Зчитувач РНК M6 A YTHDF2 контролює протипухлинний та противірусний імунітет NK-клітин. Частина 1

вступ

Природні клітини-кілери (NK) є переважаючими вродженими лімфоїдними клітинами, які забезпечують противірусний і протипухлинний імунітет (Spits et al., 2016). Вони розпізнають інфіковані вірусом і ракові клітини за допомогою своїх численних поверхневих рецепторів активації та гальмування та вбивають їх за допомогою цитотоксичного ефекту (Sun and Lanier, 2011).

Природні кілери тісно пов’язані з імунітетом, оскільки природні клітини-кілери є важливою частиною імунної системи. Природні клітини-кілери — це тип імунних клітин, які можуть швидко ідентифікувати та вбивати ракові клітини та патогени. Вони можуть ідентифікувати та атакувати аномальні клітини, не завдаючи шкоди нормальним клітинам.

Імунітет — це здатність організму протистояти хворобам та інфекціям, а також захист від вторгнення чужорідних патогенів за допомогою різних механізмів імунної системи. Природні клітини-кілери є однією з найважливіших видів зброї. Вони можуть безпосередньо боротися з патогенами та пухлинними клітинами і навіть працювати разом з іншими імунними клітинами, щоб покращити ефект боротьби з хворобами.

Для профілактики та лікування багатьох захворювань важливо підтримувати імунітет. Деякі фактори, пов’язані з активністю природних клітин-кілерів та імунітетом, включають:

1. Харчування. Правильні харчові звички та споживання відповідних поживних речовин можуть сприяти активності природних клітин-кілерів. Наприклад, такі поживні речовини, як вітаміни С, Е та фолієва кислота, відіграють важливу роль у підвищенні активності природних клітин-кілерів.

2. Фізичні вправи: помірні фізичні вправи можуть посилити імунну функцію та кількість природних клітин-кілерів, сприяючи кращій імунній відповіді.

3. Здоровий спосіб життя: відмова від куріння, обмеження вживання алкоголю, достатній сон, зменшення стресу та усунення негативних емоцій можуть покращити імунітет і посилити активність природних клітин-кілерів.

Одним словом, природні клітини-кілери є однією з найважливіших засобів імунної системи. Хороший імунітет може захистити організм від хвороб. Дотримуючись здорового способу життя, правильно харчуючись і займаючись помірними фізичними вправами, ви можете збільшити кількість і активність природних клітин-кілерів, підвищити імунітет і таким чином постійно покращувати здоров'я свого організму. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність Cistanche deserticola пояснюється багатьма активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними шляхами.

Клацніть дізнатися про 10 способів покращити пам’ять

Вони також можуть виробляти певний набір цитокінів, таких як IFN-, TNF- та IL-10, або хемокінів, таких як MIP-1 і - і RANTES, які можуть додатково викликати адаптивні імунні відповіді (Spits та ін., 2016). Разом багатофункціональна діяльність NK-клітин допомагає усунути чутливі мішені та посилити запальні реакції проти вірусів і раку.

Як найпоширеніша посттранскрипційна модифікація мРНК ссавців, модифікація N6-метиладенозину (m6A) стає широко поширеним регуляторним механізмом, який контролює експресію генів у різноманітних фізіологічних процесах (Yue та ін., 2015).

Проте те, як метилювання m6A регулює вроджений і адаптивний клітинно-опосередкований імунітет, залишається повністю зрозумілим і до цього звіту залишалося невідомим у NK-клітинах.

Нещодавно було показано, що химерні антигенні рецептори (CAR) перенаправляють NK-клітини до пухлинних клітин, що експресують відповідний антиген, створюючи можливості для боротьби з раком (Chenet ін., 2016; Chu та ін., 2014; Han та ін., 2015; Liu та ін. ін., 2020; Танг та ін., 2018; Йилмаз та ін., 2020).

Таким чином, чітке визначення ролі модифікації m6A в NK-клітинах не тільки значно покращить наше розуміння модифікацій РНК як нового та критичного рівня посттранскрипційної регуляції генів, що контролює функції вроджених імунних клітин, але також може надати нам нову можливість посилити ефекторну функцію NK-клітин і виживання при раку імунотерапія.

Метилтрансферази m6A («записувачі», наприклад, METTL3 і METTL14) і деметилази («стиралки», наприклад, протеїн, пов’язаний із жировою масою та ожирінням [FTO] і ALKBH5) динамічно контролюють ландшафт метилювання m6A (Shi et al., 2019).

Білки-зчитувачі Them6A (сімейство доменів YTH [YTHDF] білки YTHDF1, YTHDF2 і YTHDF3 і мРНК-зв’язувальні білки інсуліноподібного фактора росту 2 [IGF2BP] IGF2BP1, IGF2BP2 і IGF2BP3) переважно зв’язуються з метильованою РНК і виконують специфічні функції, включаючи сприяння трансляції, що впливає на стабільність m6A-модифікованих мРНК (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Недавні дослідження показали, що метилювання m6A бере участь у неадаптивному та вродженому імунітеті, опосередкованому клітинами (Shulman and Stern-Ginossar, 2020). Видалення білка m6Awriter METTL3 у мишачих Т-клітинах порушує клітинний гомеостаз і диференціацію шляхом націлювання на шлях IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). METTL3 підтримує супресивні функції клітин T-reg через передачу сигналів IL-2/STAT5 (Tong та ін., 2018).

Метилування РНК m6A відіграє важливу роль у ранньому розвитку B-клітин (Zheng et al., 2020). Недавній звіт показав, що метилювання мРНК m6A, опосередковане METTL3-, сприяє активації дендритних клітин (DC) (Wang et al., 2019a).

m6A-модифіковані мРНК, що кодують лізосомальні катепсини, можуть бути розпізнані YTHDF1 у DC, тим самим пригнічуючи перехресну праймінгу DC та пригнічуючи протипухлинні імунні відповіді (Han et al., 2019).

Модифікації m6A також контролюють вроджену імунну відповідь на вірусну інфекцію (Liu et al., 2019; Rubio et al., 2018; Winkler et al., 2019). Проте, чи впливають модифікації m6A на опосередковану NK-клітинами імунну відповідь на пухлинні клітини та віруси, не повідомляється. YTHDF2 є добре відомим зчитувачем m6A, який діє шляхом специфічного розпізнавання та зв’язування з m6A-вмісними РНК та сприяння деградації цільових транскриптів (Wang та ін., 2014).

Згідно з базою даних BioGPS (Wu et al., 2013) і нашими попередніми даними, мишачі NK-клітини експресують YTHDF2 на високому рівні, тоді як його роль у регуляції NK-клітин невідома. Це спонукало нас вивчити YTHDF2 у клітинах NK, використовуючи підхід умовного нокауту.

Ми показуємо, що виснаження Ythdf2 у мишачих NK-клітинах значно погіршує протипухлинний і противірусний імунітет NK-клітин. Крім того, YTHDF2 контролює гомеостаз, дозрівання та виживання NK-клітин у стабільному стані. Таким чином, модифікації YTHDF2 або m6A загалом відіграють багатогранну роль у регуляції NK-клітин.

Результати

YTHDF2 посилюється в мишачих NK-клітинах IL-15, мишачою CMV-інфекцією та прогресуванням пухлини

Щоб вивчити роль модифікацій m6A в NK-клітинах, ми спочатку перевірили рівні експресії записуючих, стираючих і зчитуючих m6A в мишачих NK-клітинах за допомогою бази даних BioGPS (http://biogps.org).

Відповідно, експресія мРНК Ythdf2 була найвищою серед інших ферментів m6A та рідерів (рис. 1 A). Цікаво, що ми виявили, що NK-клітини також мають конститутивну mRNA та експресію білка Ythdf2 на високих рівнях порівняно з більшістю інших імунних клітин, включаючи В-клітини. , макрофаги та DC (рис. 1 B і рис. S1 A).

NK-клітини можуть бути активовані IL-15, який є ключовим регулятором гомеостазу та виживання NK-клітин (Becknell and Caligiuri, 2005). Використовуючи базу даних Gene Expression Omnibus (GEO), ми виявили, що IL-15-активовані NK-клітини мають вищі рівні мРНК Ythdf2 порівняно з іншими тестованими нами ферментами та зчитувачами m6A (рис. 1 C; проаналізовано з GEO під номером доступу. GSE106138).

Відповідно до нашого аналізу даних GEO, наша кількісна ПЛР у реальному часі (кПЦР) та імуноблотінг показали, що активація IL-15 NK-клітин значно посилює регуляцію Ythdf2 як на рівні мРНК, так і на рівні білка, і що Ythdf2 має дуже високий рівень експресії в IL{ {4}}–активовані NK-клітини порівняно з іншими ферментами m6A та рідерами, які ми тестували (рис. 1, D–F; і рис. S1 B).

Рівні білка YTHDF2 також були значно підвищені в NK-клітинах IL-15 трансгенних (Tg) мишей, яких ми створили раніше, порівняно з контролем WT (рис. S1 C; Fehniger та ін., 2001). NK-клітини є критичними медіатори імунітету господаря проти вірусної інфекції та злоякісних пухлин (Spits et al., 2016). Тому ми оцінили модель експресії YTHDF2 у NK-клітинах під час інфекції мишачого ЦМВ (MCMV).

Використовуючи базу даних GEO, ми виявили, що активація Ythdf2 була підвищена на 1,5 день після зараження у двох незалежних базах даних (рис. 1 G і рис. S1 D). Імуноблотінг підтвердив, що рівні білка YTHDF2 також підвищилися на 1,5 день після зараження MCMV (рис. S1 E), що вказує на те, що YTHDF2 може відігравати критичну роль у опосередкованому NK-клітинами противірусному імунітеті.

Окрім контролю вірусної інфекції, NK-клітини сприяють протипухлинному імунному нагляду. Потім ми перевірили рівні Ythdf2 під час розвитку пухлини. Використовуючи модель метастазування меланоми B16F10, ми виявили зменшення кількості NK-клітин у легенях на пізній стадії розвитку пухлини (рис. S1 F), що узгоджується з попереднім звітом (Cong et ін., 2018).

Ми виявили, що рівні мРНК і білка Ythdf2 були значно підвищені в клітинах NK на ранній стадії розвитку пухлини (рис. 1 H і рис. S1 G). Разом ці дані демонструють, що YTHDF2 сильно експресується в NK-клітинах і активується під час вірусної інфекції та пухлиноутворення, що спонукає нас до гіпотези, що YTHDF2 відіграє роль у регулюванні захисту NK-клітин від пухлиноутворення та вірусної інфекції.

Дефіцит YTHDF2 порушує протипухлинний імунітет NK-клітин

Щоб визначити роль YTHDF2 у протипухлинному імунітеті, опосередкованому NK-клітинами, ми спочатку створили мишей із флоксом Ythdf2 (рис. S1, H і I). Потім ми створили мишей з умовним нокаутом, специфічних для клітин NK (надалі миші Ythdf2ΔNK), схрещуючи мишей Ythdf2fl/fl з мишами Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli et al., 2011). Делецію Ythdf2 у NK-клітинах перевіряли за допомогою КПЦР та імуноблоттингу (рис. S1, J і K).

Потім ми створили модель метастатичної меланоми шляхом внутрішньовенної ін’єкції клітин B16F10 мишам Ythdf2WT і Ythdf2ΔNK. Як показано на рис. 2 A, у мишей Ythdf2ΔNK виявлено набагато більший тягар метастатичних вузликів, ніж у мишей Ythdf2WT.

Ми виявили значне зниження відсотка та абсолютної кількості інфільтрованих NK-клітин у тканини пухлини мишей Ythdf2ΔNK порівняно з тими, що спостерігалися у мишей Ythdf2WT (рис. 2, B та C). Тим часом інфільтровані NK-клітини мишей Ythdf2ΔNK показали значне зниження експресії IFN-, гранзиму B і перфорину порівняно з клітинами Ythdf2WT мишей (рис. 2, D–F).

Проте відсоток Т-клітин CD4+ і Т-клітин CD8+ та їхня експресія IFN- були порівнянними між мишами Ythdf2WT і Ythdf2ΔNK (рис. S1, L–O), що свідчить про те, що YTHDF2 у NK-клітинах необхідний для контролю метастазів пухлини.

Щоб підтвердити внутрішню потребу YTHDF2 у клітинах для протипухлинного імунітету, опосередкованого NK-клітинами, ми адаптовано перенесли однакову кількість NK-клітин від мишей Ythdf2ΔNK або Ythdf2WT до мишей Rag2−/−Il2rg−/−, у яких відсутні клітини T, B та NK , за 1 день до ін’єкції пухлинних клітин B16F10 (рис. 2 G). Ми виявили значно підвищену частоту метастазів пухлини у мишей, яким перевели NK-клітини Ythdf2ΔNK, порівняно з мишами, яким ввели NK-клітини Ythdf2WT (рис. 2 G).

Подібним чином, у цій моделі ми також виявили значне зниження відсотка та абсолютної кількості інфільтрованих Ythdf2ΔNK NK-клітин (рис. 2, H та I), а також зниження експресії IFN-, гранзиму B та перфорину у мишей, які отримували адоптивне лікування. передані NK-клітини Ythdf2ΔNK порівняно з тими, які отримали NK-клітини Ythdf2WT (рис. 2, J–L). Ці дані вказують на притаманну клітинам роль YTHDF2 у регуляції протипухлинного імунітету NK-клітин.

For more information:1950477648nn@gmail.com