利用工程化的“诱饵”B细胞减弱T依赖性抗体反应

Blunting specific T-dependent antibody responses with engineered "decoy" B cells

作者信息Ragan A Pitner, Jaime L Chao, Noelle P Dahl, Meng-Ni Fan, Xiaohe Cai, Nathan G Avery, Kelsey Roe, P Clint Spiegel Jr, Carol H Miao, Michael Y Gerner, Richard G James, David J Rawlings
PMID39192583
期刊Mol Ther
发布时间2024-10
DOI10.1016/j.ymthe.2024.08.023

实验完整度

高

包含体外B细胞培养与基因编辑、过继转移后免疫分析、免疫荧光与流式细胞术检测生发中心反应,以及血友病小鼠模型体内功能验证等多个证据层级。

主要模型

MD4转基因小鼠来源的HEL特异性B细胞 C57BL/6小鼠 FVIII敲除血友病A小鼠模型

重点核对

B细胞分离与培养条件:EasySep Mouse B Cell Isolation Kit,IMDM培养基,2天激活 CRISPR-Cas9基因编辑:sgRNA:Cas9摩尔比3:1,MaxCyte ExPERT GTx电转仪,电转后立即稀释于含抗原的培养基 过继转移与免疫:尾静脉注射B细胞,3天后腹腔注射25 μg HEL-OVA或HEL-C2或100 μg NP-CGG抗原,使用Sigma Adjuvant 生发中心分析:免疫后第5天和第11天取脾脏,进行共聚焦显微镜和流式细胞术分析 FVIII抑制检测:Bethesda凝血实验评估功能性FVIII抑制

摘要

抗体抑制剂对患有遗传性蛋白质缺乏症患者的治疗构成持续挑战,限制了蛋白质替代疗法和纠正性基因疗法的疗效。除了作为血清抗体产生者的核心作用外,B细胞还表现出许多独特的特性,可用于细胞治疗应用,特别是抗原特异性识别和相关的抗原呈递能力。在此,我们使用CRISPR-Cas9证明,离体抗原致敏的Blimp1敲除“诱饵”B细胞(不能分化为浆细胞)在过继转移后参与并下调宿主抗原特异性体液反应。在离体抗原脉冲后,过继转移的高亲和力抗原特异性诱饵B细胞被大量转入学发中心,从而减少了内源性抗原特异性B细胞在T依赖性体液反应中的参与,并在免疫结合抗原后抑制同源和顺式连接抗原特异性免疫球蛋白(Ig)G。这种效应呈剂量依赖性,且重要的是,不影响同时发生的无关抗体反应。我们通过在FVIII敲除小鼠中,在免疫FVIII结合蛋白之前给予抗原脉冲的诱饵B细胞,证明了该方法的治疗潜力,从而将血清FVIII特异性IgG的产生降低一个数量级,并将表现出功能性FVIII抑制的小鼠比例降低6倍。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
该研究探讨利用抗原特异性、不能分化为浆细胞的B细胞能否通过竞争性抑制生发中心反应来减弱特定T依赖性抗体反应。
核心机制
诱饵B细胞通过高亲和力BCR竞争抗原和T细胞辅助,大量进入生发中心,从而减少内源性抗原特异性B细胞进入生发中心并最终产生抗体分泌细胞,进而抑制同源及顺式连接抗原的抗体反应。
主要证据
MD4 B细胞过继转移和免疫实验显示,Blimp1敲除的抗原致敏B细胞能抑制α-HEL和α-OVA IgG反应;生发中心成像显示其主导生发中心;在FVIII敲除小鼠中,HEL-C2致敏的诱饵B细胞显著降低α-C2 IgG和功能性FVIII抑制。
研究意义
该研究提出了一种无需广泛免疫抑制的细胞治疗策略,可能用于预防针对治疗性蛋白的抗体抑制物产生,并可进一步工程化以递送免疫调节分子。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

B细胞体外激活与CRISPR-Cas9基因编辑

制备具有既定抗原特异性且无法分化为浆细胞的B细胞诱饵。

从MD4或B6小鼠脾脏富集B细胞,用MCD40L、α-CD180和IL-4刺激2天,然后电转Cas9 RNP靶向Prdm1或Rosa26,随后在40LB feeder细胞上培养8天,并通过Sanger测序和ICE分析验证编辑效率。

2

抗原致敏与过继转移

评估过继转移的抗原致敏诱饵B细胞对后续免疫反应的影响。

编辑后的B细胞在含HEL-OVA或HEL-C2的培养基中恢复2小时,然后尾静脉注射到受体小鼠中,3天后用相应抗原免疫。

3

免疫反应检测

评估诱饵B细胞对抗原特异性抗体水平的影响。

在不同时间点(第7、14、28天)采集血清,通过ELISA检测α-HEL、α-OVA、α-C2 IgG和IgM水平。

4

生发中心反应分析

评估诱饵B细胞对生发中心B细胞和抗体的竞争性影响。

在免疫后第5、10、11天取脾脏,通过共聚焦显微镜和流式细胞术分析生发中心B细胞、ASC以及诱饵B细胞的量。

5

FVIII抑制物模型验证

验证诱饵B细胞能否减弱临床相关蛋白FVIII的抑制性抗体反应。

用HEL-C2致敏的Blimp1KOMD4 B细胞过继转移到FVIII敲除小鼠,然后用HEL-C2免疫,通过ELISA和Bethesda凝血实验检测α-C2 IgG和FVIII抑制。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
EasySep小鼠B细胞分离试剂盒StemCell--
Iscove改良Dulbecco培养基----
胎牛血清----
鼠源多聚体CD40配体AdipoGen--
大鼠抗小鼠CD180抗体BD Pharmingen--
青霉素-链霉素Gibco--
Alt-R化脓性链球菌Cas9核酸酶V3IDT--
MaxCyte ExPERT GTx电转仪MaxCyte--
鼠源白细胞介素-4PeproTech--
PrimeSTAR GXL DNA聚合酶Takara Bio--
Zymo Research Quick-DNA微量制备试剂盒Zymo Research--
QIAquick PCR纯化试剂盒Qiagen--
鸡蛋清溶菌酶Thermo Fisher Scientific--
卵清蛋白Thermo Fisher Scientific--
NP-CGGBiosearch Technologies--
磺基-SMCC交联剂Thermo Fisher--
SATAThermo Fisher--
SM(PEG)6交联剂Thermo Fisher--
SAT(PEG)4交联剂Thermo Fisher--
AccuCount荧光计数微球Spherotech--
LSR II流式细胞仪BD Biosciences--
LSRFortessa流式细胞仪BD Biosciences--
Leica SP8共聚焦显微镜Leica--
TMB底物BD Bioscience--
SpectraMax酶标仪Molecular Devices--
40LB饲养细胞----
Sigma佐剂系统Sigma-Aldrich--
OCT包埋剂Tissue-Tek--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
B细胞获取与培养
B细胞来源(MD4或B6小鼠)、分离试剂盒、培养时间(2天)、细胞密度、刺激因子(MCD40L、α-CD180)浓度
阅读提示:Materials and methods: CRISPR-Cas9 editing and culturing of B cells
基因编辑
sgRNA序列、sgRNA:Cas9摩尔比(3:1)、电转仪器和程序、电转后培养条件(40LB feeder、IL-4)
阅读提示:Materials and methods: CRISPR-Cas9 editing and culturing of B cells
抗原致敏与过继转移
抗原类型(HEL-OVA或HEL-C2)、抗原浓度(1 μg/mL)、致敏时间(2小时)、细胞转移剂量和途径
阅读提示:Materials and methods: CRISPR-Cas9 editing and culturing of B cells, Adoptive transfer and immunization
免疫方案
免疫抗原剂量(25 μg或100 μg)、佐剂(Sigma Adjuvant)、免疫途径(腹腔注射)、免疫时间(转移后3天)
阅读提示:Materials and methods: Adoptive transfer and immunization
生发中心分析
免疫后取样时间(第5、11天)、脾脏处理(固定、切片)、染色抗体、显微镜设置
阅读提示:Materials and methods: Confocal microscopy and analysis, Flow cytometry
FVIII抑制测定
血清采集时间(第28天)、Bethesda凝血实验条件
阅读提示:Materials and methods: ELISAs and Bethesda assays