A critical role for UBXN3B in IgG homeostasis and maternal transfer

UBXN3B 在 IgG 稳态和母体转移中的关键作用

基本信息

  • 批准号:
    10302314
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24.6万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-11-13 至 2022-10-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Immunoglobulin G (IgG) is the most abundant Ig and has a long half-life (~21 days in humans, ~7 days in mice) relative to other Ig and serum proteins. People with IgG deficiencies are vulnerable to microbial infections; however, the underlying causes are unknown. The serum IgG and albumin are continuously internalized by vascular endothelial cells, macrophages and dendritic cells through pinocytosis, then sorted partly to the lysosomes for degradation and partly recycled by the neonatal Fc receptor (FcRn) back to the blood circulation. Thus, FcRn is crucial for maintaining a normal serum IgG level by extending its half-life. It is also essential for maternal IgG transfer to fetuses, providing a crucial adaptive immune protection to fetuses. Herein we propose an important role for a UBX domain-containing protein (UBXN) in regulating the serum IgG recycling. Our preliminary studies demonstrated that the serum levels of antigen- specific and total IgG were reduced in Ubxn3b knockout mice when compared to their wild-type littermates; while the IgM levels were the same. Mechanistically, in vivo pulse-and-chase experiments showed that IgG was degraded much faster in the knockout mice than their littermates. In line with this, in vitro pulse-and- chase experiments showed that IgG was unable to be recycled in knockout cells. We thus hypothesize that UBXN3B is crucial for maintaining IgG homeostasis and it regulates FcRn-mediated IgG recycling and transcytosis. First, we will determine if the half-life of IgG subclasses is reduced, if maternal IgG transfer from the mother to fetus and across the intestinal epithelia is blocked in the knockout mice. Second, we will determine if IgG recycling and transcytosis is deficient in knockout cells, if FcRn-mediated IgG recycling/transcytosis is reliant on UBXN3B and if the cellular fate/ localization of IgG/ FcRn is altered in knockout cells. We hope to prove a critical role for UBXN3B in IgG recycling and maternal transfer and would establish a functional relationship between FcRn and UBXN3B. Our results from the mouse work could be also applicable to humans because the UBXN3B protein is highly conserved across species, and could provide an alternative therapeutic target for improving the serum half-life of therapeutic monoclonal antibodies or reducing the half-life of pathogenic antibodies. We hope that the results from this R21 will lay a solid foundation for more in-depth mechanistic and functional studies.
免疫球蛋白 G (IgG) 是最丰富的 Ig,半衰期很长(在人类中约为 21 天,在人类中约为 7 天) 小鼠)相对于其他 Ig 和血清蛋白。 IgG 缺乏的人容易受到微生物的侵害 感染;然而,根本原因尚不清楚。血清IgG和白蛋白持续检测 通过胞饮作用被血管内皮细胞、巨噬细胞和树突状细胞内化,然后 部分分选至溶酶体进行降解,部分由新生儿 Fc 受体 (FcRn) 回收 回到血液循环。因此,FcRn 对于通过延长血清 IgG 水平来维持正常的血清 IgG 水平至关重要。 它的半衰期。它对于母体 IgG 向胎儿的转移也至关重要,提供重要的适应性免疫 对胎儿的保护。在此,我们提出了含有 UBX 结构域的蛋白 (UBXN) 在 调节血清 IgG 循环。我们的初步研究表明,抗原的血清水平 与野生型同窝小鼠相比,Ubxn3b 敲除小鼠的特异性和总 IgG 降低; 而 IgM 水平相同。从机制上讲,体内脉冲和追踪实验表明 IgG 基因敲除小鼠中的降解速度比同窝小鼠要快得多。与此相符,体外脉冲- Chase 实验表明 IgG 无法在基因敲除细胞中回收。因此我们假设 UBXN3B 对于维持 IgG 稳态至关重要,它调节 FcRn 介导的 IgG 回收 和转胞吞作用。首先,我们将确定 IgG 亚类的半衰期是否缩短,如果母体 IgG 在基因敲除小鼠中,从母体到胎儿以及穿过肠上皮的转移被阻断。第二, 我们将确定敲除细胞中 IgG 回收和转胞吞作用是否存在缺陷,如果 FcRn 介导的 IgG 回收/转胞吞作用依赖于 UBXN3B,并且如果 IgG/FcRn 的细胞命运/定位发生改变 敲除细胞。我们希望证明 UBXN3B 在 IgG 回收和母体移植中的关键作用 将在 FcRn 和 UBXN3B 之间建立功能关系。我们的小鼠实验结果 也可能适用于人类,因为 UBXN3B 蛋白在物种间高度保守,并且 可以为改善治疗性单克隆抗体的血清半衰期提供替代治疗靶点 抗体或减少致病抗体的半衰期。我们希望这次 R21 的结果能够奠定 为更深入的机械和功能研究奠定了坚实的基础。

项目成果

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专利数量(0)
Mosquito-borne pathogens hijack human body odors to promote transmission.
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  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Wang, Penghua;Cheng, Gong
  • 通讯作者:
    Cheng, Gong
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