​Sci Immuno | RNA結合蛋白ZFP36家族調節穩態下和自身反應性T細胞反應

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+

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

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