Siglec-9是体外人类肥大细胞上的抑制性受体

Siglec-9 is an inhibitory receptor on human mast cells in vitro

作者信息Irina Miralda, Nyssa B Samanas, Albert J Seo, Jake S Foronda, Josie Sachen, Yvonne Hui, Shane D Morrison, Carole A Oskeritzian, Adrian M Piliponsky
PMID37100120
发布时间2023-09
DOI10.1016/j.jaci.2023.04.007

实验完整度

高

包含细胞系模型、原代细胞模型和基因编辑功能验证,并通过配体处理、抗体共结合及信号通路检测进行机制验证。

主要模型

LAD2细胞系 HMC-1.2细胞系 LUVA细胞系 外周血CD34+衍生培养肥大细胞(PBCMCs) 人皮肤衍生培养肥大细胞(HSCMCs)

重点核对

Siglec-9在多种人肥大细胞系和原代细胞中的表达水平 SIGLEC9基因编辑效率及对激活标志物和脱颗粒的影响 Siglec-9配体GlycA和HMW-HA的浓度及处理时间 Siglec-9与FcεRI共结合时的抗体浓度和交联方法 使用sialidase处理去除唾液酸后对肥大细胞活化的影响

摘要

背景:肥大细胞活化对于过敏性疾病的发展至关重要。唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素(Siglecs)如CD33、Siglec-6、-7和-8的结合已被证明可抑制肥大细胞活化。近期研究表明,人类肥大细胞表达Siglec-9,这是一种抑制性受体,也在中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞上表达。目的:我们旨在体外表征人类肥大细胞中Siglec-9的表达和功能。方法:我们通过qPCR、流式细胞术和共聚焦显微镜评估了人类肥大细胞系和人类原代肥大细胞上Siglec-9和Siglec-9配体的表达。我们使用成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白9(Cas9)基因编辑方法破坏SIGLEC9基因。我们通过使用天然Siglec-9配体、血型糖蛋白A(GlycA)和高分子量透明质酸(HMW-HA)、针对Siglec-9的单克隆抗体以及Siglec-9与高亲和力IgE受体(FcεRI)的共结合,评估了Siglec-9对肥大细胞功能的抑制活性。结果:人类肥大细胞表达Siglec-9和Siglec-9配体。SIGLEC9基因破坏导致基线时激活标志物表达增加,并且对IgE依赖性和IgE非依赖性刺激的反应性增强。用GlycA或HMW-HA预处理后再进行IgE依赖性或非依赖性刺激,对肥大细胞脱颗粒具有抑制作用。人类肥大细胞中Siglec-9与FcεRI的共结合导致脱颗粒、花生四烯酸产生和趋化因子释放减少。结论:我们的研究表明,Siglec-9及其配体在体外限制人类肥大细胞活化中发挥重要作用。临床意义:靶向Siglec-9可能通过抑制肥大细胞释放促炎介质的能力来限制肥大细胞对过敏性疾病的贡献。关键词:肥大细胞,Siglec-9,唾液酸,CRISPR/Cas9,FcεRI。胶囊摘要:人类肥大细胞功能性Siglec-9的表达在体外限制肥大细胞活化和介质释放。

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
人类肥大细胞是否表达功能性Siglec-9,以及Siglec-9能否抑制肥大细胞活化。
核心机制
Siglec-9与其唾液酸配体(包括顺式相互作用)结合,通过抑制性信号限制肥大细胞活化,降低脱颗粒、花生四烯酸代谢物和趋化因子的释放。
主要证据
通过CRISPR/Cas9敲除SIGLEC9后肥大细胞活化增强;GlycA和HMW-HA预处理抑制IgE依赖和IgE非依赖性刺激引起的脱颗粒;Siglec-9与FcεRI共结合显著抑制脱颗粒和介质产生。
研究意义
靶向Siglec-9可能限制肥大细胞在过敏性疾病中的贡献,为治疗肥大细胞相关疾病提供新的策略。

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

评估Siglec-9在人类肥大细胞中的表达

确定人类肥大细胞(包括细胞系和原代细胞)是否表达Siglec-9及其表达水平。

通过流式细胞术和qPCR检测多种人肥大细胞系(HMC-1.2、LUVA、LAD2)和原代细胞(PBCMCs、HSCMCs、肺肥大细胞)中Siglec-9的表面和mRNA表达,并通过共聚焦显微镜观察其亚细胞定位。

2

研究Siglec-9的内吞作用

探究Siglec-9在抗体结合后是否发生内吞和降解。

使用抗Siglec-9单克隆抗体结合后,通过延迟二次染色法评估表面和总Siglec-9表达随时间的变化,并通过共聚焦显微镜检查其与早期内体标志物Rab5和晚期内体标志物Rab7的共定位。

3

敲除SIGLEC9并评估肥大细胞功能

确定Siglec-9缺失对肥大细胞活化敏感性的影响。

使用CRISPR/Cas9技术敲除LAD2细胞中的SIGLEC9基因,随后通过流式细胞术检测激活标志物LAMP-1的表达,并通过β-己糖胺酶释放试验评估IgE依赖性和IgE非依赖性刺激下的脱颗粒反应。

4

验证Siglec-9配体对肥大细胞活化的作用

确定天然配体GlycA和HMW-HA是否通过Siglec-9抑制肥大细胞活化。

用不同浓度的GlycA或HMW-HA处理LAD2细胞和HSCMCs,然后进行IgE依赖性或IgE非依赖性刺激,测量脱颗粒指标(β-己糖胺酶释放或LAMP-1表达),并比较Siglec-9敲除细胞与野生型细胞的反应。

5

Siglec-9与FcεRI共结合对肥大细胞功能的影响

探究Siglec-9与FcεRI共交联是否能增强抑制效果。

用抗FcεRIα和抗Siglec-9抗体孵育PBCMCs和HSCMCs,然后用二抗交联,测量LAMP-1表达、花生四烯酸代谢物(cys-LT、PGD2)和趋化因子(IL-8、MCP-1)的释放。

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
DMEM培养基----
IMDM培养基----
StemPro-34无血清培养基Thermo Fisher Scientific10639011
StemSpan SFEM II培养基StemCell Technologies--
X-Vivo 15培养基iLonza04-418Q
热灭活胎牛血清----
L-谷氨酰胺----
青霉素-链霉素----
重组小鼠IL-3Peprotech--
重组小鼠SCFPeprotech--
重组人IL-6Peprotech--
重组人SCFPeprotech--
重组人IL-3Peprotech--
环丙沙星Sigma-Aldrich--
透明质酸酶Sigma-Aldrich--
II型胶原酶Thermo Fisher Scientific--
I型DNA酶Sigma-Aldrich--
氯化钙Sigma-Aldrich--
Percoll----
Lipofectamine CRISPRMAX试剂Thermo Fisher ScientificCMAX00001
Cas9蛋白Integrated DNA Technologies1081058
sgRNAThermo Fisher ScientificA35533
RNeasy Plus Micro试剂盒Qiagen74034
RNeasy Mini试剂盒Qiagen74104
SuperScript VILO cDNA合成试剂盒Invitrogen--
Maxima SYBR Green/ROX qPCR预混液Thermo Fisher Scientific--
Step One Plus实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
抗人Siglec-6抗体R&D SystemsFAB2859N-025
抗人Siglec-7抗体R&D SystemsFAB11381P
抗人Siglec-8抗体BD Biosciences747875
抗人Siglec-9抗体(BV421)BD Biosciences743363
抗人Siglec-9抗体(APC)R&D SystemsFAB1139A
抗人c-Kit抗体BD Biosciences562687
抗人FcεRIα抗体(FITC)Invitrogen11-5899-42
抗人LAMP-1抗体Biolegend328629
抗人CD45抗体Invitrogen11-9459-41
抗人CD11b抗体Biolegend301341
抗人CD66b抗体Biolegend392915
抗小鼠c-Kit抗体Biolegend105825
抗小鼠FcεRIα抗体Biolegend134307
抗小鼠Siglec-E抗体BD Biosciences748154
DAPISigma AldrichD9542
抗人GlycA抗体Biolegend306607
唾液酸酶Roche11080725001
小鼠抗人Siglec-9(未结合)R&D SystemsMAB1139100
小鼠IgG2a同型对照R&D SystemsMAB003
重组人Siglec-9 Fc嵌合蛋白R&D Systems1139-SL-050
Alexa Fluor 488偶联抗人IgG二抗Jackson ImmunoResearch709-546-149
碘化丙啶Biolegend421301
FITC偶联Annexin VBiolegend640905
Annexin V结合缓冲液Biolegend422201
腔室载玻片Thermo Fisher Scientific154526
人血浆纤连蛋白Sigma AldrichF2006
Prolong Diamond DAPI封片剂InvitrogenP36966
SlowFade DAPI封片剂InvitrogenS36968
抗Rab5a抗体Cell Signaling Technology2143S
抗Rab7抗体Cell Signaling Technology9367S
Alexa Fluor 594偶联驴抗兔IgGAbcamab150076
Alexa Fluor 488偶联驴抗小鼠IgGInvitrogenA21202
人IgEAbcamab65866
抗人IgE抗体Abcamab99804
化合物48/80Sigma AldrichC2313
A23187Sigma AldrichC7522
血型糖蛋白A(GlycA)Sigma AldrichG5017
高分子量透明质酸(HMW-HA)Sigma Aldrich53747
PGD2 ELISA试剂盒Cayman Chemical512031
Cys-LT ELISA试剂盒Cayman Chemical500390
ProcartaPlex多重免疫分析Thermo Fisher ScientificPPX-07-MXH6CA4
GraphPad PrismGraphPad Software--

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
细胞培养
细胞系(如LAD2)和原代细胞(如HSCMCs)的培养条件,包括培养基类型、细胞因子浓度(如SCF、IL-3、IL-6)、培养时间(≥5周)
阅读提示:Methods: Human mast cell lines, Human primary mast cells
基因编辑
CRISPR/Cas9转染条件:LAD2细胞密度(3x10^5细胞/孔)、Cas9和sgRNA浓度(各12 pmol)、转染试剂(Lipofectamine CRISPRMAX)用量
阅读提示:Methods: Gene Editing
Siglec-9配体处理
GlycA和HMW-HA的使用浓度(20-100 μg/ml)及预处理时间(20分钟),以及刺激物类型和浓度
阅读提示:Methods: Siglec-9 engagement with native ligands
流式细胞术
抗体克隆及浓度,如抗Siglec-9抗体克隆191240,浓度5 μg/ml;FcεRIα抗体浓度100 ng/ml
阅读提示:Methods: Flow cytometry
细胞活化检测
β-己糖胺酶释放实验的条件:细胞浓度(1x10^5细胞/孔)、刺激时间(1小时);LAMP-1检测的刺激时间(30分钟)
阅读提示:Methods: β-hexosaminidase release assay, Flow cytometry