Čitač RNA M6 A YTHDF2 kontrolira antitumorski i antivirusni imunitet NK ćelija, 1. dio

Uvod

Prirodne ćelije ubice (NK) su dominantne urođene limfoidne ćelije koje posreduju antivirusni i antitumorski imunitet (Spits et al., 2016). Oni prepoznaju virusom inficirane i kancerogene ćelije preko njihovih višestrukih površina – eksprimiranih aktivirajućih i inhibitornih receptora i ubijaju ih putem citotoksičnog efekta (Sun i Lanier, 2011).

Prirodni ubica je usko povezan sa imunitetom jer su prirodne ćelije ubice važan deo imunog sistema. Prirodne ćelije ubice su vrsta imunoloških ćelija koje mogu brzo identificirati i ubiti ćelije raka i patogene. Oni mogu identificirati i napasti abnormalne stanice bez nanošenja štete normalnim stanicama.

Imunitet je sposobnost organizma da se odupre bolestima i infekcijama, i to je odbrana od invazije stranih patogena kroz različite mehanizme imunog sistema. Prirodne ćelije ubice su jedno od najvažnijih oružja. Mogu se direktno boriti protiv patogena i tumorskih ćelija, pa čak i raditi u sprezi s drugim imunološkim stanicama kako bi poboljšali učinak borbe protiv bolesti.

Održavanje dobrog imuniteta važno je za prevenciju i liječenje mnogih bolesti. Neki faktori koji se odnose na aktivnost prirodnih ćelija ubica i imunitet uključuju:

1. Ishrana: Dobre prehrambene navike i unos odgovarajućih nutrijenata mogu podstaći aktivnost prirodnih ćelija ubica. Na primjer, hranjive tvari poput vitamina C, E i folne kiseline igraju važnu ulogu u povećanju aktivnosti prirodnih stanica ubica.

2. Vježba: Umjerena tjelovježba može poboljšati imunološku funkciju i broj prirodnih ćelija ubica, promovirajući bolji imunološki odgovor.

3. Zdrav način života: Prestanak pušenja, ograničavanje alkohola, dovoljno sna, smanjenje stresa i uklanjanje negativnih emocija mogu poboljšati imunitet i povećati aktivnost prirodnih ćelija ubica.

Ukratko, prirodne ćelije ubice su jedno od najvažnijih oružja u imunološkom sistemu. Dobar imunitet može zaštititi organizam od bolesti. Usvajanjem zdravog načina života, održavanjem dobre prehrane i umjerenim vježbanjem možete povećati broj i aktivnost prirodnih stanica ubica, poboljšati imunitet, a time i kontinuirano poboljšavati zdravlje vašeg tijela. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal koji ima mnogo jedinstvenih učinaka, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost Cistanche deserticola dolazi od višestrukih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući taninsku kiselinu, polisaharide, flavonoidne glikozide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga kroz različite puteve.

Kliknite na saznajte 10 načina za poboljšanje memorije

Oni također mogu proizvesti poseban skup citokina, kao što su IFN-, TNF- i IL-10, ili hemokine, kao što su MIP-1 i - i RANTES, koji mogu dalje izazvati adaptivne imunološke odgovore (Spits et al., 2016). Zajedno, multifunkcionalne aktivnosti NK stanica pomažu da se eliminiraju osjetljive mete i pojačaju upalni odgovori protiv virusa i raka.

Kao najrasprostranjenija posttranskripciona modifikacija na mRNA sisara, modifikacija N6-metiladenozina (m6A) se pojavljuje kao široko rasprostranjeni regulatorni mehanizam koji kontrolira ekspresiju gena u različitim fiziološkim procesima (Yue et al., 2015).

Međutim, kako m6A metilacija reguliše urođeni i adaptivni ćelijski posredovan imunitet ostaje da se u potpunosti razumije i do ovog izvještaja je ostalo nepoznato u NK stanicama.

Nedavno je pokazano da himerni antigenski receptori (CAR) usmjeravaju NK stanice prema tumorskim stanicama koje eksprimiraju odgovarajući antigen, stvarajući mogućnosti za borbu protiv raka (Chenet al., 2016.; Chu et al., 2014.; Han et al., 2015.; Liu et al. al., 2020.; Tang i sur., 2018.; Yilmaz i sur., 2020.).

Stoga, jasno definiranje uloge modifikacije m6A u NK stanicama ne samo da će uvelike poboljšati naše razumijevanje RNA modifikacija kao novog i kritičnog sloja posttranskripcione regulacije gena koji kontrolira funkcije sinnatnih imunoloških stanica, već nam također može pružiti novu priliku da poboljšamo funkciju efektora NK stanica i preživljavanje za rak. imunoterapija.

M6A metiltransferaze ("pisci", npr. METTL3 i METTL14) i demetilaze ("brišači", npr. protein povezan sa masnom masom i gojaznošću [FTO] i ALKBH5) dinamički kontrolišu pejzaž metilacije m6A (Shi et al., 2019).

Them6A proteini čitača (porodica [YTHDF] proteina koji sadrži YTH domene YTHDF1, YTHDF2 i YTHDF3 i inzulinu sličan faktor rasta 2 mRNA-vezujući proteini [IGF2BP] proteini IGF2BP1, IGF2BP2 i IGF2BP3) preferencijalno se vezuju za metilmedije specifične za RNK, uključujući funkcije promoviranje translatora koji utječe na stabilnost m6A-modificiranih mRNA (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Nedavne studije su pokazale da m6A metilacija uključuje neprilagođeni i urođeni imunološki posredovani imunitet ćelijama (Shulman i Stern-Ginossar, 2020). Brisanje m6Awriter proteina METTL3 u T ćelijama miša remeti ćelijsku homeostazu i diferencijaciju ciljajući put IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). METTL3 održava funkcije supresije T reg ćelija putem IL-2/STAT5 signalizacije (Tong et al., 2018).

RNK m6A metilacija igra bitnu ulogu u ranom razvoju B ćelija (Zheng et al., 2020). Nedavni izvještaj je pokazao da metilacija mRNA m6A posredovana METTL3- potiče aktivaciju dendritskih ćelija (DC) (Wang et al., 2019a).

m6A-modificirane mRNA koje kodiraju lizozomalne katepsine mogu se prepoznati pomoću YTHDF1 u DC-ima, čime se potiskuje unakrsna primena DC-a i inhibira antitumorski imunološki odgovor (Han et al., 2019.).

Modifikacije m6A također kontroliraju urođeni imuni odgovor na virusnu infekciju (Liu et al., 2019; Rubio et al., 2018; Winkler et al., 2019). Međutim, nije objavljeno da li i kako m6Amodifikacije utječu na imunološki odgovor posredovan NK stanicama na tumorske stanice i viruse. YTHDF2 je dobro prepoznat čitač m6A koji djeluje tako što specifično prepoznaje i vezuje se za RNK koje sadrže m6A i promiču degradaciju ciljnih transkripata (Wang et al., 2014).

Prema bazi podataka BioGPS (Wu et al., 2013) i našim preliminarnim podacima, mišje NK ćelije eksprimiraju YTHDF2 na visokom nivou, dok je njegova uloga u regulaciji NK ćelija nepoznata. Ovo nas je motivisalo da proučavamo YTHDF2 u NK ćelijama koristeći pristup uslovnog izbacivanja.

Pokazali smo da je osiromašenje Ythdf2 u mišjim NK ćelijama značajno narušilo antitumor i antivirusni imunitet NK ćelija. Štaviše, YTHDF2 je kontrolirao homeostazu, sazrijevanje i preživljavanje NK stanica u stabilnom stanju. Dakle, YTHDF2 ili m6Amodifikacije općenito igraju višestruku ulogu u regulaciji NK stanica.

Rezultati

YTHDF2 se povećava u mišjim NK stanicama IL-15, infekcijom mišjim CMV-om i progresijom tumora

Da bismo proučavali ulogu m6A modifikacija u NK ćelijama, prvo smo pregledali nivoe ekspresije m6A pisača, gumica i čitača u mišjim NK ćelijama koristeći BioGPS bazu podataka (http://biogps.org).

U skladu s tim, ekspresija Ythdf2 mRNA bila je najveća među ostalim m6A enzimima i čitačima (slika 1 A). Zanimljivo je da smo otkrili da NK ćelije također imaju konstitutivnu mRNA i ekspresiju proteina Ythdf2 na visokim nivoima u poređenju sa većinom drugih imunoloških ćelija, uključujući B ćelije , makrofagi i DC (slika 1 B i slika S1 A).

NK ćelije se mogu aktivirati pomoću IL-15, koji je ključni regulator homeostaze i preživljavanja NK ćelija (Becknell i Caligiuri, 2005). Koristeći bazu podataka Gene Expression Omnibus (GEO), otkrili smo da IL-15-aktivirane NK ćelije imaju više nivoe mRNA Ythdf2 u poređenju sa drugim m6A enzimima i čitačima koje smo testirali (slika 1 C; analizirano iz GEO pod pristupnim br. GSE106138).

U skladu s našom analizom GEO podataka, naš kvantitativni PCR (qPCR) i imunobloting u realnom vremenu su pokazali da IL-15 aktivacija NK ćelija značajno povećava Ythdf2 i na nivou mRNA i na nivou proteina i da Ythdf2 ima vrlo visok nivo ekspresije u IL{ {4}}–aktivirane NK ćelije u poređenju sa drugim m6Aenzimima i čitačima koje smo testirali (slika 1, D–F; i slika S1 B).

Nivoi proteina YTHDF2 su također značajno povećani u NK ćelijama IL-15 transgenih (Tg) miševa koje smo prethodno generirali u poređenju sa WT kontrolama (slika S1 C; Fehniger et al., 2001). NK ćelije su kritične medijatori imuniteta domaćina protiv virusnih infekcija i maligniteta (Spits et al., 2016). Stoga smo procijenili obrazac ekspresije YTHDF2 u NK ćelijama tokom infekcije mišjim CMV (MCMV).

Koristeći GEO bazu podataka, otkrili smo da je Ythdf2 povećan na dan 1.5 nakon infekcije u dvije nezavisne baze podataka (Slika 1 G i Slika S1 D). Imunobloting test je potvrdio da su nivoi proteina YTHDF2 također povećani 1.5 dana nakon infekcije MCMV (slika S1 E), što ukazuje da YTHDF2 može igrati kritičnu ulogu u antivirusnom imunitetu posredovanom NK ćelijama.

Osim što kontroliraju virusnu infekciju, NK stanice doprinose antitumorskom imunosuperziju. Zatim smo ispitali nivoe Ythdf2 tokom razvoja tumora. Koristeći model metastaza melanoma B16F10, pronašli smo smanjenje NK ćelija u plućima u kasnoj fazi razvoja tumora (slika S1 F), što je u skladu s prethodnim izvještajem (Cong et. al., 2018).

Otkrili smo da su nivoi mRNA i proteina Ythdf2 značajno povećani u NK ćelijama u ranoj fazi razvoja tumora (Slika 1 H i Slika S1 G). Uzeti zajedno, ovi podaci pokazuju da je YTHDF2 visoko eksprimiran u NK ćelijama i da je pojačan tokom virusne infekcije i tumorigeneze, što nas navodi na hipotezu da YTHDF2 igra ulogu u regulaciji obrane NK stanica od tumorigeneze i virusne infekcije.

Nedostatak YTHDF2 narušava antitumorski imunitet NK ćelija

Da bismo definisali ulogu YTHDF2 u antitumoru posredovanom NK ćelijama, prvo smo generisali Ythdf2 floksirane miševe (sl. S1, H i I). Zatim smo generirali uslovne nokaut-miševi specifične za NK ćelije (u daljem tekstu Ythdf2ΔNK miševi) ukrštanjem Ythdf2fl/fl miševa sa Ncr1-iCre miševima (Narni-Mancinelli et al., 2011). Delecija Ythdf2 u NK ćelijama je verifikovana qPCR i imunoblotingom (sl. S1, J i K).

Zatim smo uspostavili model metastatskog melanoma intravenskom injekcijom ćelija B16F10 u miševe Ythdf2WT i Ythdf2ΔNK. Kao što je prikazano na slici 2 A, Ythdf2ΔNK miševi su pokazali mnogo veći teret metastatskih nodula nego kod Ythdf2WT miševa.

Pronašli smo značajno smanjenje procenta i apsolutnog broja infiltriranih NK ćelija u tkivo tumora Ythdf2ΔNK miševa u poređenju sa onima uočenim kod Ythdf2WT miševa (Slika 2, B i C). U međuvremenu, infiltrirane NK ćelije iz Ythdf2ΔNK miševa pokazale su značajno smanjenje ekspresije IFN-, granzima B i perforina u poređenju sa onima iz Ythdf2WT miševa (Slika 2, D–F).

Međutim, postoci CD4+ T ćelija i CD8+ T ćelija i njihova ekspresija IFN- bili su uporedivi između Ythdf2WT miševa i Ythdf2ΔNK miševa (slika S1, L–O), što sugerira da YTHDF2 u NK ćelijama Neophodan je za kontrolu tumorskih metastaza.

Da bismo potvrdili intrinzičnu potrebu YTHDF2 u ćelijama za antitumorski imunitet posredovan NK ćelijama, usvojili smo jednak broj NK ćelija sa Ythdf2ΔNK miševa ili Ythdf2WT miševa u Rag2−/−Il2rg−/− miševe, kojima nedostaju T, B i NK ćelije. , 1 dan prije injekcije tumorskih ćelija B16F10 (slika 2 G). Otkrili smo značajno povećanu incidencu tumorskih metastaza kod miševa prenesenih sa Ythdf2ΔNK NK ćelijama u poređenju sa miševima kojima su ubrizgane Ythdf2WT NK ćelije (Slika 2 G).

Slično, u ovom modelu smo također pronašli značajno smanjenje procenta i apsolutnog broja infiltrirajućih Ythdf2ΔNK NK ćelija (Slika 2, H i I), kao i smanjenje ekspresije IFN-a, granzima B i perforina kod miševa koji su primali posvojeno. prenesene Ythdf2ΔNK NK ćelije u poređenju sa onima koje su primile Ythdf2WT NK ćelije (slika 2, J–L). Ovi podaci ukazuju na ćeliju intrinzičnu ulogu YTHDF2 u regulaciji antitumorskog imuniteta NK ćelija.

For more information:1950477648nn@gmail.com