The transfer of bm12 lymphocytes into a C57BL/6 recipient is an established model of systemic lupus erythematosus. Here we describe how to initiate disease using this model and how to characterize T follicular helper cells, germinal center B cells and plasma cells by flow cytometry.
Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease with diverse clinical and immunological manifestations. Several spontaneous and inducible animal models mirror common components of human disease, including the bm12 transfer model. Upon transfer of bm12 splenocytes or purified CD4 T cells, C57BL/6 mice rapidly develop large frequencies of T follicular helper cells (Tfh), germinal center (GC) B cells, and plasma cells followed by high levels of circulating anti-nuclear antibodies. Since this model utilizes mice on a pure C57BL/6 background, researchers can quickly and easily study disease progression in transgenic or knockout mouse strains in a relatively short period of time. Here we describe protocols for the induction of the model and the quantitation Tfh, GC B cells, and plasma cells by multi-color flow cytometry. Importantly, these protocols can also be used to characterize disease in most mouse models of SLE and identify Tfh, GC B cells, and plasma cells in other disease models.
Il lupus eritematoso sistemico (LES) è una malattia autoimmune complessa caratterizzata prototipicamente da anticorpi anti-nucleo (ANA) la produzione e la glomerulonefrite. Numerose altre sequele, tra cui dermico, cardio-polmonare e lesioni epatiche sono associati con la malattia in alcuni individui. Le stime sulla prevalenza negli Stati Uniti variano ampiamente, da 150,000-1,500,000 1,2, con incidenza particolarmente elevata nelle donne e le minoranze 3. Sebbene l'eziologia del LES è stato difficile da discernere, si pensa a sorgere dall'interazione di diversi fattori genetici e ambientali, che culminano in autoimmunità sistemica.
Numerosi modelli animali sono stati impiegati per studiare i fattori di insorgenza della malattia e la progressione. Modelli classici murini di SLE includono ceppi di topi geneticamente predisposti, tra cui il modello di X NZB NZW F1 e suoi derivati di potenza NZM, il ceppo / lpr MLR, e il ceppo BXSB / Yaa, e sistemi inducibili, come il pristane e malattia cronica del trapianto contro l'ospite (GVHD cronica) modelli 4. I primi rapporti di produzione di autoanticorpi nei modelli GVHD usati diversi ceppi di topi o ceppi criceto per genitore in trasferimenti F1 5 – 8; metodi più comuni utilizzati per studiare le malattie simil-lupus attualmente includono il genitore DBA / 2 → (C57BL / 6 x DBA / 2) F1, ed il modello di trasferimento BM12 descritto qui. Ogni modello ha i suoi avvertimenti, ma in genere condividono un set comune di funzioni che sono correlate alle caratteristiche cliniche della malattia umana. I parametri più spesso segnalati in modelli murini includono splenomegalia, linfoadenopatia, nefrite, la produzione ANA, e a livello cellulare, l'espansione delle cellule T helper follicolari (TFH), le cellule B germinali centro (GC), e le cellule del plasma.
Il modello BM12 inducibile si ottiene il trasferimento adottivo di linfociti da IA BM12 B6 (C) – H2 – Ab1 BM12 / KhEgJ (BM12) topo, un ceppo identical a C57BL / 6 ad eccezione di 3 aminoacidi sostituzioni su MHC di classe II, in IA b C57BL / 6 (B6) topi. Alloactivation di donatori cellule T CD4 di destinatario APC porta a cGVHD con sintomi molto simili LES. In particolare, questi includono l'espansione di Tfh donatore-derivati, espansione delle cellule B GC destinatario di derivazione e plasmacellule, e la produzione di ANA tra cui anti-dsDNA, anti-ssDNA, anti-cromatina, e gli anticorpi anti-RBC 9. Nel corso del tempo, topi riceventi sviluppano glomerulonefrite associata a depositi di IgG nel glomerulare, interstiziale e regioni vascolari dei reni 10. Abbiamo recentemente dimostrato che, simile alla malattia umana, c'è anche un ruolo critico per tipo IFN in questo modello 11. In particolare, i criteri di definizione per il LES umano includono lo sviluppo di nefrite compatibile con SLE in presenza di anticorpi anti-dsDNA anticorpi 12, entrambi i quali sono caratteristiche importanti di questo modello di topo.
Ci sono sevantaggi Veral del modello BM12 rispetto ai modelli spontanee. Modelli classici che sviluppano segni SLE-come spontaneamente si basano su entrambi i ceppi di topi ibridi, ceppi inbred di topo non sullo sfondo B6, o grande loci genetici sullo sfondo B6, che rendono attraversando a knockout o topi geneticamente modificati altrimenti difficile e richiede tempo. Con il modello inducibile BM12, topi geneticamente modificati possono servire sia come donatore o ricevente, consentendo più rapida identificazione del compartimento cellulare in cui alcuni geni possono essere importanti per la malattia. Inoltre, lo sviluppo della malattia nel modello BM12 è molto più veloce, che richiede solo 2 settimane fino alla comparsa di ANA, rispetto a diversi mesi per i modelli più spontanee. Inoltre, a differenza dei modelli spontanei che sviluppano la malattia in diversi momenti, l'insorgenza e la progressione della malattia nel modello B6 BM12 → è altamente sincronizzati. Questo permette la generazione di coorti di dimensioni appropriate che possono Be utilizzato per strategie di intervento o terapeutici in qualsiasi fase della sviluppo della malattia.
Quello che segue è un protocollo dettagliato per l'avvio SLE-come autoimmunità dal trasferimento adottivo di linfociti BM12 in topi C57BL / 6, o varianti genetiche sullo sfondo B6. Inoltre, si descrive un protocollo di colorazione citometria a flusso per l'enumerazione Tfh, cellule GC B, e tipi di cellule del plasma-cella associata con la malattia umana. È importante sottolineare che questi protocolli possono anche essere utilizzati per caratterizzare la malattia nella maggior parte dei modelli murini di LES e identificare Tfh, cellule GC B le plasmacellule in altri modelli di malattia.
Il modello inducibile BM12 è un modo relativamente semplice ed efficace per studiare i processi cellulari e molecolari del LES. Attivazione cronica di adoptively trasferiti cellule T CD4 diretti contro antigeni auto porta all'accumulo di Tfh, cellule GC B, e le plasmacellule che può essere misurato mediante citometria di flusso, come descritto qui. Futuri studi che utilizzano questo modello può interrogare rapidamente e facilmente il ruolo dei geni candidati e nuove terapie nei processi centro germinale autoimmun…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported in part by the Lupus Research Institute, NCI grant CA138617, NIDDK grant DK090978, Charlotte Schmidlapp Award (to E.M.J.), and the Albert J. Ryan Fellowship (to J.K.). We are grateful for the support and instrumentation provided by the Research Flow Cytometry Core in the Division of Rheumatology at Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, supported in part by NIH AR-47363, NIH DK78392 and NIH DK90971.
B6.SJL-Ptprca Pepcb/BoyJ | The Jackson Laboratory | 001162 | CD45.1+ BoyJ mouse strain |
B6(C)-H2-Ab1bm12/KhEgJ | The Jackson Laboratory | 001162 | Bm12 mouse strain |
FastDigest PsuI | Life Technologies | FD1554 | Restriction digest enzyme for genotyping |
1X RBC Lysis Buffer | eBioscience | 00-4333-57 | |
IMDM | GE Healthcare | SH30228.01 | |
Plasma Separation Tube (PST) | BD | 365974 | Blood collection tube with Dipotassium EDTA |
Serum Separation Tube (SST) | BD | 365967 | Blood collection tube with Clot activator / SST Gel |
Ficoll | GE Healthcare | 17-1440-02 | High density cell separation solution |
Lympholyte-M | Cedarlane | CL5030 | High density cell separation solution |
GL-7-biotin | eBioscience | 13-5902-82 | |
Streptavidin-BUV395 | BD | 564176 | |
CD138-BV421 | BioLegend | 142508 | |
CD4-BV510 | BioLegend | 100559 | |
TCRβ-BV605 | BD | 562840 | |
CD45.1-BV711 | BioLegend | 110739 | |
CD45.2-FITC | BioLegend | 109806 | |
PD-1-PE | BioLegend | 135206 | |
CD19-PerCP | BioLegend | 115532 | |
Fas-PE-Cy7 | BD | 557653 | |
CXCR5-APC | BioLegend | 145506 | |
Fixable Viability Dye ef780 | eBioscience | 65-0865-18 | |
CD4-BV421 | BioLegend | 100443 | |
1.2 ml FACS tube inserts, racked | USA Scientific | 1412-1400 | |
BD Falcon™ Round-Bottom Tubes | BD | 352017 |