Human B1-like Cells and Pneumococcal Defense in the Elderly

人类 B1 样细胞和老年人的肺炎球菌防御

• 批准号: 10330573
• 负责人: THOMAS L ROTHSTEIN
• 金额: $ 37.75万
• 依托单位: WESTERN MICHIGAN UNIV SCHOOL OF MEDICINE
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-02-01 至 2024-01-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10330573
• 关键词: Address; Adoptive Transfer; Age; Aging; Antibodies; Antibody Repertoire; Antigens; Attention; B-Lymphocytes; Bacteria; Binding; Biological Assay; Cell Count; Cell Separation; Cell physiology; Cell secretion; Cells; Characteristics; Cloning; Communicable Diseases; Diagnosis; Elderly; Enzyme-Linked Immunosorbent Assay; Failure; Flow Cytometry; Functional disorder; Future; Human; Immune; Immune System Diseases; Immunity; Immunization; Immunoglobulin M; Immunoglobulins; Individual; Infection; MS4A1 gene; Modeling; Morbidity - disease rate; Mus; Nature; Organism; Performance; Persons; Phosphorylcholine; Pneumococcal Infections; Pneumococcal vaccine; Population; Process; Reporting; Rest; Role; Serology; Serum; Severity of illness; Specificity; Stains; Streptococcus pneumoniae; System; Time; Vaccination; Vaccines; Work; age related; enzyme linked immunospot assay; experimental study; immune function; improved; in vivo; microbial; mortality; natural antibodies; novel therapeutic intervention

The  broad,  long  term  objective  of  this  project  is  to  elucidate  the  mechanism  or  mechanisms  underlying  the  relative deficiency of serological immunity in the elderly, with particular attention to human B1-­like cells and  natural antibodies derived therefrom. The specific focus of the present application is to understand the age-­ related failure of immune defense against infection with S. pneumoniae, both at rest and after immunization  with pneumococcal  vaccine. A key mechanism for  disposing  of  infectious  pneumococci  lies  in  opsonization  by  serum  antibody,  and  a  principal  target  for  opsonizing  antibody  is  phosphorylcholine  (PC).    Thus,  we  will  study B cells, particularly B1-­like cells, that bind PC and secrete anti-­PC antibodies.    It  is  known  that  human  serum  contains  antibodies  against  PC,  that  human  B1-­like  cells  recognize  PC, and that the total population of human B1-­like cells declines with age.  But it is not known what happens  to PC-­binding B1-­like cells in older individuals as compared to younger individuals.  In mice, where adoptive  transfer experiments are possible, serum IgM derived from B1 cells of older mice fails to alter the course of  pneumococcal  infection  in  mice  lacking  antibody,  whereas  an  equal  amount  of  serum  IgM  from  younger  mice is effective.  This coincides with an age-­related change in the underlying nature of mouse B1 cell anti-­ PC antibodies as transcribed immunoglobulin becomes less germline in sequence.  These reports regarding  age-­related  changes  in  total  human  B1-­like  cell  number  and  in  mouse  B1  cell  anti-­PC  antibody  repertoire  suggest mechanisms for the failure of pneumococcal defense in older people.    We hypothesize that the relative deficiency of serological immunity against PC/pneumococci in older  humans,  before  and  after  pneumococcal  vaccination,  is  due  to  one  or  more  of:  age-­related  loss  of  PC-­ binding  B1-­like  cells,  erosion  of  B1-­like  cell  anti-­PC  antibody  sequence/repertoire,  and  dysfunction  of  PC-­ binding B1-­like cells/poor function of B1-­like cell anti-­PC antibodies. These characteristics have either never  been  studied  in  human  B1-­like  cells  or  never  been  examined  in  antigen-­specific  human  B1-­like  cells  with  respect to age.  We will determine the validity of our hypotheses through the following aims in which we will  compare  older  vs  younger  healthy  donors,  and  older  donors  before  and  after  pneumococcal  vaccination.  SA1.  We  will  evaluate  the  level  of  PC-­binding  B1-­like  cells,  by  immunofluorescent  staining  for  B  cell  subpopulations  and  PC-­binding,  followed  by  flow  cytometry/cell  sorting.  SA2.  We  will  determine  the  sequence/repertoire  of  PC-­binding  B1-­like  cell  antibodies  by  single  cell  PCR  followed  by  sequencing,  cloning,  and  ELISA  for  specificity.  SA3.  We  will  evaluate  the  function  of  PC-­binding  B1-­like  cells  and  the  antibodies  they  produce,  by  determining  B1-­like  cell  secretion  with  ELISPOT  assays  and  determining  anti-­ pneumococcal  function  with  opsonophagocytic  assays.    This  work  will  provide  completely  new  information  that will suggest new ways to improve anti-­pneumococcal antibody immune defense in the elderly.

这个项目的广泛的，长期的目标是阐明机制或机制的基础上， 老年人血清免疫力相对缺乏，特别注意人B1-β细胞样细胞， 本申请的具体焦点是理解年龄相关性抗体。 在休息时和免疫后，针对肺炎链球菌感染的免疫防御的相关失败 治疗传染性肺炎球菌的关键机制在于调理作用 通过血清抗体，调理抗体的主要靶标是磷酸胆碱（PC）。 因此，我们将 研究B细胞，特别是B1-β细胞，其结合PC并分泌抗β PC抗体。 已知人血清中含有抗PC的抗体，人B1-β细胞能识别 随着年龄的增长，人类B1-β细胞的总数量也在下降，但还不知道发生了什么 与年轻个体相比，老年个体中的PC-β结合B1-β样细胞。 转移实验是可能的，来自老年小鼠B1细胞的血清IgM不能改变转移过程。 肺炎球菌感染的小鼠缺乏抗体，而同样数量的血清IgM， 这与年龄相关的小鼠B1细胞抗CD 4 + T细胞的潜在性质的变化相一致。 作为转录免疫球蛋白的PC抗体在序列上变得更少种系。 年龄相关的人B1-β-CD样细胞总数和小鼠B1细胞抗CD 3 PC抗体库的变化 提示老年人肺炎球菌防御失败的机制。 我们推测老年人对PC/肺炎球菌的血清学免疫相对缺乏， 人类，在肺炎球菌疫苗接种前后，是由于一个或多个：年龄相关的PC-β 2的损失 结合B1-β 1样细胞，B1-β 1样细胞抗-β 1-PC抗体序列/库的侵蚀，以及PC-β 1功能障碍， 结合B1-β 1样细胞/B1-β 1样细胞抗-β 1-PC抗体的功能差。这些特征要么从未 在人B1-β 1样细胞中进行了研究，或从未在抗原特异性人B1-β 1样细胞中进行过检测， 我们将通过以下目标来确定我们假设的有效性，我们将 比较老年与年轻健康献血者，以及老年献血者接种肺炎球菌疫苗前后的情况。 SA 1.通过免疫荧光染色检测B细胞中PC-β 2结合B1-β 2样细胞的水平 SA 2.我们将确定细胞的亚群和PC-RFLP结合，然后进行流式细胞术/细胞分选。 通过单细胞PCR随后测序， SA 3.我们将评估PC-β 2结合B1-β 2样细胞的功能，以及PC-β 2结合B1-β 2样细胞的特异性。 通过用ELISPOT测定法测定B1-β 1样细胞分泌， 肺炎球菌功能与调理吞噬试验。 这项工作将提供全新的信息 这将为提高老年人抗肺炎球菌抗体的免疫防御提供新的方法。