Oscillatory IL-2 stimulus reveals pertinent signaling timescales of T cell responsiveness.
Oscillatory IL-2 stimulus reveals pertinent signaling timescales of T cell responsiveness.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0203759
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Kemp ML
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kippner LE;Kemp ML
细胞对细胞外配体的反应不仅受到配体可用性的影响，还受到细胞间预先存在的可变性的影响，这种可变性使细胞群内的一系列反应成为可能。我们开发了一个包含细胞异质性的计算模型，以研究Jurkat T细胞对时间依赖性细胞外IL-2刺激的反应。我们的模型预测了IL-2振荡输入的首选时间，以最大化下游细胞内STAT5核易位。模拟的细胞因子暴露通过使用微流控平台进行实验复制，该平台能够并行捕获动态单细胞对精确传递的IL-2刺激脉冲的响应。体外实验结果表明，在平衡前水平，单细胞反应谱随脉冲IL-2输入而变化。这些观察结果证实了我们的模型预测，Jurkat细胞有一个首选的细胞外IL-2波动范围，在这个范围内下游反应迅速启动。对这种过滤行为的进一步研究可以增加我们对免疫细胞群中预先存在的细胞状态如何在配体波动的首选范围内实现系统反应的理解，以及观察到的细胞因子范围是否与体内条件相对应。
Cell response to extracellular ligand is affected not only by ligand availability, but also by pre-existing cell-to-cell variability that enables a range of responses within a cell population. We developed a computational model that incorporates cell heterogeneity in order to investigate Jurkat T cell response to time dependent extracellular IL-2 stimulation. Our model predicted preferred timing of IL-2 oscillatory input for maximizing downstream intracellular STAT5 nuclear translocation. The modeled cytokine exposure was replicated experimentally through the use of a microfluidic platform that enabled the parallelized capture of dynamic single cell response to precisely delivered pulses of IL-2 stimulus. The in vitro results demonstrate that single cell response profiles vary with pulsatile IL-2 input at pre-equilibrium levels. These observations confirmed our model predictions that Jurkat cells have a preferred range of extracellular IL-2 fluctuations, in which downstream response is rapidly initiated. Further investigation into this filtering behavior could increase our understanding of how pre-existing cellular states within immune cell populations enable a systems response within a preferred range of ligand fluctuations, and whether the observed cytokine range corresponds to in vivo conditions.
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影响因子：
2.7
作者：
Kippner, Linda E.;Kim, Jinhee;Kemp, Melissa L.
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Kemp, Melissa L.
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MORGAN, DA;RUSCETTI, FW;GALLO, R
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