Čítačka RNA M6 A YTHDF2 kontroluje NK bunkovú protinádorovú a antivírusovú imunitu, časť 1

Úvod

Prirodzené zabíjačské (NK) bunky sú prevládajúcimi vrodenými lymfoidnými bunkami, ktoré sprostredkovávajú antivírusovú a protinádorovú imunitu (Spits et al., 2016). Rozpoznávajú vírusom infikované a rakovinové bunky prostredníctvom ich aktivačných a inhibičných receptorov exprimovaných na viacerých povrchoch a zabíjajú ich prostredníctvom cytotoxického účinku (Sun a Lanier, 2011).

Prirodzený zabijak úzko súvisí s imunitou, pretože prirodzené zabíjačské bunky sú dôležitou súčasťou imunitného systému. Prirodzené zabíjačské bunky sú typom imunitných buniek, ktoré dokážu rýchlo identifikovať a zabiť rakovinové bunky a patogény. Môžu identifikovať a napadnúť abnormálne bunky bez toho, aby poškodili normálne bunky.

Imunita je schopnosť tela odolávať chorobám a infekciám a je to obrana proti invázii cudzích patogénov prostredníctvom rôznych mechanizmov imunitného systému. Prirodzené zabíjačské bunky sú jednou z najdôležitejších zbraní. Dokážu priamo bojovať s patogénmi a nádorovými bunkami a dokonca spolupracujú s inými imunitnými bunkami na zlepšení účinku boja proti chorobám.

Udržiavanie dobrej imunity je dôležité pre prevenciu a liečbu mnohých chorôb. Niektoré faktory súvisiace s aktivitou prirodzených zabíjačských buniek a imunitou zahŕňajú:

1. Výživa: Dobré stravovacie návyky a príjem vhodných živín môže podporiť aktivitu prirodzených zabíjačských buniek. Napríklad živiny ako vitamíny C, E a kyselina listová hrajú dôležitú úlohu pri zvyšovaní aktivity prirodzených zabíjačských buniek.

2. Cvičenie: Mierne cvičenie môže posilniť imunitnú funkciu a počet prirodzených zabíjačských buniek, čo podporuje lepšiu imunitnú odpoveď.

3. Zdravý životný štýl: Odvykanie od fajčenia, obmedzenie alkoholu, dostatok spánku, zníženie stresu a odstránenie negatívnych emócií môže zlepšiť imunitu a zvýšiť aktivitu prirodzených zabijakov.

Skrátka, prirodzené zabíjačské bunky sú jednou z najdôležitejších zbraní imunitného systému. Dobrá imunita môže chrániť telo pred chorobami. Osvojením si zdravého životného štýlu, dodržiavaním správnej výživy a miernym cvičením môžete zvýšiť počet a aktivitu prirodzených zabíjačských buniek, zlepšiť imunitu a tým neustále zlepšovať zdravie svojho tela. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť Cistanche deserticola pochádza z viacerých aktívnych zložiek, ktoré obsahuje, vrátane kyseliny trieslovej, polysacharidov, flavonoidových glykozidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na spoznajte 10 spôsobov, ako zlepšiť pamäť

Môžu tiež produkovať odlišný súbor cytokínov, ako napríklad IFN-, TNF- a IL-10, alebo chemokínov, ako napríklad MIP-1 a - a RANTES, ktoré môžu ďalej vyvolať adaptívne imunitné reakcie (Spits a kol., 2016). Multifunkčné aktivity NK buniek spoločne pomáhajú eliminovať citlivé ciele a zosilňujú zápalové reakcie proti vírusom a rakovine.

Ako najrozšírenejšia posttranskripčná modifikácia na mRNA cicavcov sa modifikácia N6-metyladenozínu (m6A) objavuje ako rozšírený regulačný mechanizmus, ktorý riadi expresiu génu v rôznych fyziologických procesoch (Yue et al., 2015).

To, ako metylácia m6A reguluje vrodenú a adaptívnu bunkami sprostredkovanú imunitu, však zostáva úplne pochopené a až do tejto správy zostalo v NK bunkách neznáme.

Nedávno sa ukázalo, že chimérické antigénne receptory (CAR) presmerovávajú NK bunky na nádorové bunky exprimujúce zodpovedajúci antigén, čím vytvárajú príležitosti na boj proti rakovine (Chenet al., 2016; Chu a kol., 2014; Han a kol., 2015; Liu a kol. al., 2020; Tang a kol., 2018; Yilmaz a kol., 2020).

Preto jasné definovanie úlohy modifikácie m6A v NK bunkách nielenže výrazne zlepší naše chápanie modifikácií RNA ako novej a kritickej vrstvy posttranskripčnej génovej regulácie, ktorá riadi funkcie vrodených imunitných buniek, ale môže nám tiež poskytnúť novú príležitosť na zlepšenie funkcie efektora NK buniek a prežitia pri rakovine. imunoterapia.

M6A metyltransferázy („autori“, napr. METTL3 a METTL14) a demetylázy („gumy“, napr. proteín súvisiaci s tukovou hmotou a obezitou [FTO] a ALKBH5) dynamicky riadia metylačnú krajinu m6A (Shi et al., 2019).

Čítacie proteíny Them6A (proteíny rodiny [YTHDF] obsahujúce doménu YTHDF1, YTHDF2 a YTHDF3 a proteíny viažuce mRNA inzulínu podobného rastového faktora 2 [IGF2BP] IGF2BP1, IGF2BP2 a IGF2BP3) sa prednostne viažu na metylovanú RNA a sprostredkúvajú špecifické funkcie, podpora translátora ovplyvňujúceho stabilitu mRNA modifikovaných m6A (Huang a kol., 2018; Shi a kol., 2019; Wang a kol., 2014; Wang a kol., 2015).

Nedávne štúdie ukázali, že metylácia m6A sa podieľa na neprispôsobivej a vrodenej imunite sprostredkovanej imunitnými bunkami (Shulman a Stern-Ginossar, 2020). Delécia proteínu m6Awriter METTL3 v myšacích T bunkách narúša bunkovú homeostázu a diferenciáciu zacielením na dráhu IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). METTL3 udržiava supresívne funkcie buniek T reg prostredníctvom signalizácie IL-2/STAT5 (Tong et al., 2018).

Metylácia RNA m6A hrá zásadnú úlohu vo včasnom vývoji B buniek (Zheng et al., 2020). Nedávna správa ukázala, že metylácia mRNA m6A sprostredkovaná METTL3- podporuje aktiváciu dendritických buniek (DC) (Wang et al., 2019a).

m6A-modifikované mRNA kódujúce lyzozomálne katepsíny môžu byť rozpoznané YTHDF1 v DC, čím sa potláča krížová primárna schopnosť DC a inhibujú sa protinádorové imunitné reakcie (Han et al., 2019).

Modifikácie m6A tiež kontrolujú vrodenú imunitnú odpoveď na vírusovú infekciu (Liu a kol., 2019; Rubio a kol., 2018; Winkler a kol., 2019). Či a ako modifikácie m6 ovplyvňujú imunitnú odpoveď sprostredkovanú NK bunkami voči nádorovým bunkám a vírusom však nebolo oznámené. YTHDF2 je dobre známa čítačka m6A, ktorá pôsobí tak, že špecificky rozpoznáva a viaže sa na RNA obsahujúce m6A a podporuje degradáciu cieľových transkriptov (Wang a kol., 2014).

Podľa databázy BioGPS (Wu et al., 2013) a našich predbežných údajov myšie NK bunky exprimujú YTHDF2 na vysokej úrovni, zatiaľ čo jeho úloha pri regulácii NK buniek nie je známa. To nás motivovalo študovať YTHDF2 v NK bunkách pomocou prístupu podmieneného vyradenia.

Ukazujeme, že deplécia Ythdf2 v myších NK bunkách významne zhoršila protinádorovú a antivírusovú imunitu NK buniek. Okrem toho YTHDF2 kontroloval homeostázu, dozrievanie a prežitie NK buniek v rovnovážnom stave. Modifikácie YTHDF2 alebo m6 vo všeobecnosti teda hrajú mnohostranné úlohy pri regulácii NK buniek.

Výsledky

YTHDF2 je v myších NK bunkách upregulovaný IL-15, myšou infekciou CMV a progresiou nádoru

Aby sme študovali úlohu modifikácií m6A v NK bunkách, najprv sme pomocou databázy BioGPS (http://biogps.org).

V súlade s tým bola expresia Ythdf2 mRNA najvyššia spomedzi ostatných m6A enzýmov a čítačiek (obr. 1A). Zaujímavé je, že NK bunky majú tiež konštitutívnu RNA a proteínovú expresiu Ythdf2 na vysokých úrovniach v porovnaní s väčšinou ostatných imunitných buniek, vrátane B buniek makrofágy a DC (obr. 1 B a obr. S1 A).

NK bunky môžu byť aktivované IL-15, čo je kľúčový regulátor homeostázy a prežívania NK buniek (Becknell a Caligiuri, 2005). Využitím databázy Gene Expression Omnibus (GEO) sme zistili, že IL-15-aktivované NK bunky majú vyššie hladiny mRNA Ythdf2 v porovnaní s inými m6A enzýmami a čítačkami, ktoré sme testovali (obr. 1 C; analyzované z GEO pod prístupovým č. GSE106138).

V súlade s našou analýzou údajov GEO naša kvantitatívna PCR (qPCR) a imunobloting v reálnom čase ukázali, že IL-15 aktivácia NK buniek významne upregulovala Ythdf2 na úrovni mRNA aj proteínu a že Ythdf2 mal veľmi vysokú úroveň expresie v IL{ {4}}-aktivované NK bunky v porovnaní s inými m6Aenzýmami a čítačkami, ktoré sme testovali (obr. 1, D-F; a obr. S1 B).

Hladiny proteínu YTHDF2 boli tiež významne zvýšené v NK bunkách z IL-15 transgénnych (Tg) myší, ktoré sme predtým vytvorili v porovnaní s kontrolami WT (obr. S1 C; Fehniger et al., 2001). NK bunky sú kritické mediátorov imunity hostiteľa proti vírusovej infekcii a malignitám (Spits et al., 2016). Preto sme vyhodnotili expresný vzor YTHDF2 v NK bunkách počas infekcie myšou CMV (MCMV).

Pomocou databázy GEO sme zistili, že Ythdf2 bol upregulovaný v deň 1,5 po infekcii v dvoch nezávislých databázach (obr. 1 G a obr. S1 D). Imunoblotovací test potvrdil, že hladiny proteínov YTHDF2 boli tiež upregulované v deň 1,5 po infekcii MCMV (obr. S1 E), čo naznačuje, že YTHDF2 môže hrať rozhodujúcu úlohu v antivírusovej imunite sprostredkovanej NKbunkami.

Okrem kontroly vírusovej infekcie prispievajú NK bunky k protinádorovému imunosurveillancii. Potom sme skúmali hladiny Ythdf2 počas vývoja nádoru. Pomocou modelu metastázy melanómu B16F10 sme zistili zníženie počtu NK buniek v pľúcach v neskorom štádiu vývoja nádoru (obr. S1 F), čo je v súlade s predchádzajúcou správou (Cong et al., 2018).

Zistili sme, že hladiny mRNA a proteínu Ythdf2 boli významne upregulované v NK bunkách v ranom štádiu vývoja nádoru (obr. 1 H a obr. S1 G). Celkovo tieto údaje ukazujú, že YTHDF2 je vysoko exprimovaný v NK bunkách a je upregulovaný počas vírusovej infekcie a tumorigenézy, čo nás vedie k hypotéze, že YTHDF2 hrá úlohu pri regulácii obrany NK buniek proti tumorigenéze a vírusovej infekcii.

Nedostatok YTHDF2 zhoršuje protinádorovú imunitu NK buniek

Ak chcete definovať úlohu YTHDF2 v NK bunkami sprostredkovanej protinádorovej imunity, najprv sme vytvorili Ythdf2 floxované myši (obr. S1, H a I). Potom sme vytvorili podmienené knockout myši špecifické pre NK bunky (ďalej označované ako myši Ythdf2ANK) krížením myší Ythdf2fl/fl s myšami Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli et al., 2011). Delécia Ythdf2 v NK bunkách bola overená qPCR a immunoblottingom (obr. S1, J a K).

Potom sme vytvorili model metastatického melanómu intravenóznou injekciou buniek B16F10 do myší Ythdf2WT a Ythdf2ANK. Ako je znázornené na obr. 2A, myši Ythdf2ANK vykazovali oveľa väčšiu záťaž metastatických uzlín ako myši Ythdf2WT.

Zistili sme významné zníženie percenta a absolútneho počtu infiltrujúcich NK buniek do nádorových tkanív myší Ythdf2ANK v porovnaní s tými, ktoré boli pozorované u myší Ythdf2WT (obr. 2, B a C). Medzitým infiltrujúce NK bunky z myší Ythdf2ANK vykazovali významný pokles v expresii IFN-, granzýmu B a perforínu v porovnaní s tými z myší Ythdf2WT (obr. 2, D-F).

Avšak percentá CD4+ T buniek a CD{1}} T buniek a ich expresia IFN- boli porovnateľné medzi myšami Ythdf2WT a myšami Ythdf2ΔNK (obr. S1, L–O), čo naznačuje, že YTHDF2 v NK bunkách je nevyhnutný na kontrolu nádorových metastáz.

Aby sme potvrdili bunkovú vnútornú požiadavku YTHDF2 na protinádorovú imunitu sprostredkovanú NK bunkami, adoptívne sme preniesli rovnaký počet NK buniek z myší Ythdf2ANK alebo Ythdf2WT do myší Rag2-/-Il2rg-/-, ktorým chýbajú bunky T, B a NK 1 deň pred injekciou nádorových buniek B16F10 (obr. 2 G). Zistili sme signifikantne zvýšený výskyt nádorových metastáz u myší prenesených Ythdf2ANK NK bunkami v porovnaní s myšami, ktorým boli injikované Ythdf2WT NK bunky (obr. 2 G).

Podobne sme v tomto modeli zistili aj významné zníženie percenta a absolútneho počtu infiltrujúcich Ythdf2ANK NK buniek (obr. 2, H a I), ako aj zníženie expresie IFN-, granzýmu B a perforínu u myší, ktoré prijali adoptívne preniesli Ythdf2ANK NK bunky v porovnaní s tými, ktoré dostali Ythdf2WT NK bunky (obr. 2, J–L). Tieto údaje ukazujú na bunkovú vnútornú úlohu YTHDF2 pri regulácii protinádorovej imunity NK buniek.

For more information:1950477648nn@gmail.com