Tonic B细胞抗原受体信号为促生存BLyS信号提供NF-κB底物

Tonic B cell antigen receptor signals supply an NF-kappaB substrate for prosurvival BLyS signaling.

作者信息Jason E Stadanlick, Mary Kaileh, Fredrick G Karnell, Jean L Scholz, Juli P Miller, William J Quinn, Randall J Brezski, Laura S Treml, Kimberly A Jordan, John G Monroe, Ranjan Sen, Michael P Cancro
PMID18978795
发布时间2008-12
DOI10.1038/ni.1666

实验完整度

高

包含NIH3T3细胞系、原代小鼠脾脏B细胞及TACI缺陷/Bcl-xL转基因小鼠模型,并进行p100/p52免疫印迹、存活及基因表达功能验证

主要模型

NIH3T3成纤维细胞系(稳定表达BR3或TACI) 原代小鼠脾脏CD43−及CD23+ B细胞 TACI缺陷小鼠及Bcl-xL转基因小鼠B细胞 C57BL/6或BALB/cJ小鼠过渡期B细胞亚群(T1、T2、T3)

重点核对

BLyS处理浓度与时间:100 ng/ml或60 ng/ml,0–24 h或72 h 抗IgM F(ab′)2刺激浓度:10 μg/ml Syk抑制剂I 10 μM、Syk抑制剂IV 50 nM、PP1 10 μM 放线菌酮处理浓度:10 μg/ml 细胞存活检测:TO-PRO-3排除法培养72 h

摘要

过渡期和成熟B细胞的存活同时需要B细胞抗原受体(BCR)和BLyS受体3(BR3),这提示这两种受体传递的信号是非冗余的,或者它们之间存在相互对话。本研究表明,BCR信号诱导非经典转录因子NF-κB通路底物p100的产生,而p100是BR3信号传递及B细胞存活所必需的。持续产生p100的能力在过渡期B细胞分化过程中出现,这一阶段正是BCR信号开始介导存活而非负选择的时期。我们的发现为原代B细胞依赖持续的BR3和BCR信号提供了一种分子机制,也为B细胞成熟过程中逐渐获得的负选择抗性提供了解释。

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
为什么原代B细胞存活同时需要持续的BCR和BR3信号,其分子机制是什么。
核心机制
Tonic BCR信号通过经典NF-κB通路诱导p100产生,p100作为非经典NF-κB通路的底物被BR3信号加工为p52,从而传递促存活信号。
主要证据
在NIH3T3细胞系中BR3而非TACI优先激活非经典NF-κB通路;在原代B细胞中,Syk/Src抑制剂阻断BCR信号可减少p100并阻止BLyS诱导的p52核积累及存活;T1 B细胞BCR诱导p100能力弱于滤泡B细胞,胆固醇增强可恢复该能力。
研究意义
为原代B细胞依赖持续BR3和BCR信号提供分子解释,并提示该信号对话在B细胞成熟过程中逐渐建立,从而影响负选择抗性。

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

BLyS受体表达谱分析

确定脾脏和骨髓B细胞亚群中BR3、TACI和BCMA的表达模式。

通过流式细胞术和实时定量PCR检测骨髓Hardy各组分及脾脏过渡期、滤泡和边缘区B细胞表面BR3、TACI、BCMA表达。

2

BR3与TACI在细胞系中的NF-κB信号能力

在缺乏其他NF-κB激活介导因子的背景下,单独评估BR3和TACI激活经典与非经典NF-κB通路的能力。

将BR3或TACI全长cDNA克隆入MigR1逆转录病毒载体,感染NIH3T3细胞,用BLyS或APRIL刺激后免疫印迹检测p100加工和经典NF-κB激活。

3

原代B细胞中BLyS信号的时间进程

确定BR3信号在原代B细胞中激活非经典NF-κB通路的动力学及对p100的依赖。

CD43−脾脏B细胞用BLyS处理0–24 h,核质分离后免疫印迹检测p52、p65、p100;用放线菌酮阻断蛋白合成,或去除BLyS后追踪p100和p52变化。

4

BCR信号诱导p100生成

验证BCR交联或tonic BCR信号是否是p100新合成的主要来源。

CD23+滤泡B细胞用抗IgM F(ab′)2刺激,或与BLyS共处理,免疫印迹检测p100和p52;使用Syk抑制剂I/IV和Src抑制剂PP1阻断BCR信号,检测p100维持及p52核积累。

5

BCR-p100-BR3轴对B细胞存活的功能验证

验证BCR信号维持的p100是否为BLyS介导的长期存活和促存活基因表达所必需。

CD23+ B细胞在BLyS或抗CD40存在下,加或不加Syk/Src抑制剂培养72 h,TO-PRO-3排除法检测存活;实时PCR检测Pim2和Bcl-xL mRNA。

6

过渡期B细胞亚群中p100诱导能力的比较

确定BCR诱导p100的能力是否随过渡期B细胞分化而获得。

分选T1、T2/T3和滤泡B细胞,抗IgM或BLyS刺激后免疫印迹检测p100;对T1细胞增加胆固醇处理,检测BCR诱导p100能力。

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
重组人BLySHuman Genome Sciences--
抗IgM F(ab′)2抗体Jackson ImmunoResearch115-006-020
抗CD40抗体(克隆3/23)BD Biosciences--
APRILPeprotech315-13
Syk抑制剂ICalbiochem574711
Syk抑制剂IV(BAY 61-3606)Calbiochem574714
PP1Biomol InternationalEI-275
InSolution IKK-2抑制剂(SC-514)Calbiochem--
FuGENE 6转染试剂Roche--
OptiMEM I培养基Gibco--
Fetalplex血清Gemini Bio-Products--
L-谷氨酰胺Gibco--
青霉素-链霉素溶液Gibco--
兔抗p100抗体Cell Signaling Technology4882
抗RelB抗体(C-19)Santa Cruz Biotechnologysc-226
抗p65抗体Cell Signaling Technology3034
抗IκBα抗体(C-21)Santa Cruz Biotechnologysc-371
抗TBP抗体(1TBP18)Abcam--
β-actin单克隆抗体(AC-15)Sigma--
磷酸化酪氨酸单克隆抗体(4G10)Upstate--
PE标记抗人BR3抗体(8A7)eBioscience--
PE标记抗TACI抗体(FAB1041P)R&D Systems--
PE标记抗TACI抗体(166010)R&D Systems--
FITC标记抗BCMA抗体(161616)R&D Systems--
未标记抗BR3抗体(7H22-E16)AxxoraALX-804-824-c100
FITC或PE标记小鼠抗大鼠IgG1抗体(KLH-G1-2-2)Southern Biotechnology0116-02
生物素标记抗CD3ε抗体(145-2c11)BD Biosciences--
生物素标记抗CD43抗体(5-7)BD Biosciences--
链霉亲和素偶联微珠Miltenyi Biotech--
RNAeasy试剂盒Qiagen--
SuperScript II逆转录酶Invitrogen--
实时PCR预混液及小鼠GAPDH、Bcl-xL、Pim2、BR3、TACI和BCMA引物/探针集Applied Biosystems--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
Immobilon-P聚偏二氟乙烯膜Millipore--
硝酸纤维素膜Protran--
Complete蛋白酶抑制剂迷你片剂Roche--

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
原代B细胞BLyS刺激与p100/p52检测
BLyS浓度(100 ng/ml或60 ng/ml)、处理时间(0–24 h)、细胞类型(CD43−或CD23+脾脏B细胞)
阅读提示:Methods中Cell culture and B cell enrichment小节;Figure 2和Figure 3图注
BCR信号抑制实验
Syk抑制剂I浓度(10 μM)、Syk抑制剂IV浓度(50 nM)、PP1浓度(10 μM)、抗IgM浓度(10 μg/ml)、处理时间(24 h或72 h)
阅读提示:Methods中Cell culture and B cell enrichment小节;Figure 4、Figure 5和Figure 6图注
过渡期B细胞亚群分选与刺激
分选标记(T1:B220+AA4.1+CD23−;T2/T3:B220+AA4.1+CD23+)、抗IgM刺激时间(24 h)、胆固醇处理浓度(5 mM甲基-β-环糊精)
阅读提示:Methods中Real-time PCR和Cholesterol augmentation小节;Figure 7图注
细胞存活检测
培养时间(72 h)、BLyS浓度(100 ng/ml)、抗CD40浓度(10 μg/ml)、TO-PRO-3排除法
阅读提示:Methods中BLyS receptor expression and cell viability小节;Figure 5图注
放线菌酮阻断蛋白合成
放线菌酮浓度(10 μg/ml)、处理时间点(0–10 h)、细胞类型(CD43−脾脏B细胞)
阅读提示:Methods中Cell culture and B cell enrichment小节;Figure 2c,d图注