撰文 | Qi
RNA結合蛋白是T細胞活化、增殖和細胞因子產生的重要調節因子。鋅指蛋白 36（ZFP36）家族基因（Zfp36、Zfp36l1和Zfp36l2）編碼RNA結合蛋白，與富含腺嘌呤-尿苷的元件（ARE）結合以負抑制mRNA翻譯【1-3】。雖然許多研究證明了 ZFP36家族在免疫細胞中的單獨和共同功能，但它們在T細胞中的作用仍不清楚。
近日，來自華盛頓大學醫學院的Brian T. Edelson團隊在Science Immunology雜誌上發表了一篇題為The ZFP36 family of RNA binding proteins regulates homeostatic and autoreactive T cell responses的文章，論文揭示了RNA結合蛋白ZFP36家族成員在T細胞穩態維持和自反應激活方面的調節作用。他們發現三個ZFP36家族成員的同時在T細胞特異性缺失會導致一種致命的多器官炎症綜合徵；而僅兩個家族成員缺失的小鼠沒有表現出這種情況，表明該家族在調節T細胞靜止狀態方面的冗餘作用。此外，他們還發現T細胞在實驗性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）中意外地依賴 ZFP36L1和ZFP36L2啟動CD4+T細胞。總之，這項工作表明T細胞穩態是由三個ZFP36家族成員過度發揮作用來維持的，而相比之下，抗原特異性自身免疫反應則主要依賴於ZFP36L1和ZFP36L2。
研究人員首先將具有Zfp36、Zfp36l1和Zfp36l2的floxed等位基因的小鼠與Cd4-Cre小鼠雜交，在T細胞中條件性敲除單個和多個家族成員。所有三個家族成員Cd4-Cre+Zfp36fl/flZfp36l1fl/flZfp36l2fl/fl（以下稱為TKOΔT）的T細胞特異性條件性缺失的小鼠在6周齡時開始死亡，中位生存期約為10周，且會出現出涉及眼睛、腎臟、肝臟和大腦的多器官炎症綜合徵。與對照小鼠相比，TKOΔT小鼠在雙陰性（DP）階段開始出現T細胞發育缺陷，DP、CD4單陽性（SP）和CD8 SP胸腺細胞數量顯著減少，且該小鼠脾邊緣區B細胞和總血B細胞顯著減少。之前的工作表明ZFP36家族蛋白是T細胞細胞因子產生的重要負調節因子【4】，與對照小鼠相比，TKOΔT小鼠的血清中含有升高的細胞因子和趨化因子，尤其是IFN-γ、TNF、IL-10和IL-17A。TKOΔT小鼠的大腦中，IFN-γ+和GM-CSF+CD4+T細胞的比例增加，而TKOΔT CD8+T細胞產生的細胞因子沒有差異，且肝臟中浸潤的主要是產生IFN-γ的CD4+和CD8+TKOΔTT細胞。
隨後，研究人員從對照組和TKOΔT小鼠的脾臟和腎臟中分選
CD4+
和
CD8+
T
細胞進行RNA-seq和GSEA分析，包括IFN-γ
反應、同種異體移植物排斥、IL-6/
JAK/STAT3
信號傳導、炎症反應等在內的信號通路在TKOΔTCD4+
T
細胞中富集。此外，他們通過Ki67、Fas和FasL等染色發現脾 CD4+ 和 CD8+ TKOΔTT 細胞中所有三種標誌物的百分比均增加，提示TKOΔTT細胞的細胞凋亡程序失調，而DKOΔTT
細胞沒有表現出與
TKOΔTT
細胞相同的轉錄失調。為了解決ZFP36家族是否共同調節靶轉錄物的mRNA降解，作者在激活的TKOΔT和對照CD4+ T細胞中進行了整體mRNA降解測定，結果顯示TKOΔTCD4+ T 細胞能夠增加mRNA的穩定性，尤其是編碼細胞因子的轉錄本。
由於TKOΔT小鼠的自發性綜合徵會出現神經炎症，作者決定在誘導神經炎症的EAE模型中測試ZFP36家族的單敲和雙敲細胞系。出乎意料的是，與Cd4-Cre–對照相比，Cd4-Cre+Zfp36l1fl/flZfp36l2fl/fl小鼠幾乎完全抵抗EAE誘導。由於Cd4-Cre+ Zfp36fl/flZfp36l1fl/fl和Cd4-Cre+Zfp36fl/flZfp36l2fl/fl小鼠保持對EAE正常的易感性，作者進一步構建Cd4-Cre+Zfp36fl/flZfp36l1fl/flZfp36l2WT/fl和Cd4-Cre+Zfp36fl/flZfp36l1WT/flZfp36l2fl/fl，這兩種小鼠部分或完全表現出對EAE的抵抗， 說明Cd4-Cre+ Zfp36fl/flZfp36l1fl/fl和Cd4-Cre+Zfp36fl/flZfp36l2fl/fl小鼠的正常疾病易感性是由ZFP36L2或ZFP36L1以基因劑量依賴性的方式代償所致。最後，證明CD4+ T細胞需要ZFP36L2和ZFP36L1才能在克隆擴增期間維持T細胞的適應性。
總之，這項工作表明ZFP36家族蛋白在穩定狀態下調節T細胞靜止中的關鍵作用。ZFP36蛋白共同促進細胞因子轉錄物降解並限制蛋白產生，因此如果沒有這種調節，三重缺陷的T細胞會誘導致命的炎症綜合徵。與T細胞穩態期間ZFP36家族的完全冗餘相反，ZFP36L1和ZFP36L2在誘導神經炎症模型中共同促進CD4+T細胞的抗原特異性克隆擴增。因此，這項研究證明ZFP36蛋白是T細胞穩態和自身免疫的關鍵調節因子。
原文連結：
www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.abo0981
製版人：十一
參考文獻
1. P. J. Blackshear, R. S. Phillips, S. Ghosh, S. V. B. Ramos, E. K. Richfield, W. S. Lai, Zfp36l3, a rodent X chromosome gene encoding a placenta-specific member of the Tristetraprolin family of CCCH tandem zinc finger proteins.Biol. Reprod.73, 297–307 (2005).
2. T. J. Gingerich, D. J. Stumpo, W. S. Lai, T. A. Randall, S. J. Steppan, P. J. Blackshear, Emergence and evolution of Zfp36l3.Mol. Phylogenet. Evol.94, 518–530 (2016).
3. D. J. Stumpo, C. S. Trempus, C. J. Tucker, W. Huang, L. Li, K. Kluckman, D. M. Bortner, P. J. Blackshear, Deficiency of the placenta- and yolk sac-specific tristetraprolin family member ZFP36L3 identifies likely mRNA targets and an unexpected link to placental iron metabolism.Development143, 1424–1433 (2016).
4. F. Salerno, S. Engels, M. van den Biggelaar, F. P. J. van Alphen, A. Guislain, W. Zhao, D. L. Hodge, S. E. Bell, J. P. Medema, M. von Lindern, M. Turner, H. A. Young, M. C. Wolkers, Translational repression of pre-formed cytokine-encoding mRNA prevents chronic activation of memory T cells.Nat. Immunol.19, 828–837 (2018).
