Критична роль природного імуноглобуліну М у негайному захисті від системної бактеріальної інфекції

  • Стандартний вид
  • Перегляд значок Перегляди
    • Зміст статті
    • Цифри та таблиці
    • Відео
    • Аудіо
    • Додаткові дані

  • Посилання PDF PDF
  • Поділитися піктограмою Поділіться
    • Facebook
    • Twitter
    • LinkedIn
    • Електронна пошта
  • Значок Інструменти Інструменти

    • Маріанна Боес, Андрій П. Продей, Тара Шмідт, Майкл К. Керролл, Цзяньчжу Чен; Критична роль природного імуноглобуліну М у негайному захисті від системної бактеріальної інфекції. J Exp Med 21 грудня 1998 р .; 188 (12): 2381–2386. doi: https://doi.org/10.1084/jem.188.12.2381

      природного

      Завантажити файл цитування:

      Щоб оцінити роль природного імуноглобуліну (Ig) M у негайній реакції проти мікробної інфекції, ми протестували мутантних мишей, у яких недостатньо секретованого (і) IgM у моделі гострого перитоніту, індукованої перев'язкою та пункцією сліпої кишки (CLP). 20% мишей дикого типу загинули протягом 32 годин CLP, тоді як 70% мишей з дефіцитом sIgM загинули протягом того самого періоду часу. Підвищена сприйнятливість була пов’язана зі зниженням рівня фактора некрозу пухлини (TNF) -α, зменшенням набору нейтрофілів та збільшенням бактеріального навантаження в очеревині, а також підвищеним рівнем ендотоксину та прозапальних цитокінів у циркуляції. Стійкість до CLP мишами з дефіцитом sIgM відновлювали шляхом відновлення поліклонального IgM із нормальної мишачої сироватки. Розчинення моноклонального IgM, специфічного для фосфатидилхоліну, консервативного компонента клітинної мембрани, має помірний ефект, але моноклональний IgM, специфічний для фосфохоліну, не є захисним. Ці висновки демонструють вирішальну роль природного IgM у негайному захисті від важкої бактеріальної інфекції.

      Спонтанно виникаючі імуноглобуліни в пуповинній крові людини, у мишей, що не містять антигену, та у нормальних людей за відсутності видимої стимуляції антигеном називаються природними антитілами (огляди див. Посилання 1–3). Більшість з цих антитіл мають клас IgM, що продукується клітинами B-1. Клітини В-1 відрізняються від звичайних В-клітин тим, що вони генеруються переважно під час внутрішньоутробного та внутрішньоутробного розвитку (4–6). Через переважне використання JH-проксимальних сегментів гена VH та відсутність кінцевої активності дезоксинуклеотидилтрансферази у В-клітинах-попередниках під час раннього онтогенезу (7–9), репертуар природних антитіл набагато обмеженіший, ніж у звичайних В-клітин. Велика частка природних антитіл є поліреактивними на філогенетично збережені структури, такі як нуклеїнові кислоти, білки теплового удару, вуглеводи та фосфоліпіди (4–6, 10). Наприклад, 5–15% клітин мишачого B-1 експресують IgM, специфічний для фосфатидилхоліну (PtC), загального мембранного компонента, що піддається впливу після обробки еритроцитів протеолітичним ферментом бромелаїном (11, 12).

      Фізіологічні функції природних антитіл вже давно є предметом інтересу. Серед багатьох постульованих функцій природний IgM разом із факторами вродженого імунітету забезпечує першу лінію захисту від мікробної інфекції (1–3). На додаток до своєї природної присутності, IgM є пентамером і потенційно може зв'язуватися з 10 антигенними детермінантами на молекулу. Поліреактивність дозволяє йому реагувати з широким спектром антигенів одночасно. Крім того, IgM є потужним активатором комплементу. Активація комплементу може безпосередньо призвести до лізису вторгнутих бактерій або опсонізації інфекційних частинок для ефективного фагоцитозу макрофагами та поліморфно-ядерними лейкоцитами. Однак через відсутність відповідних тваринних моделей передбачувана функція природного IgM не була критично досліджена у фізіологічних умовах.

      Раніше ми сконструювали мутантний штам миші, у якого В-клітини мають специфічний дефіцит секретованого (их) IgM, але все одно експресують зв’язаний з мембраною IgM та секретують інші ізотипи Ig (13). Щоб визначити фізіологічну роль природного IgM у бактеріальній інфекції, ми дослідили сприйнятливість мишей з дефіцитом sIgM у моделі гострого септичного перитоніту, індукованої перев’язкою та пункцією сліпої кишки (CLP [14]). Ми показуємо, що миші з дефіцитом sIgM набагато більш сприйнятливі, ніж миші дикого типу, на що вказує неможливість очищення бактерій від очеревини, системне вивільнення прозапальних цитокінів і висока смертність. Стійкість до CLP мишами з дефіцитом sIgM відновлювали шляхом відновлення поліклонального IgM із нормальної мишачої сироватки та меншою мірою моноклонального IgM, специфічного до PtC, але не до фосфохоліну (ПК). Отримані нами результати демонструють вирішальну роль природного IgM у негайній реакції проти гострої системної бактеріальної інфекції.

      Матеріали і методи

      Миші з дефіцитом sIgM були описані раніше (13). Мутантних мишей, як на змішаному тлі C57BL/6 × 129, так і на чистому 129 фоновому режимі, утримували у спеціальних установках, вільних від патогенів, і використовували у віці 6–8 тижнів. Дослідження проводили згідно з інституційними рекомендаціями щодо використання та догляду за тваринами.

      Хірургічна процедура проводилась, як описано (15). Коротше кажучи, мишей знеболювали авертином (0,2 мл 2,5% розчину на 10 г маси тіла), а на очеревині робили розріз середньої лінії 0,5 см. Дистальні дві третини сліпої кишки перев'язували шовковим швом, і сліпу кишку один раз проколювали голкою 18,5 калібру, а потім обережно стискали, щоб отвори були повністю відкритими. Сліпа кишка була повернута до очеревинної порожнини, стінка тіла була прошита і розріз закритий 9-мм затискачами з нержавіючої сталі. Підроблені засоби управління працювали таким же чином, але без перев'язки та проколів. У деяких експериментах мишей вбивали через 3 год після CLP. Промивання очеревини збирали після ін’єкції 3 мл PBS з 2% FCS і використовували для подальших аналізів (див. Нижче). В інших експериментах мишам кровоточила через хвостову вену через 1,5, 3, 6 та 12 год після CLP та сироватки використовувались для подальших аналізів. Статистичний аналіз виживання проводили за допомогою програми Stata (Stata Corp., College Station, TX).

      Очищення IgM.

      Результати і обговорення

      Щоб вивчити роль природного IgM у негайній реакції на мікробну інфекцію, ми визначили схильність мишей з дефіцитом sIgM до гострого септичного перитоніту, індукованого CLP, який вивільняє ендогенні бактерії з сліпої кишки в порожнину очеревини. Через 32 год після CLP 70% мишей з дефіцитом sIgM загинули порівняно з 20% мишей дикого типу (рис. 1), що вказує на те, що відсутність природного IgM зробила мишей-мутантів набагато більш сприйнятливими до гострої бактеріальної інфекції (P 98 % чистий, мав мінімальне забруднення ендотоксинами і відновлений до рівня, аналогічного ІФА, сироватки, взятої через 3 год після CLP (дані не наведені). Опір, наданий анти-PtC IgM, був чітко очевидним, але він виявився не таким ефективним як поліклональний IgM, ймовірно, тому що поліклональний IgM пов'язує бактерії через безліч різних антигенних детермінант. Цей анти-PtC IgM мав чіткий ефект, свідчить про те, що він бере участь у негайному захисті від бактеріальної інфекції у фізіологічних умовах.

      Подяка

      Ми дякуємо докторам. Леоноре А. Герценберг та Дж. Латам Клафлін щодо анти-PtC та ПК гібридом відповідно; Лікарі Йонг Ван і Джей Остін за допомогу в гемолітичному аналізі; Д-р Герман Айзен за критичне читання рукопису; та члени лабораторії за допомогою та дискусіями.