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.

这一项目的广泛、长期和客观的框架是为了进一步阐明其运行机制或运行机制。 老年人的血清免疫功能相对缺乏，特别是对人类类B1类免疫细胞的研究和治疗给予特别关注。 天然抗体是由其衍生而来的。目前应用程序的特异性和焦点问题需要进一步理解这个时代-- 与肺炎沙门氏菌感染的免疫防御措施失败有关，无论是在休息时还是在免疫后。 有了肺炎链球菌疫苗，解决传染性肺炎球菌感染的关键机制在于优化。 通过检测血清中的一种抗体，使其调理的一个主要靶点是磷胆碱(PC)。因此，我们将继续研究。 研究发现，B细胞，尤其是类B1细胞，可以与PC结合，并分泌抗PC抗体。 众所周知，人类血清中含有一些抗PC的抗体，这些抗体是人类类B1类干细胞能够识别的。 随着年龄的增长，人类B1样干细胞的总体数量也在下降。但目前还不清楚会发生什么。 与年轻个体相比，在年龄较大的个体中发现了与PC结合的B1样细胞。在易被领养的小鼠中也发现了这种细胞。 转移到实验中是不可能的，从老年小鼠的B1代细胞中提取的血清中的IgM不能改变整个过程。 肺炎球菌感染在缺乏抗体的小鼠中出现，而年轻小鼠的血清中有等量的IgM感染。 小鼠的治疗是非常有效的。但这一结果与小鼠B1代细胞抗肿瘤的潜在生物学性质的年龄相关的基因变化不谋而合。 随着免疫球蛋白的转录，PC的抗体在序列中变得更少。以下是关于PC的报道。 与年龄相关的变化包括人类B1样细胞总数的变化，以及小鼠B1样细胞和抗PC抗体谱系的变化。 建议建立相应的机制，以减少老年人肺炎链球菌病的预防失败。 *我们假设，老年人对肺炎链球菌/肺炎球菌的血清学免疫缺陷可能是相对的。 人类，在接种肺炎球菌疫苗之前和之后，可能会出现以下一种或多种情况：与年龄相关的PC损失-- 与B1样细胞结合，B1样细胞侵蚀率，抗PC抗体的序列/谱系，BPC的功能障碍。 结合类B1细胞/功能差的类B1细胞和抗PC抗体。这些特征要么从未见过，要么从未见过。 已经在人类B1样干细胞中进行了研究，或者从来没有在抗原特异性的人类B1样干细胞中进行过检测。 尊重年龄。我们将不会通过以下几个目标来确定我们的假设的有效性。我们将在哪些假设中确定。 比较年龄较大和年龄较小的健康女性捐赠者，女性和老年女性捐赠者在接种肺炎球菌疫苗之前和之后的情况。 SA1.我们将通过对B细胞进行免疫荧光染色来评估与PC结合的B1样细胞的水平。 亚群和PC结合，紧随其后的是流式细胞仪/细胞分类。我们不会确定。 用单细胞聚合酶链式反应检测与PC结合的类B_1细胞抗体的序列/谱系，然后进行序列测定。 克隆、克隆和酶联免疫吸附试验检测其特异性。我们还将评估与PC结合的B1样细胞的主要功能。 它们可以产生抗体，方法是用ELISPOT试剂盒检测细胞分泌的类B1抗体，并检测抗体的抗原性。 肺炎球菌的功能与吞噬细胞检测有关。这项新的工作将为我们提供全新的诊断信息。 这也将为进一步提高老年人的抗肺炎球菌抗体和免疫防御能力提供新的途径。