La Ig es una glicoproteína secretada que reconoce antígenos a través de su región fragmentada de unión a antígeno. Además, la Ig contacta con otros componentes del sistema inmunológico a través de la región cristalizable (Fc) de su fragmento para ejercer sus funciones efectoras. El dominio Fc de Ig también puede interactuar con proteínas del complemento. El isotipo del anticuerpo y el patrón de N-glicosilación determinado por la región constante de la cadena pesada (CH) son determinantes importantes de la función del anticuerpo.
Jagn1 codifica una proteína transmembrana expresada de forma ubicua que se ha demostrado que es necesaria para la reorganización del RE en Drosophila y el desarrollo de melanocitos y para la diferenciación y supervivencia de los neutrófilos humanos. Hasta ahora, los defectos descritos en mamíferos se han limitado a los neutrófilos, donde JAGN1 regula el proceso de formación de gránulos. Debido a que la diferenciación de células B en células plasmáticas secretoras de anticuerpos implica una amplificación significativa del RE para respaldar la producción y secreción de anticuerpos a alta velocidad, nos propusimos investigar el papel de JAGN1 en la biología de las células B.
La eliminación de Jagn1 en las células B conducirá a una disminución de los niveles de Ig y de la inmunidad humoral.
Para estudiar el papel de Jagn1 en las células B, criamos ratones Jagn1fl/fl-Mb1-Cre (en adelante Jagn1δ B) para eliminar Jagn1 en las células pro-B en una etapa temprana. Para eliminar la influencia de Cre en la cepa Mb1-Cre, analizamos el desarrollo de células B, la composición del subconjunto de células B y los niveles séricos de Ig de Mb1-Cre y ratones de control del mismo lote. No observamos diferencias significativas entre estas cohortes en todos los parámetros probados, por lo que utilizamos ratones Jagn1fl/fl como controles durante todos los experimentos.
La eliminación eficiente de Jagn1 en el linaje de células B se determinó midiendo los niveles de ARNm de Jagn1 en células B del bazo B220 y células plasmáticas diferenciadas in vitro. La pérdida de proteína se confirmó mediante citometría de flujo y tinción intracelular de JAGN1 en células plasmáticas. Para evaluar la localización subcelular de JAGN1 en células B, establecimos una línea celular de plasmocitoma (MPC-11) eliminando Jagn1 endógeno y la expresión de JAGN1 fusionada a una etiqueta V5 amino-terminal. El análisis inmunohistoquímico mostró que V5-JAGN1 estaba localizado en el retículo endoplásmico de las células B.
La pérdida de Jagn1 mediada por Cb23-Cre implica el desarrollo de células B, la homeostasis de las células B y las células plasmáticas, excluyendo los efectos de Mb1-Cre y confirmando el fenotipo KO de Jagn1. (Fuente: JEM)
La deficiencia de Jagn1 afecta el desarrollo de las células plasmáticas.
Para comprender mejor el papel de Jagn1 en el desarrollo y la homeostasis de las células B, analizamos la médula ósea (MO) y el bazo de JAGN 1δ B y el mismo lote de ratones como controles mediante citometría de flujo en estado estacionario. niveles de subconjuntos de células B maduras y en desarrollo. Los ratones Jagn1δ B mostraron un desarrollo temprano normal de células B, pero los niveles de células plasmáticas de MO (Lin-CD28 CD138) se redujeron significativamente en comparación con los ratones de control del mismo lote.
Si bien observamos efectos claros de la deficiencia de Jagn1 en las células plasmáticas de la médula ósea, que son de larga vida y son el principal contribuyente a los niveles de anticuerpos séricos, las células plasmáticas de vida corta en el bazo de los ratones Jagn1δ B únicamente ligeramente reducido.
Además, en comparación con los ratones de control del mismo lote, el análisis de citometría de flujo y la detección inmunohistoquímica mostraron que los bazos de los ratones jagn 1δB estaban agrandados, la proporción de células B del borde del bazo aumentó y la proporción de células B foliculares disminuyó. Por lo tanto, la inactivación de Jagn1 produce un daño significativo a las células plasmáticas de la MO y cambios en las células B esplénicas.
Desarrollo normal de células B, pero alteración de la homeostasis de las células B esplénicas y reducción de las células plasmáticas de la MO en ratones Jagn1δ B. (Fuente: JEM)
Los blastos de plasma mutantes Jagn1 aumentan el estrés del retículo endoplásmico y cambian la estructura del retículo endoplásmico.
Para analizar más a fondo las consecuencias de la eliminación de Jagn1 en las células secretoras de anticuerpos, aislamos células B esplénicas de ratones control y JAGN 1δ B y utilizamos LPS durante * * * días para inducir la secreción de IgM y la diferenciación de células plasmáticas. El LPS induce la diferenciación de células B nacientes en células B activadas, células plasmáticas y finalmente células plasmáticas. Las células B derivadas de LPS * * * jagn 1δB dieron como resultado una reducción significativa, aunque hubo cambios más pequeños en las células B pre e intracelulares productoras de anticuerpos.
Para probar la capacidad de las células Jagn1 Kob para producir Ig en respuesta a LPS *** in vitro, se cuantificaron los niveles de IgM intracelular y secretada a partir de células B suficientes y deficientes en Jagn1. La eliminación de JAGN1 dio como resultado una reducción sustancial de la Ig intracelular y secretora en comparación con las células de control. Es de destacar que los niveles de transcripción de ARNm de membrana (?m) y secretor (?S)S) son idénticos. Se obtuvieron resultados similares generando células B transformadas que se asemejan a centros germinales en un sistema de diferenciación in vitro más relevante fisiológicamente (cultivo iGB).
Las células B de control y con deficiencia de Jagn1 se cultivaron en células estromales de 40 LB con membranas que expresan CD40L que producen factores activadores de células B que favorecen la supervivencia para apoyar la proliferación óptima de las células B. El tratamiento de células IL-4 durante 4 días seguido de células IL-21 durante 4 días genera plasmablastos de clase cambiada de IgG1 e IgE. Utilizando este análisis, la proporción de células B activadas tempranamente y células formadoras de células preplasmáticas generadas por células B deficientes en Jagn1 se alteró en comparación con las células de control, pero el número de células formadoras de células plasmáticas fue el mismo. Esto es consistente con nuestras observaciones. Se encontró que las células del bazo de los ratones jagn 1δB estaban en niveles normales. Sin embargo, la producción de IgE e IgG1 se redujo significativamente en las células plasmáticas Jagn1δ B, lo que redujo la cantidad y el tamaño de las manchas en el análisis ELISPOT.
El aumento de la supervivencia de las células productoras de anticuerpos no restablece la producción de inmunoglobulinas en ratones Jagn1δ B. (Fuente: JEM)
Las mutaciones de enfermedades raras en JAGN1 afectan los perfiles de azúcar Ig humana. Las mutaciones en el gen humano JAGN1 causan neutropenia congénita grave. Informes recientes indican que algunos pacientes con JAGN1 también padecen hipoglobulinemia. Por lo tanto, analizamos sueros de pacientes con mutaciones homocigotas sin sentido o mutaciones por deleción de marco en JAGN1 que dan como resultado la expresión de mutaciones y posiblemente proteínas no funcionales. Es importante destacar que, aunque los niveles séricos de Ig estaban dentro del rango normal, detectamos cambios en el glicoperfil de Ig de la subclase IgG1 más abundante en los sueros de pacientes con mutaciones JAGN1.
En linfocitos B transformados por el virus de Epstein-Barr derivados de pacientes, detectamos signos de aumento del estrés del retículo endoplasmático, incluido un aumento del empalme de XBP1 y una regulación positiva del miembro 5 de la familia A de proteínas de choque térmico. Estos datos indican que la pérdida de la proteína JAGN1 funcional en pacientes con neutropenia congénita se asocia con cambios en la N-glicosilación de Ig, la homeostasis del RE y la función de las células B, lo que coincide con nuestras observaciones en el modelo de ratón JAGN 1δ B. Los fenotipos son similares.
Conclusión
JAGN1 parece afectar la función de las fábricas de producción de anticuerpos en las células, pero lo que las hace increíbles es que los cambios en la estructura de las moléculas de azúcar pueden promover que los anticuerpos interactúen mejor con otros. células inmunes La combinación mejora la respuesta de defensa inmune del cuerpo; los investigadores dilucidaron posteriormente este mecanismo en muestras humanas. Los defectos genéticos raros suelen ocurrir en un pequeño número de personas.
Sin embargo, también puede ayudar a analizar la biología básica del cuerpo humano.
En este caso, los investigadores descubrieron que genes específicos pueden afectar la función del retículo endoplásmico dentro de las células, afectando así la producción de anticuerpos. Además, los investigadores revelaron cambios en la capa de azúcar de la superficie del anticuerpo, que tienen un impacto muy importante en el funcionamiento real del anticuerpo en el cuerpo.