharmingen)多克隆抗体IL-7 (Abcam)和IL-15 (Abcam)和细胞标记试剂(分子探针),包括5 -二乙酸(6)-carboxyfluorescein succinimidyl酯(5 (6)cfda SE;CFSE), CellTracker™红CMTPX染料,DAPI (4 ,6-diamidino-2-phenylindole)。二次抗体,Alexa萤石488山羊anti-rabbit和Alexa萤石488山羊anti-rat是从Abcam购买的。在徕卡CM1900低温恒温器部分进行。
2.9。细胞增殖
细胞增殖在体外由BrdU决定。CD44低CD62L高在2×10 T细胞6/毫升的SP或BM RPMI 1640培养基培养(Gibco)包含10%的边后卫(Gibco)、青霉素(100 U /毫升)(HyClone)和链霉素(100μg / ml) (HyClone)。C57BL / 6 J mice-derived激活的T细胞,细胞被刺激anti-CD3 (2μg / ml)和anti-CD28 (1μg / ml) (BD Pharmingen)的存在(10 ng / ml) - 2 (PeproTech)。的激活OT-II mice-derived T细胞,实验遵循协议所描述的。简单地说,1×106/毫升T细胞是cocultured 2×107/毫升辐照T-depleted SP或BM-derived抗原递呈细胞”的卵子323 - 339肽(ISQAVHAAHAEINEAGR)(2μ米)(AnaSpec)和(10 ng / ml) - 2 (PeproTech)。
2.10。BrdU标记
为在活的有机体内扩散试验,BrdU(σ)是100毫克/公斤注射10毫克/毫升生理盐水腹腔内。
2.11。寻的测定
归航CMTPX-labeled CD4的实验+TSCMs CFSE-labeled参考细胞进行如前所述[20.]。简单地说,2×106CMTPX-labeled (10μ米)CD4+TSCMs混合了相同数量的新孤立和CFSE-labeled (10μ米)总脾细胞,然后通过静脉注入CD45.1接受者。收件人是牺牲了24 h后,脾脏和骨髓细胞获得所述测量CMTPX+/ CFSE+通过流式细胞术比率。一个整除评估输入比例(IR = (CMTPX)输入/ (CFSE)输入)。归航指数(HI)计算的比值(CMTPX)组织/ (CFSE)组织(CMTPX)输入/ (CFSE)输入。例如,归航指数1意味着CMTPX-staining细胞频率等效与幼稚T细胞与CFSE标记。
2.12。统计分析
使用GraphPad 5.0进行了统计分析。数据代表表示实验和显示为±SD方法。差异是由单向方差分析或计算 - - - - - -测试。 , ,和 。
3所示。结果
3.1。CD4+T记忆干细胞优先驻留在大英博物馆
尽管CD8+TSCMs分为记忆细胞,他们主要显示naive-like表型,包括CD62L+CCR7+CD45RO−CD45RA+在人类和CD44低CD62L高在老鼠21- - - - - -23]。鉴于CD4的相似性+和CD8+T细胞表面标记在大多数子集的老鼠和CD4的一致性+和CD8+TSCMs表面标记在人类,我们试图CD8的应用标准+TSCMs探讨CD4+TSCMs老鼠。正如所料,CD122重要的高度高本来就高观察子集BM-derived幼稚T细胞室(图1(一))与其它组织相比,包括SP、外周血(PB)和肠系膜淋巴结(LN)(图1 (b))。因此,我们假设CD122高本来就高TSCMs优先驻留在大英博物馆。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
定义良好的TSCMs已经被证明不仅表达高水平的CD122 bcl - 2和本来就还。验证是否这些自然CD122高本来就高TSCMs在大英博物馆是完全符合前面定义的TSCMs、bcl - 2的表达水平在CD122评估高本来就高TSCMs和CD122低本来就低幼稚T细胞。正如所料,在CD122 bcl - 2的表达水平较高高本来就高比天真的CD4 TSCMs+T细胞(图1 (c)),这与前面定义的TSCMs是相一致的。如果幼稚T细胞相似,BM-resident TSCMs表达高水平的CD127 (IL-7Rα)(图1 (d))。有趣的是,CD69的表达在BM-resident TSCMs略高于幼稚T细胞(图1 (d))。令人惊讶的是,与CD8相似+TSCMs在小鼠GVHD模型,BM-resident CD4+TSCMs还高度表达CXCR3分子(图1 (d))。鉴于高表达的基因参与调控细胞CD8的具备干细胞+TSCMs,我们还研究了这些基因被称为先前报告中存在(图1 (e))。中存在的数据表明的mRNA水平β- - - - - -连环蛋白,Klf7,Tcf-7,Lef-1在BM-resident TSCMs远高于那些幼稚T细胞(图1 (e))。值得注意的是,的mRNA水平CD44和本来就,作为一个参考的功效分类通过流式细胞术,是与以前的报告(图一致1 (e))。总的来说,这些观察支持,BM-enriched CD122高本来就高naive-like CD4+T淋巴细胞可以被称为TSCMs自然栖息在大英博物馆。
3.2。BM-Resident CD4+TSCMs积极回应记者的血源性抗原
之前报道,CD4细胞+TSCMs可以引起快速免疫反应抗原后重新23]。探讨CD4细胞的免疫反应+TSCMs原位净化幼稚T细胞(CD4细胞+CD44低CD62L高CD122低本来就低)和中部(中药)(CD4记忆T细胞+CD44高CD62L高)和TSCMs (CD4细胞+CD44低CD62L高CD122高本来就高)(CD45.2 OT-II BM的老鼠+(CD45.1)过继转移到句老鼠+),其次是抗原刺激使用卵白蛋白(OVA)免疫(图2(一个))。流仪分析表明,BM TSCMs显示更高水平的细胞增殖和干扰素-γ生产相比与BM中药和BM幼稚T细胞(数字2 (b)和2 (c))。这些结果表明,BM-enriched CD122高本来就高有效TSCMs回复血源性抗原。
(一)
(b)
(c)
3.3。优惠CD4细胞的迁移+TSCMs大英博物馆
不同于CD8+TSCMs,不影响CD4的一代+TSCMs依赖于β连环蛋白信号通路。净化CD4是必不可少的+TSCMs从大英博物馆执行导航试验。纯化的CD4+TSCMs被贴上CMTPX,然后混合CFSE-labeled总SP细胞的比例(参考)1:1。混合细胞被注入受体小鼠。12个小时后,我们发现CMTPX-positive细胞和CFSE-positive细胞的比率,然后自导指数计算。显然,归航CD4指数+在大英博物馆是高于TSCMs SP(数字3(一个)和3 (b))。此外,我们也比较了蛋白质的bcl - 2 SP -和BM-resident CD4水平+TSCMs来验证他们的表型。重要的是,在BM-resident CD4 bcl - 2的表达+TSCMs高于SP-resident CD4得多+TSCMs(图3 (c))。综上所述,这些数据表明,CD122高本来就高大英博物馆TSCMs优先居住的地方。
(一)
(b)
(c)
3.4。CD4+TSCMs VCAM-1相连+IL-15——或者IL-7-Expressing基质细胞在大英博物馆
CD122 (IL-2Rβ)也是共享的- - - - - -15受体,TSCMs的持久性是依赖IL-7 IL-15,而IL-15在大英博物馆基质细胞中高度表达,这与IL-7-expressing细胞重叠。因此,我们推测,这些细胞可以构成适当的壁龛BM-resident TSCMs [16,24,25]。来验证这个假设,colocalization TSCMs与基质细胞在大英博物馆被cryofluorescence检查。与VCAM-1 TSCMs显然是与+IL-7——或者IL-15-expressing基质细胞(图4(一))。此外,TSCMs也位于毗邻CXCL-12+基质细胞(图4(一))。根据以前的报告,IL-7和IL-15-expressing细胞由CXCL-12-abundant网状VCAM-1(汽车)的细胞表面标记+PDGFRβ+CD31−本来就−。调查是否BM-resident CD4是必不可少的+TSCMs与汽车与细胞。为了测试我们的假设,VCAM-1+PDGFRβ+CD31−本来就−细胞被分离从大英博物馆和转移与BM CD4受体小鼠+TSCMs。正如所料,CD4的cryofluorescence结果代表+TSCMs被车包围细胞在大英博物馆(图4 (b))。进一步流仪结果证实VCAM-1的水平显著升高+PDGFRβ+CD31−本来就−基质细胞在大英博物馆(图4 (c))。这些观察表明,TSCMs CXCL-12相连+VCAM-1+IL-7 IL-15-expressing基质细胞在大英博物馆。
(一)
(b)
(c)
3.5。BM CD4+TSCMs协助体内抗体亲和力成熟的流感
CD4 T细胞,也称为辅助T细胞,帮助CD8 T细胞介导细胞免疫和B细胞介导体液免疫的病毒感染。探索BM CD4之间的关系+TSCMs BM B细胞,天真的B细胞和BM CD4一起被转移+TSCMs和其他T细胞亚群(包括幼稚T细胞和记忆T细胞)从大英博物馆或SP的未接受免疫接种的老鼠到老鼠接收者然后用甲型流感病毒免疫。显然,BM CD4受体小鼠与转让+TSCMs分泌更多的流感抗体血清(图5)。这些数据表明,BM CD4+TSCMs抗体亲和力成熟的流感提供帮助在活的有机体内。
4所示。讨论
大英博物馆是发挥重要作用在控制免疫反应通过影响淋巴细胞的生成和免疫记忆的维护16,26- - - - - -30.]。尽管CD4+TSCMs可以安置在大英博物馆,从天真的状态转换的明确解剖网站尚未确定。值得注意的是,特定的粘附分子参与的过程中CD4的搬迁+TSCMs在大英博物馆还没有决定。在这项研究中,CD4细胞+TSCMs高度表达CD122,本来就和bcl - 2被发现位于BM-resident naive-like T细胞车厢明确。尽管检测到了少量的自然TSCMs周围淋巴器官,包括SP、铅、LN、自然TSCMs在这些器官的频率远低于那些在大英博物馆。值得注意的是,类似于SP-derived TSCMs, BM-resident TSCMs能够更快地获取效应函数对血源性抗原暴露相比,天真的T细胞。事实上,这些数据也表明显著积累TSCMs大英博物馆,而不是仅仅局限于周围炎症网站。尽管伴随大量标记的表达TSCMs幼稚T细胞表面,微阵列数据的生物信息学分析和抗原刺激实验表明,TSCMs中药(最密切相关的22,31日]。然而,它仍然未知是否TSCMs的其他特征,尤其是交易属性,也类似于中药的。通过导航CD4指数的计算+TSCMs,我们发现CD4的优惠搬迁+TSCMs大英博物馆。
一个合适的微环境对BM-resident TSCMs需要一个架构促进体内平衡TSCMs的特定区域。这些情况似乎在BM基质,由一种纤维VCAM-1网络+在VCAM-1 IL-7——IL-15-expressing基质细胞+PDGFRβ+CD31−本来就−基质细胞隔间(24,25]。与以前的报告一致,CD127分子的表达水平在BM CD4表达下调+TSCMs IL-15信号由基质细胞(32,33]。特别是壁龛在大英博物馆不仅可以提供信号的稳态扩散(IL-15信号提供的),但也有生存信号(提供的一对IL-7和CD127)通过上调为维护TSCMs bcl - 2的表达。这两个信号通路的合作(IL-7和IL-15信号)支持CD4的住所+TSCMs骨髓和CD4的回忆+TSCMs流感模型。相比之下,我们不能检测的colocalization TSCMs与常规装甲运兵车,包括B220+,CD11C+,F4/80+细胞(数据未显示)。引人注目的是,尽管细胞周期的结果表明BM-resident TSCMs处于休息状态,CD69的表达在BM-resident TSCMs略高于幼稚T细胞。同时,BM-resident TSCMs可以快速激活外源性抗原入侵时,提供一个暗示,活跃TSCMs更可能驻留在地区接近装甲运兵车。我们推测的融合抗原的反应可能是伴随着TSCMs大骨料与几个装甲运兵车,导致TSCMs在大英博物馆的激活。鉴于少数外围TSCMs被发现的免疫器官和大量TSCMs迅速积累炎症网站,我们建议这些细胞利用利基市场在大英博物馆的避难所,可以暂时隐藏在抗原暴露在执行之前免疫监视。值得注意的是,这辆车包围了CD4细胞+TSCMs在大英博物馆和汽车电池在大英博物馆的频率远高于SP,这可能是一个关键因素影响血液传播动力学的TSCM迁移在活的有机体内。
流感感染的严重程度主要取决于流感病毒的类型和状态的病人的免疫系统34),由于癌症患者接受骨髓或干细胞移植免疫和不良反应减少流感疫苗(35,36]。在我们的研究中,我们已经表明,BM CD4细胞+TSCMs能够帮助成熟的抗体对于抗流感免疫流感非常重要。在临床骨髓移植,包括CD4 T细胞+T细胞、CD8+T细胞,必须从捐赠者的BM耗尽细胞减少移植物抗宿主病(37- - - - - -39]。也许,少量的CD4细胞的移植+TSCMs从捐赠者BM,抗流感免疫移植受者可以有效地改进BM移植术后抗感染。虽然我们的数据表明,大英博物馆CD4+TSCMs可以帮助成熟的流感由B细胞产生抗体,它仍然未知是否BM CD4+TSCMs有助于B细胞分泌抗体其他致命的疾病。
我们的数据表明,BM-resident TSCMs发挥更强的活动导致流感抗体的生产,这可能是有益的抗感染免疫疗法的发展(40]。在黑素瘤患者中,高频率的肿瘤特异性T细胞可以检测到HLA四聚物绑定;然而,大多数这些细胞无能或停止响应41]。与其它子集相比,TSCMs显示更高的免疫活动。虽然干扰素的表达γ和细胞增殖的自然SP-derived TSCMs几乎等于这些自然BM-derived TSCMs,我们利用这一事实,大英博物馆微环境可能产生更多的功能性CD4细胞+TSCMs在活的有机体内。我们的数据表明,功能CD4的选择一个合适的微环境+TSCMs可能是一个新颖的方向来提高免疫疗法的疗效。
总体而言,我们的研究显示,TSCMs,作为一种独特的存储单元俱乐部的成员,自然存在于野生型老鼠和主要积聚在大英博物馆。此外,这些发现揭示了BM CD4之间的关系+TSCMs和抗流感的免疫力。,有趣的是,大英博物馆可能作为一种“鸟巢”长寿细胞,包括肝星状细胞、B和T细胞,常规内存和TSCMs,为每个人提供专用的和不同的细分市场(42- - - - - -44]。此外,这些发现开门的发展一个新的感染疾病的免疫治疗策略,推动pathogen-specific TSCMs从大英博物馆的患者患有恶性病毒感染。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
吴康和王范了同样的工作。
确认
这项研究得到了国家自然科学基金(81702327,81702327,81502207)。