El lector d'ARN M6 A YTHDF2 controla la immunitat antitumoral i antiviral de cèl·lules NK Part 1

Introducció

Les cèl·lules assassines naturals (NK) són les cèl·lules limfoides innates predominants que medien la immunitat antiviral i antitumoral (Spits et al., 2016). Reconeixen les cèl·lules canceroses i infectades per virus a través de les seves múltiples superfícies: receptors activadors i inhibidors expressats i les maten mitjançant un efecte citotòxic (Sun i Lanier, 2011).

L'assassí natural està estretament relacionat amb la immunitat perquè les cèl·lules assassines naturals són una part important del sistema immunitari. Les cèl·lules assassines naturals són un tipus de cèl·lules immunitàries que poden identificar i matar ràpidament cèl·lules canceroses i patògens. Poden identificar i atacar cèl·lules anormals sense causar danys a les cèl·lules normals.

La immunitat és la capacitat del cos per resistir malalties i infeccions, i és la defensa contra la invasió de patògens estrangers mitjançant diversos mecanismes del sistema immunitari. Les cèl·lules assassines naturals són una de les armes més importants. Poden combatre directament els patògens i les cèl·lules tumorals, i fins i tot treballar conjuntament amb altres cèl·lules immunitàries per millorar l'efecte de la lluita contra les malalties.

Mantenir una bona immunitat és important per prevenir i tractar moltes malalties. Alguns factors relacionats amb l'activitat i la immunitat de les cèl·lules assassines naturals inclouen:

1. Nutrició: els bons hàbits alimentaris i la ingesta de nutrients adequats poden afavorir l'activitat de les cèl·lules assassines naturals. Per exemple, els nutrients com les vitamines C, E i l'àcid fòlic tenen un paper important en l'augment de l'activitat de les cèl·lules assassines naturals.

2. Exercici: l'exercici moderat pot millorar la funció immune i el nombre de cèl·lules assassines naturals, afavorint una millor resposta immune.

3. Estil de vida saludable: deixar de fumar, limitar l'alcohol, dormir prou, reduir l'estrès i eliminar les emocions negatives pot millorar la immunitat i millorar l'activitat de les cèl·lules assassines naturals.

En resum, les cèl·lules assassines naturals són una de les armes més importants del sistema immunitari. Una bona immunitat pot protegir el cos de les malalties. Adoptant un estil de vida saludable, mantenint una bona alimentació i fent exercici moderat, podeu augmentar el nombre i l'activitat de les cèl·lules assassines naturals, millorar la immunitat i així millorar contínuament la salut del vostre cos. Es pot veure que hem de millorar la memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria perquè Cistanche deserticola és un material medicinal tradicional xinès que té molts efectes únics, un dels quals és millorar la memòria. L'eficàcia de Cistanche deserticola prové dels múltiples ingredients actius que conté, com l'àcid tànnic, polisacàrids, glicòsids flavonoides, etc. Aquests ingredients poden promoure la salut del cervell a través de diverses vies.

Feu clic a Coneix 10 maneres de millorar la memòria

També poden produir un conjunt diferent de citocines, com IFN-, TNF- i IL-10, o quimiocines, com MIP{-1 i - i RANTES, que poden provocar encara més respostes immunes adaptatives (Spits). et al., 2016). En conjunt, les activitats multifuncionals de les cèl·lules NK ajuden a eliminar objectius susceptibles i amplificar les respostes inflamatòries contra virus i càncers.

Com a modificació posttranscripcional més freqüent a l'ARNm de mamífers, la modificació de la N6-metiladenosina (m6A) està emergint com un mecanisme regulador generalitzat que controla l'expressió gènica en diversos processos fisiològics (Yue et al., 2015).

Tanmateix, com la metilació de m6A regula la immunitat mediada per cèl·lules innata i adaptativa encara s'ha d'entendre completament i fins a aquest informe, s'ha mantingut desconegut a les cèl·lules NK.

Recentment, s'ha demostrat que els receptors d'antigens quimèrics (CAR) dirigeixen les cèl·lules NK cap a les cèl·lules tumorals que expressen un antigen corresponent, creant oportunitats per lluitar contra el càncer (Chenet al., 2016; Chu et al., 2014; Han et al., 2015; Liu et al., 2015; Liu et al., 2015). al., 2020; Tang et al., 2018; Yilmaz et al., 2020).

Per tant, definir clarament el paper de la modificació de m6A a les cèl·lules NK no només millorarà molt la nostra comprensió de les modificacions de l'ARN com a nova capa crítica i de regulació gènica posttranscripcional que controla les funcions de les cèl·lules immunitàries sinnates, sinó que també ens pot oferir una nova oportunitat per millorar la funció efectora de les cèl·lules NK i la supervivència per al càncer. immunoteràpia.

Les m6A metiltransferases ("escriptors", per exemple, METTL3 i METTL14) i les desmetilases ("esborradors", per exemple, proteïnes associades a la massa grassa i l'obesitat [FTO] i ALKBH5) controlen dinàmicament el paisatge de metilació de m6A (Shi et al., 2019).

Les proteïnes lectores Them6A (proteïnes de la família que conté dominis YTH [YTHDF] YTHDF1, YTHDF2 i YTHDF3 i proteïnes d'unió a l'ARNm del factor de creixement semblant a la insulina 2 [IGF2BP] IGF2BP1, IGF2BP2 i IGF2BP3) s'uneixen preferentment a les funcions metilades i a l'ARN metilitzat, promoure el traductor que afecta l'estabilitat dels ARNm modificats amb m6A (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Estudis recents han demostrat que la metilació de m6A està implicada en una immunitat inadaptada i mediada per cèl·lules immunitàries innata (Shulman i Stern-Ginossar, 2020). La supressió de la proteïna m6Awriter METTL3 a les cèl·lules T del ratolí altera l'homeòstasi i la diferenciació cel·lular orientant-se a la via IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). METTL3 manté les funcions de supressió de les cèl·lules T reg mitjançant la senyalització IL-2/STAT5 (Tong et al., 2018).

La metilació de l'ARN m6A té un paper essencial en el desenvolupament primerenc de cèl·lules B (Zheng et al., 2020). Un informe recent va demostrar que la metilació de l'ARNm m6A mediada per METTL3-afavoreix l'activació de cèl·lules dendrítiques (DC) (Wang et al., 2019a).

Els ARNm modificats amb m6A que codifiquen catepsines lisosomals es poden reconèixer per YTHDF1 en DC, suprimint així la capacitat de cebament creuat de DC i inhibint les respostes immunes antitumorals (Han et al., 2019).

Les modificacions de m6A també controlen la resposta immune innata a la infecció viral (Liu et al., 2019; Rubio et al., 2018; Winkler et al., 2019). Tanmateix, no s'ha informat de si i com les modificacions de m6A afecten la resposta immune mediada per cèl·lules NK a les cèl·lules tumorals i als virus. et al., 2014).

Segons la base de dades de BioGPS (Wu et al., 2013) i les nostres dades preliminars, les cèl·lules NK murines expressen YTHDF2 a un alt nivell, mentre que es desconeix el seu paper en la regulació de les cèl·lules NK. Això ens va motivar a estudiar YTHDF2 a les cèl·lules NK mitjançant un enfocament condicional.

Mostrem que l'esgotament de Ythdf2 a les cèl·lules NK del ratolí va deteriorar significativament la immunitat antitumoral i antiviral de les cèl·lules NK. A més, YTHDF2 va controlar l'homeòstasi, la maduració i la supervivència de les cèl·lules NK en un estat estacionari. Així, les modificacions YTHDF2 o m6A en general tenen un paper multifacètic en la regulació de les cèl·lules NK.

Resultats

YTHDF2 està regulat a l'alça a les cèl·lules NK murines per IL-15, la infecció per CMV murino i la progressió del tumor

Per estudiar el paper de les modificacions de m6A a les cèl·lules NK, primer vam examinar els nivells d'expressió dels escriptors, esborranys i lectors de m6A en cèl·lules NK murines mitjançant la base de dades BioGPS (http://biogps.org).

En conseqüència, l'expressió de l'ARNm de Ythdf2 era la més alta entre els altres enzims i lectors m6A (Fig. 1 A). Curiosament, vam trobar que les cèl·lules NK també tenen ARNm constitutiu i expressió de proteïnes d'Ythdf2 a nivells alts en comparació amb la majoria de les altres cèl·lules immunitàries, incloses les cèl·lules B. , macròfags i DC (Fig. 1 B i Fig. S1 A).

Les cèl·lules NK es poden activar per IL-15, que és un regulador clau de l'homeòstasi i la supervivència de les cèl·lules NK (Becknell i Caligiuri, 2005). Aprofitant la base de dades Gene Expression Omnibus (GEO), vam trobar que les cèl·lules NK activades per IL-15 tenen nivells d'ARNm més alts d'Ythdf2 en comparació amb altres enzims i lectors m6A que vam provar (Fig. 1 C; analitzat des de GEO sota el núm. GSE106138).

D'acord amb la nostra anàlisi de les dades GEO, la nostra PCR quantitativa en temps real (qPCR) i immunoblot van demostrar que l'activació IL-15 de cèl·lules NK va regular significativament Ythdf2 tant a nivell d'ARNm com de proteïna i que Ythdf2 tenia un nivell d'expressió molt alt en IL{{ {4}}-cèl·lules NK activades en comparació amb altres enzims i lectors m6 que vam provar (Fig. 1, D-F; i Fig. S1 B).

Els nivells de proteïnes de YTHDF2 també es van augmentar significativament a les cèl·lules NK de ratolins transgènics IL-15 (Tg) que vam generar anteriorment en comparació amb els controls WT (Fig. S1 C; Fehniger et al., 2001). Les cèl·lules NK són crítiques. mediadors de la immunitat de l'hoste contra la infecció viral i les malalties malignes (Spits et al., 2016). Per tant, vam avaluar el patró d'expressió de YTHDF2 a les cèl·lules NK durant la infecció per CMV múri (MCMV).

Utilitzant la base de dades GEO, vam trobar que Ythdf2 estava regulat al dia 1,5 després de la infecció en dues bases de dades independents (Fig. 1 G i Fig. S1 D). Un assaig d'immunoblotting va confirmar que els nivells de proteïnes d'YTHDF2 també es van incrementar el dia 1, 5 després de la infecció amb MCMV (Fig. S1 E), cosa que indica que YTHDF2 pot tenir un paper crític en la immunitat antiviral mediada per cèl·lules NK.

A més de controlar la infecció viral, les cèl·lules NK contribueixen a la immunovigilància antitumoral. A continuació, vam examinar els nivells d'Ythdf2 durant el desenvolupament del tumor. Mitjançant el model de metàstasi del melanoma B16F10, vam trobar una reducció de cèl·lules NK al pulmó en l'etapa tardana del desenvolupament del tumor (Fig. S1 F), que és coherent amb un informe anterior (Cong et al. al., 2018).

Vam trobar que els nivells d'ARNm i proteïnes de Ythdf2 estaven significativament regulats a les cèl·lules NK en la fase inicial del desenvolupament del tumor (Fig. 1 H i Fig. S1 G). En conjunt, aquestes dades demostren que YTHDF2 s'expressa molt a les cèl·lules NK i es regula durant la infecció viral i la tumorigènesi, cosa que ens porta a hipotetitzar que YTHDF2 té un paper en la regulació de la defensa de les cèl·lules NK contra la tumorigènesi i la infecció viral.

La deficiència de YTHDF2 deteriora la immunitat antitumoral de les cèl·lules NK

Per definir el paper de YTHDF2 en la antitumorimmunitat mediada per cèl·lules NK, primer hem generat ratolins floxed Ythdf2 (Fig. S1, H i I). A continuació, vam generar ratolins condicionals específics de cèl·lules NK (d'ara endavant anomenats ratolins Ythdf2ΔNK) creuant ratolins Ythdf2fl/fl amb ratolins Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli et al., 2011). La supressió de Ythdf2 a les cèl·lules NK es va verificar mitjançant qPCR i immunoblot (Fig. S1, J i K).

A continuació, vam establir un model de melanoma metastàtic mitjançant la injecció intravenosa de cèl·lules B16F10 a ratolins Ythdf2WT i Ythdf2ΔNK. Com es mostra a la figura 2 A, els ratolins Ythdf2ΔNK mostraven una càrrega de nòduls metastàtics molt més gran que la dels ratolins Ythdf2WT.

Hem trobat una reducció significativa en el percentatge i el nombre absolut de cèl·lules NK infiltrades en teixits intumorals de ratolins Ythdf2ΔNK en comparació amb els observats en ratolins Ythdf2WT (Fig. 2, B i C). Mentrestant, la infiltració de cèl·lules NK de ratolins Ythdf2ΔNK va mostrar una disminució significativa de l'expressió d'IFN-, granzima B i perforina en comparació amb les dels ratolins Ythdf2WT (Fig. 2, D-F).

Tanmateix, els percentatges de cèl·lules T CD4+ i cèl·lules T CD{8+ i la seva expressió d'IFN- eren comparables entre els ratolins Ythdf2WT i els ratolins Ythdf2ΔNK (Fig. S1, L–O), cosa que suggereix que YTHDF2 a les cèl·lules NK És essencial per controlar les metàstasis tumorals.

Per confirmar el requisit intrínsec cel·lular de YTHDF2 per a la immunitat antitumoral mediada per cèl·lules NK, vam transferir de manera adoptiva un nombre igual de cèl·lules NK de ratolins Ythdf2ΔNK o ratolins Ythdf2WT a ratolins Rag2-/-Il2rg-/-, que no tenen cèl·lules T, B i NK. , 1 dia abans d'una injecció de cèl·lules tumorals B16F10 (Fig. 2 G). Hem trobat una incidència significativament augmentada de metàstasis tumorals en ratolins transferits amb cèl·lules NK Ythdf2ΔNK en comparació amb ratolins injectats amb cèl·lules NK Ythdf2WT (Fig. 2 G).

De la mateixa manera, en aquest model, també hem trobat una reducció significativa del percentatge i del nombre absolut de cèl·lules NK Ythdf2ΔNK infiltrades (Fig. 2, H i I), així com una disminució de l'expressió d'IFN-, granzima B i perforina en ratolins que van rebre de forma adoptiva. transferit cèl·lules Ythdf2ΔNK NK en comparació amb les que van rebre cèl·lules NK Ythdf2WT (Fig. 2, J-L). Aquestes dades indiquen un paper intrínsec de la cèl·lula de YTHDF2 en la regulació de la immunitat antitumoral de les cèl·lules NK.

For more information:1950477648nn@gmail.com