Ο αναγνώστης RNA M6 A YTHDF2 ελέγχει την αντικαρκινική και την αντιική ανοσία κυττάρων NK Μέρος 1

Εισαγωγή

Τα φυσικά φονικά κύτταρα (ΝΚ) είναι τα κυρίαρχα έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα που μεσολαβούν στην αντιική και κατά του όγκου ανοσία (Spits et al., 2016). Αναγνωρίζουν τα μολυσμένα από ιούς και τα καρκινικά κύτταρα μέσω των πολλαπλών επιφανειών τους – που εκφράζονται από τους ενεργοποιητικούς και ανασταλτικούς υποδοχείς και τα σκοτώνουν μέσω μιας κυτταροτοξικής δράσης (Sun and Lanier, 2011).

Ο φυσικός δολοφόνος σχετίζεται στενά με την ανοσία, επειδή τα φυσικά κύτταρα δολοφόνοι αποτελούν σημαντικό μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος. Τα φυσικά κύτταρα δολοφόνοι είναι ένας τύπος ανοσοκυττάρων που μπορούν γρήγορα να εντοπίσουν και να σκοτώσουν καρκινικά κύτταρα και παθογόνους παράγοντες. Μπορούν να εντοπίσουν και να επιτεθούν σε μη φυσιολογικά κύτταρα χωρίς να προκαλέσουν βλάβη στα φυσιολογικά κύτταρα.

Η ανοσία είναι η ικανότητα του σώματος να αντιστέκεται σε ασθένειες και λοιμώξεις και είναι η άμυνα έναντι εισβολής ξένων παθογόνων μέσω διαφόρων μηχανισμών του ανοσοποιητικού συστήματος. Τα φυσικά φονικά κύτταρα είναι ένα από τα πιο σημαντικά όπλα. Μπορούν να καταπολεμήσουν άμεσα παθογόνα και καρκινικά κύτταρα, ακόμη και να εργαστούν σε συνδυασμό με άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος για να βελτιώσουν την επίδραση της καταπολέμησης ασθενειών.

Η διατήρηση της καλής ανοσίας είναι σημαντική για την πρόληψη και τη θεραπεία πολλών ασθενειών. Μερικοί παράγοντες που σχετίζονται με τη δραστηριότητα και την ανοσία των φυσικών φονικών κυττάρων περιλαμβάνουν:

1. Διατροφή: Οι καλές διατροφικές συνήθειες και η πρόσληψη κατάλληλων θρεπτικών συστατικών μπορούν να προάγουν τη δραστηριότητα των φυσικών φονικών κυττάρων. Για παράδειγμα, θρεπτικά συστατικά όπως οι βιταμίνες C, E και το φολικό οξύ παίζουν σημαντικό ρόλο στην αύξηση της δραστηριότητας των φυσικών φονικών κυττάρων.

2. Άσκηση: Η μέτρια άσκηση μπορεί να ενισχύσει τη λειτουργία του ανοσοποιητικού και τον αριθμό των φυσικών φονικών κυττάρων, προάγοντας καλύτερη ανοσοαπόκριση.

3. Υγιεινός τρόπος ζωής: Η διακοπή του καπνίσματος, ο περιορισμός του αλκοόλ, ο αρκετός ύπνος, η μείωση του στρες και η εξάλειψη των αρνητικών συναισθημάτων μπορούν να βελτιώσουν το ανοσοποιητικό σύστημα και να ενισχύσουν τη δραστηριότητα των φυσικών φονικών κυττάρων.

Εν ολίγοις, τα φυσικά κύτταρα δολοφόνοι είναι ένα από τα πιο σημαντικά όπλα στο ανοσοποιητικό σύστημα. Η καλή ανοσία μπορεί να προστατεύσει το σώμα από ασθένειες. Με την υιοθέτηση ενός υγιεινού τρόπου ζωής, τη διατήρηση της καλής διατροφής και τη μέτρια άσκηση, μπορείτε να αυξήσετε τον αριθμό και τη δραστηριότητα των φυσικών φονικών κυττάρων, να βελτιώσετε την ανοσία και έτσι να βελτιώνετε συνεχώς την υγεία του σώματός σας. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό που έχει πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του Cistanche deserticola προέρχεται από τα πολλαπλά ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως ταννικό οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή γλυκοσίδες κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου μέσω ποικίλων οδών.

Κάντε κλικ στο Μάθετε 10 τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη

Μπορούν επίσης να παράγουν ένα ξεχωριστό σύνολο κυτοκινών, όπως IFN-, TNF- και IL-10, ή χημειοκίνες, όπως MIP-1 και - και RANTES, οι οποίες μπορούν περαιτέρω να προκαλέσουν προσαρμοστικές ανοσολογικές αποκρίσεις (Spits et al., 2016). Μαζί, οι πολυλειτουργικές δραστηριότητες των ΝΚ κυττάρων βοηθούν στην εξάλειψη των ευαίσθητων στόχων και ενισχύουν τις φλεγμονώδεις αποκρίσεις κατά των ιών και των καρκίνων.

Ως η πιο διαδεδομένη μεταμεταγραφική τροποποίηση στο mRNA θηλαστικών, η τροποποίηση της Ν6-μεθυλαδενοσίνης (m6A) αναδεικνύεται ως ένας ευρέως διαδεδομένος ρυθμιστικός μηχανισμός που ελέγχει την έκφραση των γονιδίων σε διάφορες φυσιολογικές διεργασίες (Yue et al., 2015).

Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο η μεθυλίωση m6A ρυθμίζει την έμφυτη και προσαρμοστική ανοσία που προκαλείται από κύτταρα παραμένει να είναι πλήρως κατανοητός και έως ότου αυτή η αναφορά έχει παραμείνει άγνωστη στα κύτταρα ΝΚ.

Πρόσφατα, οι χιμαιρικοί υποδοχείς αντιγόνου (CARs) έχουν δειχθεί ότι κατευθύνουν τα κύτταρα ΝΚ προς κύτταρα όγκου που εκφράζουν ένα αντίστοιχο αντιγόνο, δημιουργώντας ευκαιρίες για την καταπολέμηση του καρκίνου (Chenet al., 2016; Chu et al., 2014; Han et al., 2015; Liu et. al., 2020; Tang et al., 2018; Yilmaz et al., 2020).

Ως εκ τούτου, ο ξεκάθαρος καθορισμός του ρόλου της τροποποίησης m6A στα κύτταρα ΝΚ όχι μόνο θα βελτιώσει σημαντικά την κατανόησή μας για τις τροποποιήσεις του RNA ως ένα νέο και κρίσιμο στρώμα μεταμεταγραφικής γονιδιακής ρύθμισης που ελέγχει τις λειτουργίες του ανοσοποιητικού κυττάρου, αλλά μπορεί επίσης να μας προσφέρει μια νέα ευκαιρία να ενισχύσουμε τη λειτουργία του τελεστή ΝΚ κυττάρων και την επιβίωση για τον καρκίνο. ανοσοθεραπεία.

Οι μεθυλτρανσφεράσες m6A («συγγραφείς», π.χ. METTL3 και METTL14) και οι απομεθυλάσες («γόμες», π.χ. πρωτεΐνη σχετιζόμενη με την παχυσαρκία [FTO] και ALKBH5) ελέγχουν δυναμικά το τοπίο μεθυλίωσης m6A (Shi et al., 2019).

Πρωτεΐνες ανάγνωσης Them6A (οικογένεια [YTHDF]περιέχουσα περιοχή YTH, πρωτεΐνες YTHDF1, YTHDF2, και YTHDF3 και ινσουλινοειδείς αυξητικός παράγοντας 2 πρωτεΐνες IGF2BP1, IGF2BP2, και IGF2BP2 και IGF2BPnd3 που δεσμεύονται με mRNA) προαγωγή του μεταφραστή που επηρεάζει τη σταθερότητα των mRNA τροποποιημένων με m6A (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η μεθυλίωση του m6A εμπλέκεται σε μη προσαρμοστική και έμφυτη ανοσία που προκαλείται από κύτταρα (Shulman and Stern-Ginossar, 2020). Η διαγραφή της πρωτεΐνης m6Awriter METTL3 σε Τ κύτταρα ποντικού διαταράσσει την ομοιόσταση και τη διαφοροποίηση των κυττάρων στοχεύοντας την οδό IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). Το METTL3 διατηρεί τις κατασταλτικές λειτουργίες των κυττάρων T reg μέσω της σηματοδότησης IL-2/STAT5 (Tong et al., 2018).

Η μεθυλίωση m6A του RNA παίζει ουσιαστικό ρόλο στην ανάπτυξη των πρώιμων Β κυττάρων (Zheng et al., 2020). Μια πρόσφατη αναφορά έδειξε ότι η METTL3-μεσολάβησε τη μεθυλίωση mRNA m6A προάγει την ενεργοποίηση δενδριτικών κυττάρων (DC) (Wang et al., 2019a).

Τα τροποποιημένα με m6A mRNA που κωδικοποιούν λυσοσωμικές καθεψίνες μπορούν να αναγνωριστούν από το YTHDF1 στα DCs, καταστέλλοντας έτσι τη δυνατότητα διασταυρούμενης εκκίνησης των DCs και αναστέλλοντας τις αντικαρκινικές ανοσοαποκρίσεις (Han et al., 2019).

Οι τροποποιήσεις του m6A ελέγχουν επίσης την έμφυτη ανοσοαπόκριση σε ιογενή λοίμωξη (Liu et al., 2019; Rubio et al., 2018; Winkler et al., 2019). Ωστόσο, δεν έχει αναφερθεί εάν και πώς οι τροποποιήσεις m6Amodifications επηρεάζουν την ανοσοαπόκριση με τη μεσολάβηση των κυττάρων ΝΚ σε κύτταρα και ιούς όγκου. Το YTHDF2 είναι ένας καλά αναγνωρισμένος αναγνώστης m6A που δρα αναγνωρίζοντας και δεσμεύοντας συγκεκριμένα RNA που περιέχουν m6A και προάγοντας την αποδόμηση των μεταγραφών στόχων (Wang et al., 2014).

Σύμφωνα με τη βάση δεδομένων του BioGPS (Wu et al., 2013) και τα προκαταρκτικά μας δεδομένα, τα κύτταρα ΝΚ ποντικού εκφράζουν το YTHDF2 σε υψηλό επίπεδο, ενώ ο ρόλος του στη ρύθμιση των ΝΚ κυττάρων είναι άγνωστος. Αυτό μας παρακίνησε να μελετήσουμε το YTHDF2 σε κύτταρα ΝΚ χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση συνθηκών νοκ-άουτ.

Δείχνουμε ότι η εξάντληση του Ythdf2 σε κύτταρα ΝΚ ποντικού μείωσε σημαντικά την αντικαρκινική και αντιϊκή ανοσία των ΝΚ κυττάρων. Επιπλέον, το YTHDF2 έλεγχε την ομοιόσταση, την ωρίμανση και την επιβίωση των κυττάρων ΝΚ σε σταθερή κατάσταση. Έτσι, οι YTHDF2 ή οι τροποποιήσεις m6 γενικά παίζουν πολύπλευρους ρόλους στη ρύθμιση των κυττάρων ΝΚ.

Αποτελέσματα

Το YTHDF2 ρυθμίζεται προς τα πάνω σε κύτταρα ΝΚ ποντικού από IL-15, λοίμωξη από CMV ποντικού και εξέλιξη του όγκου

Για να μελετήσουμε τον ρόλο των τροποποιήσεων m6A σε κύτταρα ΝΚ, εξετάσαμε πρώτα τα επίπεδα έκφρασης των εγγραφών m6A, των γόμων και των συσκευών ανάγνωσης σε κύτταρα ΝΚ ποντικού χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων BioGPS (http://biogps.org).

Συνεπώς, η έκφραση του Ythdf2 mRNA ήταν η υψηλότερη μεταξύ των άλλων ενζύμων και αναγνωστών m6A (Εικ. 1 Α). Είναι ενδιαφέρον ότι βρήκαμε ότι τα κύτταρα ΝΚ έχουν επίσης συστατικό mRNA και έκφραση πρωτεΐνης του Ythdf2 σε υψηλά επίπεδα σε σύγκριση με τα περισσότερα άλλα κύτταρα του ανοσοποιητικού, συμπεριλαμβανομένων των Β κυττάρων , μακροφάγα και DCs (Εικ. 1 Β και Σχ. S1 Α).

Τα κύτταρα ΝΚ μπορούν να ενεργοποιηθούν από το IL-15, το οποίο είναι βασικός ρυθμιστής της ομοιόστασης και της επιβίωσης των κυττάρων ΝΚ (Becknell και Caligiuri, 2005). Αξιοποιώντας τη βάση δεδομένων Gene Expression Omnibus (GEO), διαπιστώσαμε ότι τα κύτταρα IL-15–ενεργοποιημένα NK έχουν υψηλότερα επίπεδα mRNA του Ythdf2 σε σύγκριση με άλλα ένζυμα m6A και αναγνώστες που δοκιμάσαμε (Εικ. 1 C; αναλύθηκε από το GEO με αρ. GSE106138).

Σε συμφωνία με την ανάλυσή μας των δεδομένων GEO, η ποσοτική PCR σε πραγματικό χρόνο (qPCR) και η ανοσοστύπωση έδειξαν ότι η ενεργοποίηση IL-15 των NK κυττάρων ρύθμισε σημαντικά προς τα πάνω το Ythdf2 τόσο στο επίπεδο mRNA όσο και στο επίπεδο πρωτεΐνης και ότι το Ythdf2 είχε πολύ υψηλό επίπεδο έκφρασης στην IL{ {4}}–ενεργοποιημένα κύτταρα ΝΚ σε σύγκριση με άλλα m6Aenzymes και readers που δοκιμάσαμε (Εικ. 1, D–F και Σχήμα S1 B).

Τα επίπεδα πρωτεΐνης του YTHDF2 ρυθμίστηκαν επίσης σημαντικά προς τα πάνω σε κύτταρα ΝΚ από IL-15 διαγονιδιακά (Tg) ποντίκια που δημιουργήσαμε προηγουμένως σε σύγκριση με μάρτυρες WT (Εικ. S1 C; Fehniger et al., 2001). Τα κύτταρα NK είναι κρίσιμα μεσολαβητές της ανοσίας του ξενιστή έναντι ιογενών λοιμώξεων και κακοηθειών (Spits et al., 2016). Επομένως, αξιολογήσαμε το πρότυπο έκφρασης του YTHDF2 σε κύτταρα ΝΚ κατά τη διάρκεια μόλυνσης από CMV (MCMV) ποντικού.

Χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων GEO, βρήκαμε ότι το Ythdf2 ρυθμίστηκε προς τα πάνω την ημέρα 1,5 μετά τη μόλυνση σε δύο ανεξάρτητες βάσεις δεδομένων (Εικ. 1 G και Εικ. S1 D). Μια δοκιμασία ανοσοστύπωσης επιβεβαίωσε ότι τα επίπεδα πρωτεΐνης του YTHDF2 ρυθμίστηκαν επίσης προς τα πάνω την ημέρα 1,5 μετά τη μόλυνση με MCMV (Εικ.S1 E), υποδεικνύοντας ότι το YTHDF2 μπορεί να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στην αντιϊκή ανοσία με τη μεσολάβηση NKcell.

Εκτός από τον έλεγχο της ιογενούς λοίμωξης, τα κύτταρα ΝΚ συμβάλλουν στην αντικαρκινική ανοσοεπιτήρηση. Στη συνέχεια εξετάσαμε τα επίπεδα Ythdf2 κατά την ανάπτυξη του όγκου. Χρησιμοποιώντας το μοντέλο μετάστασης μελανώματος B16F10, βρήκαμε μείωση των κυττάρων ΝΚ στον πνεύμονα στο τελευταίο στάδιο ανάπτυξης του όγκου (Εικ. S1 F), η οποία είναι σύμφωνη με μια προηγούμενη αναφορά (Cong et. al., 2018).

Βρήκαμε ότι τα επίπεδα mRNA και πρωτεΐνης του Ythdf2 ρυθμίστηκαν σημαντικά προς τα πάνω στα κύτταρα ΝΚ στο πρώιμο στάδιο ανάπτυξης του όγκου (Εικ. 1 Η και Εικ. S1 G). Συνολικά, αυτά τα δεδομένα καταδεικνύουν ότι το YTHDF2 εκφράζεται σε μεγάλο βαθμό στα κύτταρα ΝΚ και ρυθμίζεται προς τα πάνω κατά τη διάρκεια της ιογενούς μόλυνσης και της ογκογένεσης, οδηγώντας μας να υποθέσουμε ότι το YTHDF2 παίζει ρόλο στη ρύθμιση της άμυνας των κυττάρων ΝΚ έναντι της ογκογένεσης και της ιογενούς μόλυνσης.

Η ανεπάρκεια YTHDF2 βλάπτει την αντικαρκινική ανοσία των ΝΚ κυττάρων

Για να ορίσουμε τον ρόλο του YTHDF2 στην αντικαρκινική ανοσία που προκαλείται από κύτταρα ΝΚ, δημιουργήσαμε αρχικά ποντίκια με ποντικούς τύπους Ythdf2 (Εικ. S1, Η και Ι). Στη συνέχεια δημιουργήσαμε ποντίκια νοκ-άουτ για ειδικά κύτταρα ΝΚ (εφεξής θα αναφέρονται ως ποντίκια Ythdf2ΔNK) διασταυρώνοντας ποντίκια Ythdf2fl/fl με ποντίκια Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli et al., 2011). Η διαγραφή του Ythdf2 σε κύτταρα ΝΚ επαληθεύτηκε με qPCR και ανοσοστύπωμα (Εικ. S1, J και Κ).

Στη συνέχεια δημιουργήσαμε ένα μοντέλο μεταστατικού μελανώματος με ενδοφλέβια ένεση κυττάρων B16F10 σε ποντίκια Ythdf2WT και Ythdf2ΔNK. Όπως φαίνεται στο Σχ. 2 Α, τα ποντίκια Ythdf2ΔNK εμφάνισαν πολύ μεγαλύτερο φορτίο μεταστατικών οζιδίων από αυτό των ποντικών Ythdf2WT.

Βρήκαμε μια σημαντική μείωση στο ποσοστό και τον απόλυτο αριθμό των διεισδυτικών ιστών του όγκου των ΝΚ κυττάρων ποντικών Ythdf2ΔNK σε σύγκριση με αυτούς που παρατηρήθηκαν στα ποντίκια Ythdf2WT (Εικ. 2, B και C). Εν τω μεταξύ, διεισδυτικά κύτταρα NK από ποντικούς Ythdf2ΔNK εμφάνισαν σημαντική μείωση στην έκφραση της IFN-, του γρανζύμου Β και της περφορίνης σε σύγκριση με αυτά από ποντικούς Ythdf2WT (Εικ. 2, D-F).

Ωστόσο, τα ποσοστά των CD{0}} Τ κυττάρων και των CD8+ Τ κυττάρων και η έκφρασή τους σε IFN- ήταν συγκρίσιμα μεταξύ των ποντικών Ythdf2WT και των ποντικών Ythdf2ΔNK (Εικ. S1, L–O), υποδηλώνοντας ότι το YTHDF2 σε κύτταρα ΝΚ είναι απαραίτητο για τον έλεγχο των μεταστάσεων του όγκου.

Για να επιβεβαιώσουμε την ενδοκυτταρική απαίτηση του YTHDF2 για αντινεοπλασματική ανοσία που προκαλείται από κύτταρα ΝΚ, μεταφέραμε θετικά ίσο αριθμό κυττάρων ΝΚ από ποντικούς Ythdf2ΔNK ή ποντίκια Ythdf2WT σε ποντίκια Rag2−/−Il2rg−/−, τα οποία δεν έχουν Τ, Β και NK κύτταρα. , 1 ημέρα πριν από μια ένεση κυττάρων όγκου B16F10 (Εικ. 2 G). Βρήκαμε μια σημαντικά αυξημένη συχνότητα μεταστάσεων όγκου σε ποντίκια που μεταφέρθηκαν με κύτταρα NK Ythdf2ΔNK σε σύγκριση με ποντίκια στα οποία έγινε ένεση με κύτταρα NK Ythdf2WT (Εικ. 2 G).

Ομοίως, σε αυτό το μοντέλο, βρήκαμε επίσης σημαντική μείωση στο ποσοστό και τον απόλυτο αριθμό των διεισδυτικών κυττάρων Ythdf2ΔNK ΝΚ (Εικ. 2, Η και Ι) καθώς και μείωση στην έκφραση της IFN-, του γρανζύμου Β και της περφορίνης σε ποντίκια που έλαβαν θετικά μεταφέρθηκαν Ythdf2ΔNK NK κύτταρα σε σύγκριση με εκείνα που έλαβαν Ythdf2WT NK κύτταρα (Εικ. 2, J-L). Αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν έναν ενδοκυτταρικό ρόλο του YTHDF2 στη ρύθμιση της ανοσίας κατά του όγκου των ΝΚ κυττάρων.

For more information:1950477648nn@gmail.com