RNA M6 A-læseren YTHDF2 kontrollerer NK-celle antitumor og antiviral immunitet del 1

Introduktion

Naturlige dræberceller (NK) er de dominerende medfødte lymfoide celler, der medierer antiviral og antitumorimmunitet (Spits et al., 2016). De genkender virusinficerede og kræftceller gennem deres flere overflader - udtrykte aktiverende og hæmmende receptorer og dræber dem via en cytotoksisk effekt (Sun og Lanier, 2011).

Naturlig dræber er tæt forbundet med immunitet, fordi naturlige dræberceller er en vigtig del af immunsystemet. Naturlige dræberceller er en type immunceller, der hurtigt kan identificere og dræbe kræftceller og patogener. De kan identificere og angribe unormale celler uden at forårsage skade på normale celler.

Immunitet er kroppens evne til at modstå sygdom og infektion, og det er forsvaret mod indtrængende fremmede patogener gennem forskellige mekanismer i immunsystemet. Naturlige dræberceller er et af de vigtigste våben. De kan direkte bekæmpe patogener og tumorceller, og endda arbejde sammen med andre immunceller for at forbedre effekten af ​​at bekæmpe sygdomme.

At opretholde en god immunitet er vigtig for at forebygge og behandle mange sygdomme. Nogle faktorer relateret til naturlig dræbercelleaktivitet og immunitet omfatter:

1. Ernæring: Gode spisevaner og indtagelse af passende næringsstoffer kan fremme aktiviteten af ​​naturlige dræberceller. For eksempel spiller næringsstoffer som vitamin C, E og folinsyre en vigtig rolle i at øge aktiviteten af ​​naturlige dræberceller.

2. Motion: Moderat træning kan forbedre immunfunktionen og antallet af naturlige dræberceller, hvilket fremmer et bedre immunrespons.

3. Sund livsstil: At holde op med at ryge, begrænse alkohol, få nok søvn, reducere stress og eliminere negative følelser kan forbedre immuniteten og forbedre den naturlige dræbercelleaktivitet.

Kort sagt er naturlige dræberceller et af de vigtigste våben i immunsystemet. God immunitet kan beskytte kroppen mod sygdom. Ved at anlægge en sund livsstil, opretholde god ernæring og dyrke moderat motion, kan du øge antallet og aktiviteten af ​​naturlige dræberceller, forbedre immuniteten og dermed løbende forbedre din krops sundhed. Det kan ses, at vi skal forbedre hukommelsen, og Cistanche deserticola kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche deserticola er et traditionelt kinesisk medicinsk materiale, der har mange unikke effekter, hvoraf den ene er at forbedre hukommelsen. Virkningen af ​​Cistanche deserticola kommer fra de mange aktive ingredienser, den indeholder, herunder garvesyre, polysaccharider, flavonoidglycosider osv. Disse ingredienser kan fremme hjernens sundhed gennem en række forskellige veje.

Klik på kend 10 måder at forbedre hukommelsen på

De kan også producere et særskilt sæt cytokiner, såsom IFN-, TNF- og IL-10, eller kemokiner, såsom MIP-1 og - og RANTES, som yderligere kan fremkalde adaptive immunresponser (Spits) et al., 2016). Sammen hjælper de multifunktionelle aktiviteter af NK-celler til at eliminere modtagelige mål og forstærke inflammatoriske reaktioner mod vira og cancer.

Som den mest udbredte posttranskriptionelle modifikation på mRNA fra pattedyr fremstår N6-methyladenosin (m6A) modifikationen som en udbredt reguleringsmekanisme, der kontrollerer genekspression i forskellige fysiologiske processer (Yue et al., 2015).

Men hvordan m6A-methylering regulerer medfødt og adaptiv cellemedieret immunitet er endnu ikke fuldt ud forstået, og indtil denne rapport er det forblevet ukendt i NK-celler.

For nylig har kimære antigenreceptorer (CAR'er) vist sig at omdirigere NK-celler mod tumorceller, der udtrykker et tilsvarende antigen, hvilket skaber muligheder for at bekæmpe cancer (Chenet al., 2016; Chu et al., 2014; Han et al., 2015; Liu et al. al., 2020; Tang et al., 2018; Yilmaz et al., 2020).

Derfor vil tydeligt at definere rollen af ​​m6A-modifikation i NK-celler ikke kun i høj grad forbedre vores forståelse af RNA-modifikationer som et nyt og kritisk lag af posttranskriptionel genregulering, der kontrollerer immuncellefunktioner, men kan også give os en ny mulighed for at forbedre NK-celleeffektorfunktion og overlevelse for cancer. immunterapi.

m6A-methyltransferaserne ("skribenter," f.eks. METTL3 ogMETTL14) og demethylaser ("viskere", f.eks. fedtmasse- og fedme-associeret protein [FTO] og ALKBH5) styrer dynamisk m6A-methyleringslandskabet (Shi et al., 2019).

Them6A-læserproteiner (YTH-domæne-indeholdende familie-[YTHDF]-proteiner YTHDF1, YTHDF2 og YTHDF3 og insulin-lignende vækstfaktor 2-mRNA-bindende [IGF2BP]-proteiner IGF2BP1, IGF2BP2 og IGF2BP3) binder sig fortrinsvis til de methylerede funktioners RNA og medieprodukter fremme af translationen, der påvirker stabiliteten af ​​m6A-modificerede mRNA'er (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Nylige undersøgelser har vist, at m6A-methylering er involveret inadaptiv og medfødt immuncellemedieret immunitet (Shulman og Stern-Ginossar, 2020). Sletning af m6Awriter-proteinet METTL3 i muse-T-celler forstyrrer cellehomeostase og differentiering ved at målrette mod IL-7/SOCS/STAT5-vejen (Li et al., 2017). METTL3 opretholder T reg-celleundertrykkende funktioner gennem IL-2/STAT5-signalering (Tong et al., 2018).

RNA m6A-methylering spiller en væsentlig rolle i tidlig B-celleudvikling (Zheng et al., 2020). En nylig rapport viste, at METTL3-medieret mRNA m6A-methylering fremmer aktivering af dendritiske celler (Wang et al., 2019a).

m6A-modificerede mRNA'er, der koder for lysosomale cathepsiner, kan genkendes af YTHDF1 i DC'er, hvorved krydsprimingbarheden af ​​DC'er undertrykkes og antitumorimmunresponser hæmmes (Han et al., 2019).

m6A-modifikationer kontrollerer også det medfødte immunrespons på virusinfektion (Liu et al., 2019; Rubio et al., 2018; Winkler et al., 2019). Hvorvidt og hvordan m6A-modifikationer påvirker det NK-cellemedierede immunrespons til tumorceller og vira er ikke blevet rapporteret. YTHDF2 er en velkendt m6A-læser, der virker ved specifikt at genkende og binde til m6A-holdige RNA'er og fremme nedbrydning af måltranskripter (Wang et al., 2014).

Ifølge databasen for BioGPS (Wu et al., 2013) og vores foreløbige data udtrykker murine NK-celler YTHDF2 på et højt niveau, mens dens rolle i reguleringen af ​​NK-celler er ukendt. Dette motiverede os til at studere YTHDF2 i NK-celler ved hjælp af en conditional knockout-tilgang.

Vi viser, at udtømning af Ythdf2 i museNK-celler signifikant svækkede NK-celle-antitumor og antiviralimmunitet. YTHDF2 kontrollerede desuden NK-celle-homeostase, modning og overlevelse i en stabil tilstand. Således spiller YTHDF2- eller m6A-modifikationer generelt mangefacetterede roller i reguleringen af ​​NK-celler.

Resultater

YTHDF2 er opreguleret i murine NK-celler af IL-15, murinCMV-infektion og tumorprogression

For at studere rollen af ​​m6A-modifikationer i NK-celler screenede vi først ekspressionsniveauerne af m6A-skrivere, viskelædere og andre læsere i murine NK-celler ved at bruge BioGPS-databasen (http://biogps.org).

Følgelig var ekspressionen af ​​Ythdf2 mRNA den højeste blandt de andre m6A enzymer og læsere (fig. 1 A). Interessant nok fandt vi, at NK-celler også har konstitutivt RNA og proteinekspression af Ythdf2 på høje niveauer sammenlignet med de fleste andre immunceller, herunder B-celler , makrofager og DC'er (fig. 1 B og fig. S1 A).

NK-celler kan aktiveres af IL-15, som er en nøgleregulator for NK-cellers homeostase og overlevelse (Becknell og Caligiuri, 2005). Ved at udnytte Gene Expression Omnibus (GEO)-databasen fandt vi ud af, at IL-15-aktiverede NK-celler har højere mRNA-niveauer af Ythdf2 sammenlignet med andre m6A-enzymer og læsere, som vi testede (fig. 1 C; analyseret fra GEO under accessionsnr. GSE106138).

I overensstemmelse med vores analyse af GEO-dataene viste vores kvantitative realtids-PCR (qPCR) og immunblotting, at IL-15-aktivering af NK-celler signifikant opregulerede Ythdf2 på både mRNA- og proteinniveauet, og at Ythdf2 havde et meget højt ekspressionsniveau i IL{ {4}}-aktiverede NK-celler sammenlignet med andre m6Aenzymer og læsere, som vi testede (fig. 1, D-F; og fig. S1 B).

Proteinniveauerne af YTHDF2 blev også signifikant opreguleret i NK-celler fra IL-15 transgene (Tg) mus, som vi tidligere genererede sammenlignet med WT-kontroller (Fig. S1 C;Fehniger et al., 2001).NK-celler er kritiske mediatorer af værtsimmunitet mod viralinfektion og maligniteter (Spits et al., 2016). Vi evaluerede derfor ekspressionsmønsteret af YTHDF2 i NK-celler under murin CMV (MCMV) infektion.

Ved at bruge GEO-databasen fandt vi ud af, at Ythdf2 var opreguleret på dag 1.5 efter infektion i to uafhængige databaser (fig. 1 G og fig. S1 D). Et immunoblotting-assay bekræftede, at proteinniveauerne af YTHDF2 også var opreguleret på dag 1.5 efter infektion med MCMV (Fig. S1 E), hvilket indikerer, at YTHDF2 kan spille en kritisk rolle i NKcell-medieret antiviral immunitet.

Ud over at kontrollere virusinfektion bidrager NK-celler til antitumor-immunovervågning. Vi undersøgte derefter Ythdf2-niveauer under tumorudvikling. Ved hjælp af B16F10-melanommetastasemodellen fandt vi en reduktion af NK-celler i lungen på det sene stadium af tumorudviklingen (Fig. S1 F), hvilket er i overensstemmelse med en tidligere rapport (Cong et al. al., 2018).

Vi fandt ud af, at mRNA- og proteinniveauerne af Ythdf2 var signifikant opreguleret i NK-celler på det tidlige stadie af tumorudvikling (fig. 1 H og fig. S1 G). Tilsammen viser disse data, at YTHDF2 er stærkt udtrykt i NK-celler og opreguleres under viral infektion og tumorigenese, hvilket får os til at antage, at YTHDF2 spiller en rolle i regulering af NK-celleforsvar mod tumorogenese og virusinfektion.

YTHDF2-mangel svækker NK-cellers antitumorimmunitet

For at definere rollen af ​​YTHDF2 i NK-celle-medieret antitumorimmunitet, genererede vi først Ythdf2 floxed mus (Fig. S1, H og I). Vi genererede derefter NK-cellespecifikke betingede knockout-mus (herefter benævnt Ythdf2ΔNK-mus) ved at krydse Ythdf2fl/fl-mus med Ncr1-iCre-mus (Narni-Mancinelli et al., 2011). Sletning af Ythdf2 i NK-celler blev verificeret ved qPCR og immunoblotting (fig. S1, J og K).

Vi etablerede derefter en metastatisk melanommodel ved intravenøs injektion af B16F10-celler i Ythdf2WT- og Ythdf2ΔNK-mus. Som vist i fig. 2A udviste Ythdf2ΔNK-mus en meget større byrde af metastatiske knuder end Ythdf2WT-mus.

Vi fandt en signifikant reduktion i procentdelen og det absolutte antal af infiltrerende NK-cellers tumorvæv fra Ythdf2ΔNK-mus sammenlignet med dem, der blev observeret i Ythdf2WT-mus (fig. 2, B og C). I mellemtiden viste infiltrerende NK-celler fra Ythdf2ΔNK-mus et signifikant fald i ekspressionen af ​​IFN-, granzym B og perforin sammenlignet med dem fra Ythdf2WT-mus (fig. 2, D-F).

Imidlertid var procenterne af CD4+ T-celler og CD8+ T-celler og deres ekspression af IFN- sammenlignelige mellem Ythdf2WT-mus og Ythdf2ΔNK-mus (fig. S1, L-O), hvilket tyder på, at YTHDF2 i NK-celler er afgørende for at kontrollere tumormetastaser.

For at bekræfte det celle-iboende krav til YTHDF2 for NK-cellemedieret antitumorimmunitet, overførte vi adoptivt et lige antal NK-celler fra Ythdf2ΔNK-mus eller Ythdf2WT-mus til Rag2-/-Il2rg-/- mus, som mangler T-, B- og NK-celler 1 d før en injektion af B16F10-tumorceller (fig. 2 G). Vi fandt en signifikant øget forekomst af tumormetastaser i mus overført med Ythdf2ΔNK NK-celler sammenlignet med mus injiceret med Ythdf2WT NK-celler (fig. 2 G).

Tilsvarende fandt vi i denne model en signifikant reduktion i procentdelen og det absolutte antal af infiltrerende Ythdf2ΔNK NK-celler (fig. 2, H og I) samt et fald i ekspressionen af ​​IFN-, granzym B og perforin hos mus, der modtog adoptivt. overførte Ythdf2ΔNK NK-celler sammenlignet med dem, der modtog Ythdf2WT NK-celler (fig. 2, J-L). Disse data indikerer en celle-iboende rolle for YTHDF2 i reguleringen af ​​NK-celle antitumor-immunitet.

For more information:1950477648nn@gmail.com