效应功能对于靶向HSV糖蛋白D的抗体在新生小鼠中提供广泛且强效保护是必需的

Effector functions are required for broad and potent protection of neonatal mice with antibodies targeting HSV glycoprotein D.

作者信息Matthew D Slein, Iara M Backes, Callaghan R Garland, Natasha S Kelkar, David A Leib, Margaret E Ackerman
PMID38350452
发布时间2024-02
DOI10.1016/j.xcrm.2024.101417

实验完整度

研究包含体外中和、ADCC、ADCP、补体沉积实验,以及体内生存、病毒载量和生物发光成像实验,并使用Fc突变抗体和FcγR基因敲除小鼠进行功能验证。

主要模型

新生C57BL/6J小鼠 FcγR−/−新生小鼠 Vero细胞 HEK293T细胞 THP-1细胞 Jurkat-Lucia NFAT-CD16细胞

重点核对

HSV-1感染剂量1×10^4 PFU,HSV-2感染剂量300 PFU,途径为鼻内接种 抗体给药剂量40 μg或10 μg,腹腔注射 FcγR−/−小鼠与野生型小鼠的对比 HSV8、UB-621、CH42 AAA及其Fc功能敲除突变体的中和和效应功能差异 病毒载量检测时间为感染后5天,使用空斑实验

摘要

Slein等人描述了一组gD特异性单克隆抗体保护新生小鼠免受HSV介导的死亡率和发病率的机制。中和作用和Fc效应功能介导针对HSV-1死亡率和体内病毒播散的保护。对于这些gD特异性单克隆抗体,Fc效应功能单独足以针对HSV-2提供保护。

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
在新生小鼠模型中,gD特异性单克隆抗体通过中和作用和Fc效应功能介导的抗HSV保护机制是什么,且不同血清型(HSV-1和HSV-2)的保护机制是否不同?
核心机制
对于HSV-1,中和作用和Fc效应功能共同作用以提供最佳保护;对于HSV-2,仅Fc效应功能即可提供保护,而中和作用并非必需。
主要证据
在新生小鼠模型中,使用gD特异性mAb(如HSV8、UB-621和CH42 AAA)及其Fc功能敲除突变体,通过生存率、病毒载量和生物发光成像实验证明:HSV-1感染时,中和作用和效应功能均有助于保护,低剂量时效应功能尤为重要;HSV-2感染时,效应功能单独即可提供完全保护。
研究意义
这些发现表明,Fc效应功能对于gD特异性mAb介导的保护至关重要,为设计有效的抗体和疫苗策略提供了信息,并证明了多功能抗体作为新生HSV感染治疗药物的潜力。

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

抗体的体外功能性表征

评估gD特异性单克隆抗体的抗原结合、中和作用和效应功能(ADCC、ADCP、补体沉积)

通过ELISA和流式细胞术检测抗体与重组gD-2和细胞表面gD-1的结合;通过空斑减少实验测定中和滴度;通过报告细胞系检测FcγRIIIA激活、吞噬实验和补体沉积实验评估效应功能。

2

新生小鼠体内保护实验

确定不同gD特异性mAb在致死性HPV-1和HSV-2感染模型中的保护效果及Fc效应功能的贡献

2日龄C57BL/6J或FcγR−/−小鼠腹腔注射40 μg或10 μg mAb,然后鼻内接种致死剂量的HSV-1或HSV-2,监测生存率;部分实验将病毒与抗体预先孵育形成免疫复合物后攻毒。

3

病毒载量检测

评估抗体处理后不同器官中的病毒载量,以确定效应功能对病毒播散和清除的影响

在感染后第5天,处死小鼠,经心灌注后收集脑、三叉神经节、肝、脾、肺等器官,通过空斑实验测定病毒滴度。

4

活体生物发光成像

实时监测HSV-1复制和播散,评估Fc效应功能对病毒控制的影响

2日龄小鼠鼻内感染表达荧光素酶的HSV-1 17syn+ΔLux,1天后腹腔注射10 μg mAb,然后每天进行生物发光成像,持续至第8天。

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
山羊抗人IgG Fc交叉吸附二抗HRPInvitrogen31413
山羊抗人IgG (H+L)交叉吸附二抗AlexaFluor™ 647ThermoFisher ScientificA-21445
山羊抗豚鼠C3生物素ICL LabsGC3-60B-Z
CH42 AAADr. M. Anthony Moody (Duke University)--
CH42 NAThis manuscript--
UB-621United Biopharma--
HSV8ZabBio--
HSV8 LALA PGZabBio--
HSV-1 17syn+Brown et al.--
HSV-2 GEjercito et al.--
HSV-1 17syn+/DluxLuker et al.--
DH5aNew England BioLabsC2987H
NEB® Stable感受态大肠杆菌(高效率)New England BioLabsC3040H
LowTox豚鼠补体CedarLane LabsCL4051
D-荧光素钾盐Gold BiotechnologyLUCK-1g
HSV-2 gD-306胞外域Dr. Gary Cohen, Nicola et al.--
重组人Fcγ受体Duke Human Vaccine Institute, Boesch et al.--
重组小鼠FcγRISino Biological50086-M27H-B
重组小鼠FcγRIIbSino Biological50030-M27H-B
重组小鼠FcγRIIISino Biological50326-M27H-B
重组小鼠FcγRIVSino Biological50036-M27H-B
链霉亲和素-R-藻红蛋白InvitrogenS866
eBioscience细胞刺激混合物(500x)Invitrogen00-4970-93
QUANTI-LucInvivogenrep-qlc1
VeroE6ATCCRRID:
THP-1单核细胞ATCCRRID:
Jurkat-Lucia NFAT-CD16Invivogenjktl-nfat-cd16
Expi293F细胞ThermoFisherA14527;
HEK293TATCCCRL-3216;
表达HSV-1 gD的HEK293T细胞This manuscript--
小鼠:C57BL/6JThe Jackson LaboratoriesRRID:
小鼠:B6.129P2-Fcer1gtm1Rav N12TaconicModel
pLenti-DsRed-IRES-EGFP载体Rousseaux et al.RRID:
HSV-1 st17 DNAMcGeoch et al.NCBI:txid10299
GraphPad Prism 9GraphPad Software INCRRID:SCR_002798
FlowJo 10BD Life SciencesRRID:
MagPlex微球Luminex CorpMC100XX

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
抗体处理与攻毒
抗体剂量(40或10 μg)、给药途径(腹腔)、攻毒剂量(HSV-1: 1×10^4 PFU;HSV-2: 300 PFU)、攻毒途径(鼻内)、小鼠品系(C57BL/6J或FcγR−/−)、攻毒时年龄(2日龄)
阅读提示:STAR★Methods中的'Mouse procedures and viral challenge'部分
病毒载量检测
检测时间(感染后5天)、器官(脑、三叉神经节、肝、脾、肺)、病毒滴度测定方法(Vero细胞空斑实验)
阅读提示:STAR★Methods中的'Mouse procedures and viral challenge'部分
生物发光成像
病毒株(HSV-1 17syn+ΔLux)、给药时间(感染后1天)、抗体剂量(10 μg)、成像时间(感染后1-8天)、底物(D-荧光素钾盐15 mg/mL,20 μL)
阅读提示:STAR★Methods中的'Mouse procedures and viral challenge'部分和图6
体外中和实验
病毒量(50 PFU)、抗体稀释系列、细胞(Vero)、孵育时间(1小时)、培养时间(48-72小时)
阅读提示:STAR★Methods中的'Viral neutralization'部分
ADCC报告实验
靶细胞(HEK293T表达gD)、效应细胞(Jurkat-Lucia NFAT-CD16)、抗体浓度(20 μg/mL起始)、孵育时间(过夜)
阅读提示:STAR★Methods中的'CD16 activation assay (ADCC)'部分