En enklere måde at differentiere B-celler og T-celler på

Vores immunsystem er afgørende for vores overlevelse, da vores kroppe konstant bliver udsat for bakterier, vira, parasitter og andre patogener. Uden et immunsystem ville vi hurtigt tabe krigen mod disse patogener og bukke under for disse udefrakommende angribere. Immunsystemet består af milliarder af individuelle hvide blodlegemer, der cirkulerer i vores blodbane og bevæger sig rundt i vores væv og patruljerer efter tegn på infektion eller vævsskade. Kroppens forsvar består af adskillige forskellige typer hvide blodlegemer, der omfatter lymfocytter, monocytter og granulocytter. Lymfocytter er til gengæld yderligere opdelt i T-celler, B-celler og NK-celler.

Identifikation af hver celletype er afgørende for at forstå deres specifikke roller og udføre forskning inden for immunologi. T- og B-lymfocytter er to store adaptive immunceller i vores krops forsvarssystemer. Imidlertid gør cellernes ens størrelse og form det udfordrende at skelne dem. I øjeblikket sker skelnen mellem forskellige celletyper ved at farve celler ved hjælp af fluorescerende antistoffer, der binder til forskellige klynger af differentiering (CD) receptorer på celleoverfladen.

Nu har et team ledet af professor Chang Young-Tae ved Center for Selvsamling og Kompleksitet i Institute for Basic Science i Pohang, Sydkorea, med succes udviklet en lille molekyle-probe CDyB (som står for Compound of Designation gul for B-celle ), der kan opnå levende B-cellers skelnen fra T-celler. CDyB blev opdaget ved hjælp af en upartisk fluorescensbiblioteksscreening kaldet Diversity Oriented Fluorescence Library eller DOFL. Ved at bruge denne proces var forskerne i stand til at screene for tusindvis af forskellige molekyler for deres specificitet over for en type immuncelle frem for en anden. Når den blev anvendt på en blanding af T- og B-celler, blev denne nye probe fundet at have høj selektivitet over for B-celler.

CDyB er en ny type probe, der ikke kræver CD-specifikke antistoffer for at skelne mellem forskellige celletyper. Det viste sig snarere at være i stand til at trænge ind i selve cellen og farve det endoplasmatiske reticulum (ER) og Golgi-apparatet, som er fremtrædende organeller i cellerne, der er ansvarlige for at transportere materialer inde i cellerne. Dette menes at være muligt takket være molekylets evne til let at passere gennem cellemembraner.

Efter at have indset, at CDyB er lokaliseret i ER / Golgi-organellerne, spekulerede forskerne på, at mekanismen for B-celleselektiviteten er baseret på gating. Med andre ord skal nogle transportørmolekyler være ansvarlige for optagelsen og akkumuleringen af ​​CDyB inde i organellerne i nogle celler, men ikke de andre. Derfor opfandt de det nye udtryk, gating-oriented live-cell distinction (GOLD) for at beskrive denne nyopdagede mekanisme til at skelne mellem forskellige typer celler.

Dernæst søgte forskerne at finde ud af, hvorfor CDyB kun farver B-cellernes organeller, men ikke T-celler. Forskerne undersøgte yderligere den nye sondes mekanisme ved at bruge et SLC-CRISPR-baseret bibliotek, som er en platform, der giver en høj chance for systematisk gating-målopklaring. Ved at anvende SLC-CRISPRa og SLC-CRISPRi opdagede forskerne, at SLC35C2 var den transportør, der var specifik for CDyB, som gør det muligt for molekylet at blive transporteret inde i organellerne. Måltransportøren blev yderligere valideret ved genekspressionsanalysen. Forskerne udførte yderligere knockout-eksperimenter og viste, at sletning af transportøren fjernede molekylets evne til at blive internaliseret af målcellernes ER/Golgi, hvilket beviste SlC35C2's rolle for B-celleselektiviteten.

Interessant nok observerede forskerne, at CDyB-signalet var stærkere i modne B-celler end i umodne B-celler. Dette skyldes højst sandsynligt, at ekspressionen af ​​SLC35C stiger i overensstemmelse med modenheden af ​​B-cellerne. Progenitorcellerne såsom hæmatopoietiske stamceller (HSC) og almindelig lymfoid progenitor (CLP) udtrykker et lavt niveau af SLC35C2 og er således minimalt farvet af CDyB. Når de differentierer til T- og NK-celler, forbliver ekspressionen af ​​SLC35C2 lav, hvilket giver svag CDyB-fluorescens. Hvis cellerne differentierer til B-cellelinjer, øges SLC35C2-ekspressionen under modningsvejen. De delvist differentierede B-celle-progenitorer (Pre-Pro B, Pro B, Pre B) udviser moderat CDyB-fluorescens, og de fuldt modnede B-celler viser det højeste niveau af CDyB-fluorescens.

Navnlig har professor Changs team tidligere låst op for en anden B-celle-selektiv sonde kaldet CDgB (Compound of Designation Green for B Cells) sidste år. I modsætning til CDyB adskiller den B-celler over T-celler ved hjælp af Lipid-Oriented Live-cell Distinction (LOLD) mekanismen. LOLD udnytter den lille forskel i membrankomponenter, såsom kulstofkædelængde og kolesterolindhold, og fleksibilitet til cellediskrimination. Mens CDyB viste stærkere fluorescens i modne B-celler, viste CDgB den klareste farvning i umodne B-celler på grund af deres blødere membranstruktur. Det er håbet, at udnyttelse af begge disse molekyler med mekanismer sammen kan være en effektiv måde at skelne mellem forskellige celletyper i blodceller.

Denne undersøgelse beriger den molekylære probeværktøjskasse og molekylære forståelse for levende B-cellers skelnen og åbner muligheden for multidimensionel celleanalyse baseret på den ortogonale mekanisme med ny indsigt. Dette arbejde blev udgivet i Angewandte Chemie International Edition den 5. juli. + Udforsk yderligere

En ny fluorescerende probe, der kan skelne B-celler fra T-celler