Človeške celice TH17 vključijo pore Gasdermina E, da sprostijo IL-1 pri aktivaciji vnetja NLRP3

Dokazano je, da lahko prirojeni imunski odzivi sprejmejo prilagoditvene lastnosti, kot je spomin. Ni znano, ali celice T uporabljajo prirojene imunske signalne poti za diverzifikacijo svojega repertoarja efektorskih funkcij. Gasdermin E (GSDME) je membranska molekula, ki tvori pore, za katero je bilo dokazano, da izvaja piroptotično celično smrt in tako služi kot potencialna kontrolna točka raka. V tej študiji smo pokazali, da človeške celice T izražajo GSDME in, kar je presenetljivo, da je ta izraz povezan s trajno sposobnostjo preživetja in spremenjen za sproščanje alarmin interlevkina (IL)-1. Ta lastnost je bila omejena na podmnožico človeških celic T pomočnic tipa 17 s specifičnostjo za Candida albicans in regulirana z intrinzičnim inflamasomom NLRP3, ki je lasten celicam T, in njegovo vključitvijo v proteolitično kaskado zaporednih kaspaz-8, kaspaz{{6 }} in cepitev GSDME po stimulaciji T-celičnega receptorja in zorenju kalpaina z licenco kalcija oblike pro-IL-1. Naši rezultati kažejo, da je tvorba por GSDME v celicah T mehanizem nekonvencionalnega sproščanja citokinov. Ta ugotovitev diverzificira naše razumevanje funkcionalnega repertoarja in mehanične opreme celic T in ima posledice za protiglivično imunost.

cistanche tubulosa - izboljšanje imunskega sistema

T-celice pomočnice (TH celice) so pomembni akterji antigen-specifičnih efektorskih odzivov prek njihovega izločanja različnih citokinov. Zlasti celice T pomočnice tipa 17 (celice TH17) so prepoznavne po svojih protiglivičnih funkcijah prek izločanja značilnega citokina IL-17A, ki ga uravnava receptor sirote, povezan s transkripcijskim faktorjem RAR (ROR)- t1. So tudi glavni krivci v patogenezi avtoimunskih bolezni2. TH1Prej je bilo ugotovljeno, da 7 celic prikazuje funkcionalno heterogenost3. Pro- ali protivnetne funkcije se izvajajo prek diferencialne koekspresije IL-17 bodisi z interferonom (IFN) bodisi IL-104–7. Na splošno je to oblikovalo koncept dualizma celic TH17 in spodbudilo raziskovanje signalov in molekularnih tarč, ki nadzorujejo dihotomijo med obema funkcionalnima izidoma celic TH17 za terapevtske aplikacije3,4,8,9. Vendar globoko razumevanje identitete in mehanične osnove usode patogenih in imunoregulacijskih celic TH17 ostaja nedosegljivo. Dodatni, še neodkriti efektorski mehanizmi, ki presegajo proizvodnjo IL-17, lahko delujejo tudi v celicah TH17 s protiglivičnimi ali antibakterijskimi ciljnimi specifičnostmi. Citokini IL-1, med katerimi sta IL-1 in IL-1 najvidnejša člana, imajo močne vnetne učinke. Ko se sproščajo iz celic, ki predstavljajo antigen (APC), ne le inducirajo hitre prirojene vnetne odzive, ampak tudi orkestrirajo adaptivno imunost s spodbujanjem polarizacije celic TH17 in patogenosti celic T pri vezavi na njihov skupni receptor IL-1R14,10,11 . IL-1-neodvisna priprava celic TH17, ki je bila tudi prej opisana, ima za posledico proizvodnjo protivnetnih celic TH174. IL-1 iz prirojenih celičnih virov torej služi kot preklopni faktor za dihotomijo nasprotnih protivnetnih celičnih usod TH17. Za razliko od večine drugih citokinov citokini IL-1 nimajo signalnega peptida in se zato izločajo z nekonvencionalnim mehanizmom, neodvisnim od endoplazmatskega retikuluma (ER) in Golgija.

Pro-IL-1 zahteva encimsko cepitev, preden se sprosti v zunajcelični prostor in vključi njegov receptor. Inflamasom NLRP3 je multimerni citosolni proteinski kompleks, ki združuje mikrobno okužbo in celično poškodbo ter rekrutira kaspazo-1 za kasnejšo cepitev pro-IL-112. Izstop IL-1 zahteva tudi cepitev plina dermin D (GSDMD) s kaspazo-1- in tvorbo por v procesu, imenovanem piroptoza, vnetna oblika celične smrti13,14. Po drugi strani pa se domneva, da se IL-1 obdeluje neodvisno od vnetja NLRP3 prek regulatornih kontrolnih točk, ki so še vedno slabo razumljene10. Kljub tem popolnoma različnima potema za zorenje in sproščanje IL-1 in IL-1 oba citokina skupaj proizvajajo celice prirojenega imunskega sistema, kar kaže na obstoj še neodkritih koregulativne poti. V tej študiji smo pokazali, da podmnožica človeških celic TH17 vključuje NLRP3-odvisno signalno kaskado, da inducira tvorbo membranskih por z GSDME, ki služi avtokrinemu sproščanju provnetnega IL-1. Ta ugotovitev razkriva nekonvencionalen način izločanja citokinov s človeškimi T-celicami in tako diverzificira funkcionalni in mehanični repertoar T-celic.

koristi cistanche za moške - krepitev imunskega sistema

Rezultati

Proizvodnja IL-1 je značilnost človeških celic TH

Da bi raziskali heterogenost podskupine človeških celic TH17 in razkrili različne funkcije in njihov molekularni nadzor, smo izvedli enocelično RNA-sekvenciranje (scRNA-seq) aktiviranih človeških celic TH17, ki smo jih izolirali ex vivo iz periferne krvi v skladu z njihovo edinstveno izražanje površinskih označevalcev kemokinskih receptorjev15. Raziskovalna analiza z enotnim približevanjem in projekcijo kolektorja (UMAP) in združevanjem v gruče vseh celic TH17 v Leidenu je identificirala šest posameznih grozdov (slika 1a). Razločna in redka (6 %) populacija celic TH17, ki izražajo IL1A, je bila selektivno obogatena v skupini 1 (sl. 1a, b). Primerjava vseh genov v skupini 1 z vsemi drugimi skupinami je pokazala, da je IL1A znatno povečan (dodatna tabela 1). To je bilo nepričakovano glede na to, da IL-1 ne spada v kanonični efektorski citokinski repertoar celic T, ampak namesto tega predstavlja prirojeni signal nevarnosti16. Vendar pa IL1A ni bil med najvišjimi diferencialno izraženimi geni (DEG) v skupini 1, kar je zahtevalo globljo strategijo iskanja, da bi razkrili njegovo pomembno regulacijo v subpopulaciji celic TH17 (dopolnilna slika 1). Na beljakovinski ravni so se celični kloni TH17 prav tako ločili v ločene IL-1 + in IL-1 – T-celične klone, s čimer podpirajo heterogenost izražanja proteina IL-1 na ravni ene celice znotraj populacijo celic TH17 (slika 1c). Da bi primerjali ekspresijo IL1A s celicami TH17 s tisto v drugih tipih imunskih celic, zlasti o prej poročanih dobrovernih proizvajalcih IL-1, smo zaslišali več javnih podatkovnih nizov scRNA-seq mononuklearnih celic periferne krvi človeka (PBMC). Presenetljivo to ni razkrilo nobene ekspresije IL1A v različnih tipih imunskih celic mirujočih PBMC, vključno s celicami T, celicami B, celicami naravnih ubijalk (NK), celicami NKT, monociti in dendritičnimi celicami (dodatna slika 2a, b). Tudi monociti niso pokazali nobene ekspresije IL1A na ravni ene celice, razen če je bil na te celice uporabljen specifičen dražljaj, ki povzroča IL1A, posebej lipopolisaharid (LPS) (dodatna slika 2c, d), kar je razkrilo njihovo sposobnost proizvajanja IL1A in povezava izražanja IL1A s tekočim vnetnim prirojenim imunskim odzivom (dopolnilna slika 2e). Zanimivo je, da je enocelična transkriptomska primerjava DEG med celicami IL1A+ in IL1A– iz celic TH17 v primerjavi z monociti pokazala komajda kakršno koli prekrivanje v koekspresiji genov (IL1A in CCL3), kar je zelo nakazovalo na drugačen način regulacije IL1A pri T celic v primerjavi z monociti (slika 1d). Ti rezultati skupaj razkrivajo obstoj posebne subpopulacije celic, ki izražajo IL-1 -, znotraj podskupine celic TH17.

Podskupina celic TH17, ki proizvajajo IL-1 -, deluje vnetno

Da bi raziskali fiziološko pomembnost izražanja IL1A v človeških celicah TH17, smo izvedli nepristransko transkriptomsko primerjavo celic IL1A+ in IL1A–TH17 po scRNA-seq. Analiza obogatitve genskega niza (GSEA) za gene, soizražene z IL1A v celicah TH17, kot tudi analiza obogatitve z uporabo DEG sta po nepristranskem zasliševanju vseh razpoložljivih izrazov genske ontologije (GO) razkrili osupljivo povezavo IL1A z aktivacijo in proliferacijo celic T ( Slika 2a in dopolnilna slika 3). Ta ugotovitev je izpodbijala prej dodeljeno vlogo IL-1 pri staranju in celični smrti v novem kontekstu celic T17. Analiza obogatitve je pokazala tudi močno prekomerno zastopanost več izrazov GO, povezanih z "vnetjem", kar kaže, da je izražanje IL1A s celicami TH17 prispevalo k identiteti patogenih T celic z vlogo pri vnetnih boleznih (slika 2a). To zamisel je podprla regulacija genov, označenih z izrazom GO 'celični odziv na interlevkin-1', ob upoštevanju predhodno poročanega proinflamatornega preklopnega učinka IL-1 na celotno funkcionalnost celic TH174 in supresivni učinek avtokrinega IL-1 na ekspresijo IL-10 (razširjeni podatki, slika 1a–c). Neposredna primerjava celic IL1A+ v primerjavi s celicami IL1A–TH17 v vseh grozdih je pokazala, da so celice IL1A+ TH17 pokazale bistveno povečane proinflamatorne, a zmanjšane protivnetne znake (slika 2b) 7. Poleg tega je bil grozd 1, ki je obogaten za celice IL1A+ TH17, bistveno bolj proinflamatorno in manj protivnetno kot vseh ostalih pet grozdov, kot kaže GSEA (slika 2b). Zanimivo je, da je množična transkriptomska primerjava pro-versus protivnetnih celičnih podskupin TH17 pokazala, da je IL1A celo med najvišje reguliranimi geni v provnetni podskupini celic TH17 (sl. 2c, d in razširjeni podatki, sl. 2). Namesto tega je bil IL10 zelo znižan, kot je bilo pričakovano glede na prejšnja poročila4,7. To recipročno korelacijo ekspresije IL-1 in IL-10 s celicami TH17 so opazili tudi na ravni beljakovin s pretočno citometrijo (slika 2e). Analiza obogatitve z DEG je pokazala prekomerno zastopanost poti KEGG (Kjotska enciklopedija genov in genomov) za avtoimunske bolezni, kot sta "revmatoidni artritis" in "vnetna črevesna bolezen" (slika 2f), kar je podprlo vnetno naravo TH17, ki izraža IL1A. podnabor celic. Pravzaprav so bolniki z juvenilnim idiopatskim artritisom (JIA), zelo vnetno obliko revmatoidnega artritisa pri otrocih, katerih patogeneza je bila prej povezana s prirojenim IL-1 in IL-1 18,19 razkrili pomembno in močno povišano izražanje IL-1 s celicami IL-17+ TH v primerjavi s celicami IL-17+ TH iz zdrave kontrolne krvi (slika 2g). V celicah IL-17+ TH iz krvi bolnikov z JIA niso opazili povečanja IFN-ja v primerjavi s krvjo kontrolnega darovalca, kljub predhodno poročani povezavi IFN- s patogenostjo celic TH17 (slika 2g, desna plošča) 4. Poleg tega je analiza sinovialne tekočine, ki se ujema s krvjo, pokazala zelo visoke frekvence celic IL-1 + TH, kar kaže na to, da lahko celice T poleg prirojenih celic predstavljajo tudi pomemben celični vir z boleznijo povezanega IL{{74} } na mestu vnetja.

Prednosti cistanche tubulosa- okrepiti imunski sistem

Izraz IL-1 ureja program TH17

Da bi raziskali, ali je izražanje IL-1 splošna lastnost celic T, smo obogatili posamezne podskupine celic TH iz PBMC glede na njihovo diferencialno izražanje kemokinskih receptorjev (razširjeni podatki, slika 3) in primerjali njihov IL-1 izločanje. IL-1 je posebej proizvedla podskupina celic TH17, ne pa tudi podskupina celic TH1, podskupina celic TH2 ali regulatorne celice T (celice Treg) (sl. 3a–c). Presenetljivo je, da se raven njegovega izločanja pri stimulaciji z monoklonskimi protitelesi proti CD3 in proti CD28 ujema s stopnjo izločanja človeških monocitov, stimuliranih z LPS in nigericinom, kar kaže, da človeške celice TH17, ne glede na njihovo prilagodljivo imunsko identiteto, služijo kot glavni vir signala nevarnosti IL -1 (slika 3a). Izražanje znotrajceličnega proteina IL-1 ni bilo v sveže izoliranih mirujočih celicah TH, vendar ga je bilo mogoče inducirati na aktivacijo receptorja celic T (TCR), s pomembno obogatitvijo celic TH17 v primerjavi s celicami TH1, TH2 in Treg, obogatenimi s celicami TH (slika 3b). ,c). Zdi se, da so te ugotovitve specifične za človeški imunski sistem, ker prejšnja poročila izključujejo proizvodnjo IL-1 s strani mišjih T-celic16. Edinstvena povezava IL-1 s podmnožico celic TH17 nas je spodbudila k mehaničnemu seciranju regulacije tega citokina. Zanimivo je, da je bila ekspresija IL-1 zmanjšana zaradi specifične inhibicije ROR-t, glavnega transkripcijskega faktorja celic TH17 (sl. 3d,e) 1. Ti podatki so v skladu s prisotnostjo domnevnih vezavnih mest za ROR- t in ROR- v regijah promotorja in ojačevalca IL1A (razširjeni podatki, slika 4a, b). Usodo določene podskupine celic TH določa izrazito polarizirajoče citokinsko mikrookolje med naivno stimulacijo celic T. Opazili smo najvišjo znotrajcelično ekspresijo in izločanje IL-1 pri naivni pripravi celic T v pogojih polarizacije celic TH17 (IL-1 in transformirajoči rastni faktor (TGF)-) (sl. 3f,g). Posamezna zdravljenja samo z IL-1 ali TGF- pa niso privedla do znatnega izražanja IL-1 v naivnih celicah T, kar poudarja sinergistični učinek kombinatornih citokinov, ki spodbujajo celice TH17, na de novo indukcijo IL-1 (dopolnilna slika 4). Pogoji priprave celic TH1 (IL-12) in TH2 (IL-4) nasprotno niso bistveno spremenili izločanja IL-1 v primerjavi s tistim pri stimulaciji v odsotnosti polarizirajočih citokinov. Te ugotovitve skupaj kažejo, da naivne celice T pridobijo sposobnost proizvajanja IL-1 prek citokinov, ki polarizirajo celice TH17. Spominske celice TH so prav tako pokazale pomembno nadaljnjo regulacijo njihovega efektorskega citokina IL-1 v IL-1 in TGF-mikrookoljih (slika 3h).

Slika 1|Različna podskupina človeških celic TH17 lahko izraža IL-1.

Za identiteto podskupin celic TH so značilne tudi različne migracijske lastnosti, ki so povezane z diferencialno ekspresijo kemokinskih receptorjev20. Opazili smo, da je bila ekspresija IL-1 obogatena v celicah CCR6+, ne pa tudi v celicah CCR6–T in je bila zmanjšana v celicah CXCR3–T v primerjavi s celicami CXCR3+ T, čeprav ni bilo razlike v Ekspresija IL-1 med celicami CCR4+ in CCR4– T (slika 3i). Ti podatki kažejo, da celice, ki proizvajajo IL-1 -, prikazujejo migracijski vzorec, ki je bil prej dodeljen celicam, ki proizvajajo IL-17-15. Ti podatki skupaj kažejo, da je IL-1 edinstvena funkcija človeških celic TH17.

Slika 2|Celice TH17, ki proizvajajo IL-1, so vnetne

Slika 3|Proizvodnja IL-1 s celicami T je omejena na usodo celice TH17

Kalpain je predpogoj za izločanje IL-1 s celicami TH17

Da bi raziskali mehanizem izločanja IL-1, smo celice TH17 obdelali z zaviralcem izvoza beljakovin brefeldinom A (BFA) in ugotovili, da to ni vplivalo na izločanje IL-1, za razliko od izločanja običajnih citokinov, kot je kot IL-17A (razširjeni podatki, slika 5a–c). To podpira obstoj nekonvencionalne od ER-Golgi neodvisne poti za izločanje IL-1 s celicami T in je v skladu s prejšnjimi poročili za prirojene tipe celic 21, 22. Edinstvena lastnost, ki je bila prej dodeljena IL-1, je njegova sočasna lokalizacija v citoplazmi in plazemski membrani23. Ugotovili pa smo, da celice TH17 v nasprotju z monociti niso pokazale membransko vezanega IL-1 (razširjeni podatki, slika 5d). Čeprav je za tvorbo bioaktivnega zunajceličnega IL-1 potrebna cepitev pro-IL-1, je znano, da se IL-1 pasivno sprosti ob celični smrti in uveljavi svoj bioaktivni potencial po vezavi na IL{ {19}}RI v nerazcepljeni ali razcepljeni obliki24. Da bi ugotovili, ali je pro-IL-1 podvržen znotrajcelični obdelavi za nadzorovano sproščanje s človeškimi celicami T, smo ovrednotili polne in zrele oblike IL-1 v supernatantu aktiviranih celic TH17. Da bi izključili morebitne kontaminirane monocite kot potencialni vir izločenega IL-1, smo v obdobju 2 tednov ustvarili celične klone TH17 in jih ponovno stimulirali z monoklonskimi protitelesi proti CD3 in anti-CD28 še 5 dni pred imunoblotingom. Pri vseh šestih testiranih celičnih klonih TH17 smo ugotovili prednostno obogatitev cepljene oblike IL-1 v supernatantih kulture (slika 4a). Nasprotno pa so lizati celic TH17 pokazali prednostno obogatitev nerazcepljene oblike pro-IL-1, kot je bilo pričakovano (dopolnilna slika 5a). Ti rezultati izključujejo pasivno sproščanje pro-IL-1 med celično nekrozo kot privzeti način izstopa IL-1 v celicah T in namesto tega kažejo, da morajo človeške celice TH17 imeti molekularni stroj za pro-IL{{ 46}} cepitev, da se omogoči nadzorovano zunajcelično sproščanje te močne bioaktivne molekule s strani živih celic T, v nasprotju z prirojenimi celicami (dopolnilna slika 5b). Vendar to ne izključuje dodatnega prispevka nekroze celic T k sproščanju bioaktivne pro-oblike IL -1 (dopolnilna slika 5a). Obdelavo pro-IL-1 na različnih mestih cepitve lahko katalizira več proteaz17,25,26. Kalpain je od kalcija odvisna cisteinska proteaza, ki lahko povzroči zrel fragment IL-1 p1726, ki smo ga identificirali tukaj. Zaznali smo aktivnost kalpaina v celicah TH17. Povečal se je ob aktivaciji z monoklonskimi protitelesi anti-CD3 in anti-CD28 (slika 4b). Izločanje IL-1 s celicami TH17 je bilo odvisno od T-celične intrinzične aktivnosti kalpaina, ker je farmakološka inhibicija kalpaina zmanjšala izločanje IL-1 z aktiviranimi celicami TH17 v zunajcelični prostor na način, ki je odvisen od odmerka (slika 4c). . Skladno s tem je inhibicija kalpaina povzročila znotrajcelično kopičenje pro-IL-1 (slika 4d). Da bi potrdili odvisnost izločanja IL-1 od kalpaina, smo tudi genetsko izločili kalpain v človeških celicah TH17 z uporabo redno razporejenih kratkih palindromskih ponovitev (CRISPR)–Cas9. To je razkrilo vlogo CAPN2, vendar ne CAPN1, pri izločanju IL-1 s človeškimi celicami TH17 (slika 4e). V nasprotju z LPS-/nigericinom inducirano izločanje IL-1 s strani monocitov ni bilo odvisno od kalpaina (slika 4f). Ti podatki so bili skladni s prednostno ekspresijo CAPN2, vendar ne CAPN1 s podskupinami človeških T celic v nasprotju z dendritičnimi celicami, ki so pokazale obrnjen vzorec ekspresije gena kalpaina (dopolnilna slika 6). Izločanje IL-1 v celicah TH17 se je povečalo pri intracelularnem kopičenju kalcija in inhibiciji sarko-/ER Ca2+ ATPaze s tapsigarginom (slika 4g) in zmanjšalo pri zunajcelični kelaciji kalcija z (etilenbis(oksinitrid) )tetraacetata (EGTA) (slika 4h), skladno z od kalcija odvisno funkcijo kalpaina in od TCR odvisnim izločanjem IL{100}}26. Skupaj so ti podatki pokazali, da je proteolitična aktivnost od kalcija odvisne proteaze kalpain predpogoj za nekonvencionalno izločanje IL-1 s TCR-aktiviranimi človeškimi celicami TH17.

Izločanje IL-1 s celicami TH17 uravnava aktivacija inflamasoma NLRP3

Kljub bistveni vlogi kalpaina pri zorenju pro-IL-1 je mehanizem, ki vodi do zunajceličnega izstopa odcepljenega IL-1, ostal neznan in je bil zato obravnavan naslednji. Izvencelično sproščanje IL-1 s strani mieloidnih celic je bilo prej povezano z aktivacijo inflamasoma NLRP3, neencimsko aktivnostjo kaspaze-1 in sproščanjem IL-1 16,27. Preizkusili smo, ali imajo človeške celice TH17 molekularno ogrodje inflamasoma NLRP3 in ugotovili ekspresijo proteina NLRP3 in adapterske molekule, z apoptozo povezanega pegastega proteina, ki vsebuje CARD (ASC), v človeških celicah TH17 (razširjeni podatki, slika 6a, b). Opazili smo stalno aktivacijo inflammasoma v TCR-aktiviranih celicah TH17 z identifikacijo madežev ASC z uporabo tehnologije ImageStream (sl. 5a, b) 28,29. Presenetljivo je, da so bile povečane frekvence pik ASC edinstveno omejene na podmnožico celic TH17 (slika 5b, levo). Celice TH17 so se celo približale tvorbi ASC-peke LPS- in ATP-stimuliranih makrofagov (slika 5b, desno). V nasprotju s tem so podskupine celic TH1 in TH2 prikazale ravni ASC-pek v ozadju (slika 5b, levo). Poleg tega je bila tvorba ASC-peke in NLRP3-peke popolnoma razveljavljena v prisotnosti specifičnega zaviralca vnetja NLRP3 MCC950, kar utemeljuje obstoj tekoče aktivacije vnetja NLRP3 v celicah TH17 (slika 5b, levo in razširjeni podatki, slika 2). 6c). Selektivno vključevanje vnetja NLRP3 s celicami TH17 je bilo nadalje podprto z močno indukcijo transkriptov NLRP3 na stimulacijo celic T v prisotnosti citokinov IL-1 in TGF-, ki polarizirajo celice TH17 (slika 5c). Pomembno je, da je bilo izločanje IL-1 s celicami TH17 znatno zmanjšano s specifično inhibicijo vnetja NLRP3 z MCC950 (slika 5d), kar dokazuje kritično vlogo vnetja NLRP3 pri izločanju IL-1 z človeške celice TH17. Kaspaza-1 je kanonični efektorski protein v inflamasomskem kompleksu NLRP330. Opazili smo izražanje pro-kaspaze-1 v aktiviranih človeških celicah TH17 (slika 5e). Vendar pa v nasprotju z ugotovitvami v monocitih, stimuliranih z LPS in nigericinom, v lizatih človeških celic TH17 niso odkrili razcepljene kaspaze-1 (slika 5e). To opažanje je potrdilo odsotnost obarvanja s kaspazo-1 FLICA v celicah TH17, ki so bile stimulirane v prisotnosti ali odsotnosti citokinskih dražljajev, ki spodbujajo IL-1 (razširjeni podatki, slika 7a–e). Nadalje smo izključili zunajcelično sproščanje kaspaze-1 z ELISA po stimulaciji celic TH17 z monoklonskimi protitelesi anti-CD3 in anti-CD28 za 5 dni (slika 5f). Tudi v prisotnosti IL-1 dražljaja IL-1 izločanja kaspaze-1 ni bilo induciranega in je ostalo tako nizko kot pri monocitih v mirovanju (slika 5f). Farmakološka inhibicija kaspaze-1 z Ac-YVAD-CMK ni zmanjšala izločanja IL-1 v prisotnosti ali odsotnosti indukcije IL-1 z IL-1. Namesto tega smo opazili rahlo povečano izločanje IL-1 pri zaviranju kaspaze-1 (dodatna slika 7a,b). Pomembno je, da celice TH17 niso pokazale nobene spremembe v izločanju IL-1 pri CRISPR–Cas9-depleciji izražanja CASP1 (slika 5g). V skladu z odsotnostjo bioaktivne kaspaze-1 nismo opazili nobenega izločanja IL-1 s človeškimi celicami TH17. To je bilo v nasprotju s primerom pri monocitih, ki so pokazali od kaspaze-1-odvisno izločanje IL{-1 ob stimulaciji z LPS in ATP (razširjeni podatki, slika 7f). Poleg tega znotrajceličnega IL-1 ni bilo mogoče zaznati ali inducirati s IL-1 -polarizirajočimi citokini v celicah TH17 ali celičnih klonih TH17 ali zaznati v aktiviranih celicah TH17 z analizo scRNA-seq (razširjeni podatki, slika 7g,h, jaz). To je bilo v nasprotju z ugotovitvijo za monocite, ki so sočasno izražali IL-1 in IL-1 na ravni ene celice, skladno s predhodno predlaganim vzorcem izločanja in domnevnega vzorca koregulacije obeh IL-1 citokini (razširjeni podatki, slika 7g)16,27. Ti podatki kumulativno kažejo, da človeške celice TH17 proizvajajo IL-1 neodvisno od kaspaze-1 in IL-1, za razliko od monocitov in domnevno drugih prirojenih imunskih celic, kljub očitni vpletenosti inflamasoma NLRP3.

cistanche tubulosa - izboljšanje imunskega sistema

Kliknite tukaj za ogled izdelkov Cistanche Enhance Imunity

【Vprašajte za več】 E-pošta:cindy.xue@wecistanche.com/Whats App: 0086 18599088692/Wechat: 18599088692

IL-1a zapusti celice TH17 skozi pore GSDME

Gasdermini spadajo v družino nedavno identificiranih efektorskih molekul, ki tvorijo pore in omogočajo sproščanje vnetnih mediatorjev31. Naša analiza transkriptoma je razkrila selektivno povečanje ekspresije GSDME v podmnožici celic TH17, ki jih stimulira vnetni IL-1 -, vendar brez regulacije katerega koli drugega člana družine gastrinov (slika 6a). To je bilo presenetljivo glede na to, da izražanje GSDME še nikoli ni bilo poročano v primarnih celicah T. Nasprotno pa GSDMD, za katerega je znano, da ga uravnava inflamasom NLRP3 in je tarča kaspaze -1 (ref. 31), ni bil reguliran navzgor, kar podpira zamisel o nekanoničnem signaliziranju vnetja NLRP3. Prej je bilo dokazano, da GSDME tvori membranske pore v prirojenih imunskih celicah, ki lahko služijo kot kanali za zunajcelično sproščanje alarminov in sprožijo piroptotično celično smrt, podobno kot GSDMD32. Da bi preizkusili povezavo GSDME s podmnožico celic TH17, smo ocenili, ali citokini, ki polarizirajo celice TH17, koregulirajo GSDME. Samo kombinacija TGF- z IL-1 (TH17), ne pa tudi IL-12 (TH1) ali IL-4 (TH2), je zvišala ravni transkripta GSDME, ocenjeno z reverzno transkripcijo – kvantitativno PCR (RT–qPCR) (slika 6b). To je bilo podprto z obstojem domnevnih vezavnih mest za transkripcijske faktorje, povezane s celicami TH17, ROR- in BATF (osnovni transkripcijski faktor levcinske zadrge, podoben ATF) v promotorskih regijah GSDME (razširjeni podatki, slika 8a, b)33. V nasprotju s tem ekspresija GSDMD ni bila regulirana s citokini, ki polarizirajo celice T (dopolnilna slika 8). Ta rezultat nas je spodbudil k oceni izražanja GSDME na ravni beljakovin v človeških celicah TH17. Proforma GSDME je bila inducibilna pri aktivaciji TCR. Indukcija proteina GSDME kot odziv na ta prilagodljivi imunski signal je bila nepričakovana, vendar dodatno podprta z obstojem domnevnih vezavnih mest transkripcijskih faktorjev, ki se odzivajo na signalizacijo TCR, kot so NFAT, FOS, JUN in RELA v promotorskih regijah GSDME (razširjeni podatki, slika 8a). ,b). GSDME je bil izražen že 24 ur po poliklonski stimulaciji. Razcepljeni N-terminalni GSDME, ki tvori pore, je bilo mogoče zaznati v poznih časovnih točkah, 3–4 dni po TCR stimulaciji celic TH17 (slika 6c). GSDMD polne dolžine je bil sočasno induciran pri aktivaciji celic T. V nasprotju s tem niso opazili cepitve GSDMD, kot je bilo predvideno zaradi odsotnosti izločanja kaspaze-1 in IL-1, pri čemer je bila vloga GSDMD v celicah TH17 odprta za nadaljnjo analizo (slika 6c). Nato smo želeli raziskati, ali pore GSDME služijo kot kanali za zunajcelično sproščanje IL-1 v celicah TH17. Zato smo s tehnologijo CRISPR–Cas9 izločili GSDME in z ELISA spremljali sproščanje IL-1 v supernatant. Odsotnost GSDME, vendar ne GSDMD, je znatno zavirala sproščanje IL-1 s celicami TH17 (slika 6d). To jasno dokazuje, da tvorba por GSDME služi kot mehanizem za nekonvencionalno sproščanje IL-1 s človeškimi celicami TH17.

Slika 4|Kalpain je predpogoj za sproščanje razcepljenega IL-1 s človeškimi celicami TH17

Slika 5|Nekonvencionalna aktivacija inflamasoma NLRP3 uravnava proizvodnjo IL-1 s človeškimi celicami TH17

Kaskada cepitve kaspaze-8/3 GSDME omogoča od NLRP3-odvisno izločanje IL-1

Nato smo raziskali možnost mehaničnega preslušavanja med aktivacijo inflamasoma NLRP3 in cepitvijo GSDME v človeških celicah TH17. Pred kratkim je bilo dokazano, da kaspaza-3 cepi GSDME, ki je nato tarča interaktorja inflamasoma NLRP3 kaspaze-8 (ref. 34,35). V celicah TH17 so dejansko odkrili pro-kaspazo-8 in pro-kaspazo-3. Ugotovili smo, da je prišlo do cepitve obeh kaspaz pri stimulaciji TCR in pred cepitvijo GSDME (slika 6e). Nasprotno pa v monocitih, stimuliranih z nigericinom in LPS, niso odkrili razcepljenih produktov kaspaze-8 in kaspaze-3 (slika 6e). Da bi ugotovili vzročno vlogo teh kaspaz pri cepitvi GSDME in izločanju IL-1 s celicami T, smo farmakološko blokirali aktivnost kaspaze-3 ali kaspaze-8 z zaviralcem Z-DEVD -FMK oziroma Z-IETD-FMK. Inhibicija aktivnosti kaspaze-8 z Z-IETD-FMK je razveljavila cepitev nižje ciljne kaspaze-3, v skladu s prejšnjimi poročili o drugih vrstah celic36. Obe zdravljenji sta zmanjšali cepitev GSDME, hkrati pa odpravili izločanje IL-1 (sl. 6f–i in razširjeni podatki, sl. 9a,b). Inhibicija kaspaze-1 namesto tega ni vplivala na kaspazo-3 ali cepitev GSDME (dopolnilna slika 9). Ti podatki so jasno pokazali, da je os kaspaza-8–kaspaza-3–GSDME delovala v človeških celicah TH17 pri aktivaciji TCR in da je uravnavala izločanje IL-1 v teh celicah. Da bi končno vzpostavili povezavo med to kaskado proteolitičnega cepitve in vnetjem NLRP3, smo na stimulirane celice TH17 uporabili MCC950, kar je dejansko povzročilo znatno zmanjšanje cepitve kaspaze-3 in GSDME 5. dan (sl. 6f,g). in razširjeni podatki, slika 9c). Zmanjšanje cepitve kaspaze-8 pa je bilo manj izrazito na isti časovni točki analize, kar je bilo v skladu s prejšnjim časovnim oknom aktivacije (sl. 6e, f). Če povzamemo, ciljna inhibicija vsakega posameznega molekularnega akterja je vzpostavila kaskado vnetje NLRP3–kaspaza-8–kapaza-3–GSDME kot proteolitično pot, vključeno v zunajcelično sproščanje bioaktivnega IL-1 pri človeku celice TH17.

Slika 6|Kaskada cepitve NLRP3–casp8/3 vodi do por GSDME za sproščanje IL-1

Celice TH17 so kljub poram GSDME odporne na piroptozo

Nastajanje por Gasdermin je bilo prej povezano s piroptotično celično smrtjo v različnih vrstah celic 13, 14, 37. Ugotovili smo izražanje razcepljene enote N-GSDME, ki tvori pore, v plazemski membrani, ne pa tudi v citosolu, ki je podpiral funkcijo GSDME, ki tvori pore, v celicah T (slika 7a). Presenetljivo je transkriptomska primerjava GSDME-intaktnih in CRISPR-Cas9 gensko urejenih, GSDME-pomanjkljivih množičnih človeških celic TH17, ki jih je izvedel GSEA, izključila razlike v različnih oblikah celične smrti; predvsem pa je razkrilo, da so bili prizadeti procesi in poti v celicah TH17 s pomanjkanjem GSDME v glavnem povezani z geni, ki nadzorujejo transmembranski transport, v skladu s kanali, ki tvorijo pore, ki jih tvori N-GSDME (slika 7b in dopolnilna slika 10) . Enocelična transkriptomska primerjava posameznih celic TH17, izbranih za prisotnost v primerjavi z odsotnostjo izražanja GSDME, je podprla sposobnost preživetja celic TH17, ki izražajo GSDME, z obogatitvijo njihovega genskega niza za proliferacijo (slika 7c). Končno smo potrdili odpornost človeških celic TH17, ki izražajo GSDME, na piroptozo, tako da smo dokazali odsotnost kakršnih koli razlik v sproščanju laktat dehidrogenaze (LDH) med celicami TH17, urejenimi z genom CRISPR–Cas9, celicami s pomanjkanjem GSDME in nepoškodovanimi GSDME pri stimulaciji TCR (slika 7d). Nato smo primerjali celice IL-1 + in IL-1 – TH17 glede na njihovo sposobnost preživetja in proliferacijski potencial, ker celice TH17 niso pokazale nobene površinske ekspresije IL-1 v nasprotju z IL{{36 }}ki proizvajajo celice drugih celičnih linij, kot so monociti (razširjeni podatki, slika 5d). Ta primerjava celic IL-1 + in IL-1 – TH17 je zahtevala vzpostavitev domačega testa izločanja IL-1 -, ki je omogočil izolacijo celic TH17, sposobnih za življenje IL-1 + -, z zajemanjem izločenih avtokrini IL-1 na celično površino po stimulaciji s forbol-12-miristatom-13-acetatom (PMA) in ionomicinom. Opazili niso nobene razlike v učinkovitosti kloniranja celic TH17, ki so bile odložene kot posamezne celice po sortiranju glede na prisotnost ali odsotnost površinskega IL-1 (dopolnilna slika 11). Ta ugotovitev je izključila razlike v sposobnosti preživetja in širjenju celic IL-1 + in IL-1 – TH17 na ravni ene celice. Nadalje smo ponovno klonirali klone TH17, ki smo jih pregledali na podlagi različnih stopenj znotrajceličnega izražanja IL-1, in spremljali njihovo učinkovitost kloniranja. Če je bilo sproščanje IL-1, omogočeno z GSDME, povezano s piroptotično celično smrtjo, potem naj bi obratna korelacija med izražanjem IL-1 v celičnih klonih T in pogostnostjo rastočih klonov pri njihovem posameznem ponovnem kloniranju (učinkovitost kloniranja) pričakovati. Vendar pa je bila učinkovitost ponovnega kloniranja celic T neodvisna od ravni ekspresije IL-1 v klonih celic TH17 in je bila namesto tega podobna učinkovitosti kontrolnih klonov celic T, izbranih na podlagi različnih ravni ekspresije IFN- v odsotnosti Koekspresija IL-1 (slika 7e). Pomembno je, da so celični kloni IL-1 + TH17 še naprej ponovno izražali IL-1 v ponavljajočih se ciklih restimulacije TCR (slika 7f). Tako je bila s celično smrtjo povezana izguba celic, ki proizvajajo IL-1 -, iz njihove ustrezne klonske T-celične populacije ob ponovni stimulaciji izključena. Predvsem ta ugotovitev kaže na citokinski spomin celic T za inducibilni IL-1. Izvedli smo transkriptomsko primerjavo med celicami IL-1 + in IL-1 – TH17 ter opazili še večjo obogatitev za nize genov za proliferacijo v IL-1 + v primerjavi s celico IL-1 – TH17 klonov (slika 7g). Enocelična transkriptomska primerjava IL1A+ v primerjavi s celicami IL1A–TH17 je potrdila transkriptomsko obogatitev za proliferacijo. To je veljalo tudi za primerjavo grozda Leiden 1, ki je bil obogaten za celice TH17, ki izražajo IL1A, in vnetne podpise, z vsemi drugimi grozdi (slika 7h). Celice IL-1 + TH17 so glede na analizo pretočne citometrije pokazale višjo ekspresijo Ki67 kot njihovi primerki IL-1 po 5 d poliklonske stimulacije (slika 7i), kar ponovno podpira idejo, da v človeških celicah TH17 IL{ {96}} izhod ni povezan s celično smrtjo, za razliko od prirojenih celic. Ti podatki kumulativno izključujejo povezavo proizvodnje IL-1 s (piroptotično) celično smrtjo celo na ravni ene celice in dokazujejo, da imajo človeške celice T citokinski spomin za proizvodnjo IL-1 pri ponavljajoči se restimulaciji TCR .

IL-1, pridobljen iz celic T, prispeva k protiglivični obrambi gostitelja

Naša ugotovitev, da človeške celice TH17 proizvajajo prirojeni signal nevarnosti IL-1 in spreminjajo prirojeni signalni mehanizem za njegovo zunajcelično sproščanje, zabriše razliko med adaptivnimi in prirojenimi imunskimi odzivi in ​​tako razširi celoten funkcionalni repertoar celic T. Kritična značilnost, ki ostaja značilna za odzive prilagodljivega spomina, je specifičnost antigena, obdarjena s TCR. Zato smo raziskali, ali je sposobnost človeških celic TH17, da proizvajajo IL-1, omejena na specifične specifičnosti antigena. Prej se je pokazalo, da so celice TH17 zelo obogatene v celicah, specifičnih za antigene C. albicans in Staphylococcus aureus15. Zanimivo je, da smo opazili znatno večjo ekspresijo in izločanje IL-1 pri celičnih klonih TH17, specifičnih za C. albicans, kot pri celičnih klonih TH17, specifičnih za S. aureus (slika 8a). Nato smo raziskali, ali bi bile naivne celice T, ki prepoznajo C. albicans namesto S. aureus, pripravljene s svojim sorodnim antigenom za selektivno proizvodnjo IL-1. Naivne (CD45RA+ CCR7+) TH celice so bile sokultivirane z avtolognimi monociti, impulziranimi s toplotno inaktiviranimi antigeni C. albicans ali S. aureus ali poliklonsko stimuliranimi z monoklonskimi protitelesi anti-CD3 in anti-CD28, in nato klonirani 7. dan z alogenimi hranilnimi celicami. Vse klone smo 14. dan ponovno stimulirali z monoklonskimi protitelesi anti-CD3 in anti-CD28 5 dni za ELISA njihovih supernatantov. Presenetljivo smo ugotovili, da je C. albicans, ne pa S. aureus ali poliklonska aktivacija TCR, induciral de novo produkcijo IL-1 v človeških diferencirajočih celicah TH17 (slika 8b). Naš kombinirani pristop odpoklica ex vivo in priprave in vitro torej ugotavlja, da je sposobnost proizvajanja IL-1 omejena na celice T s specifičnostjo TCR za C. albicans. Končno smo preizkusili, ali je značilna sposobnost celic TH17, specifičnih za C. albicans, da proizvajajo IL-1, povezana s fiziološko vlogo pri protiglivični obrambi gostitelja. Za to smo 5 dni gojili človeške monocite s supernatanti iz človeških celic TH17 po njihovi poliklonski restimulaciji z monoklonskimi protitelesi anti-CD3 in anti-CD28. S pretočno citometrijo smo opazili znatno povečano fagocitozo C. albicans, označenega s FITC, z monociti. Pomembno je, da je bila povečana fagocitoza C. albicans s supernatanti celic TH17 odvisna od IL-1, kar je razvidno iz pomembne razveljavitve fagocitoze C. albicans, če so bili supernatanti celic TH17 brez IL-1 po imunoabsorpciji ali CRISPR–Cas{ {46}}ciljno zmanjšanje IL-1 v celicah TH17 (slika 8c). In vitro slikanje živih celic je dodatno potrdilo povečan privzem in izločanje C. albicans s strani monocitov v prisotnosti supernatantov celic TH17, ki vsebujejo IL-1 - (slika 8d, video podatki). Skupaj te ugotovitve močno kažejo, da celice TH17 očistijo okužbe s C. albicans ne samo s proizvodnjo IL-17, kot je bilo prej mišljeno38, ampak tudi v veliki meri s sposobnostjo edinstvene podskupine celic TH17, da proizvajajo IL-1. Kumulativno ugotovitve, ki opredeljujejo tvorbo por GSDME v celicah T kot izhodno strategijo za provnetni IL-1 in regulacijo GSDME z osjo vnetja NLRP3–kaspaza-8–kaspaza-3, razkrivajo novo način izločanja citokinov v celicah T, ki je povezan s proinflamatorno podskupino celic TH17 s protiglivično specifičnostjo TCR. To zagotavlja nove terapevtske cilje za modulacijo človeških celic TH17, ki so pomembne za protiglivično obrambo gostitelja in lahko sodelujejo tudi pri patogenezi kroničnih vnetnih bolezni.

cistanche tubulosa - izboljšanje imunskega sistema

Diskusija

Če povzamemo, naše ugotovitve razkrivajo prej neznano biološko pot in način izločanja citokinov v človeških celicah T, ki diverzificira splošno funkcionalnost populacije celic T. Ugotovili smo, da je izražanje IL-1 edinstveno omejeno na usodo celice TH17, kar dokazuje njegova soizražanje z IL-17A, regulacija z ROR-t, indukcija s citokini IL{{, ki pripravljajo celice TH17 6}} in TGF- ter s profilom ekspresije kemokinskega receptorja, povezanega s celico TH17. Te ugotovitve so skladne z obstojem vezavnih mest za ROR-t in ROR- v regijah ojačevalca in promotorja IL1Α, kot je opisano v tej študiji, in s predhodno prijavljenimi mesti vezave ROR-t v promotorski regiji NLRP339. Nadalje smo opazili, da so citokini, ki pripravljajo celice TH17, povečali izražanje NLRP3 in GSDME. V skladu s tem so glavni regulatorji celične usode TH17, kot sta ROR- in BATF, kot tudi več TCR-inducibilnih transkripcijskih faktorjev, prikazali domnevna vezavna mesta v ojačevalnih regijah GSDME. Polarizacija celice TH17 je torej spodbujala ne le ekspresijo IL-1, temveč tudi njegov zunajcelični izhod (razširjeni podatki, slika 10, grafični povzetek). Nepričakovano smo ugotovili, da je inflamasom NLRP3 aktiven in spremenjen za sproščanje IL-1 namesto IL-1 v celicah TH17, aktiviranih s TCR. Za razliko od prirojenih celic celice T niso specializirane za prirojeno zaznavanje nevarnosti, za katero je znano, da sproži sestavljanje komponent inflamasoma NLRP3. Vendar je bilo prej dokazano, da zvišanje citoplazemskega Ca2+ obide prirojeno signalizacijo nevarnosti za aktivacijo vnetja NLRP316,40. To je skladno z našo ugotovitvijo, da je aktivacija TCR, ki jo spremlja pretok kalcija, pogoj za sproščanje IL-1 s človeškimi celicami TH17. Opazili smo, da so celice TH17 vključile alternativno signalno kaskado NLRP3 v smeri toka prek vključitve kaspaze-8. To bi lahko olajšala odsotnost cepitve kaspaze-1, ker je bilo že prej dokazano konkurenčno pridobivanje vnetja kaspaze-1 proti kaspazi-834,41. Našli smo tudi pro-kaspazo-1 in nerazcepljen GSDMD v človeških celicah TH17, vendar ni bilo dokazov za njihovo cepitev, regulirano z vnetjem NLRP3, ali za proizvodnjo IL-1. Izražanje njihovih prekurzorjev sproža vprašanje, ali lahko klasično vnetno signaliziranje NLRP3 in sproščanje IL-1 delujeta tudi v človeških celicah TH17, če uporabimo alternativne dražljaje, ki še niso identificirani. To pomeni, da bi protiregulacijski mehanizmi, odvisni od kaspaze-8- v primerjavi s kaspazo-1-, lahko nadzirali dihotomijo proizvodnje IL-1 v primerjavi z IL-1 v T-celicah, kar utrjuje predhodno predlagane vloge vnetja NLRP3 pri sproščanju IL-1 v človeških celicah TH142 in mišjih celicah TH1743. Zanimivo opazovanje naše študije je bila identifikacija ekspresije in cepitve GSDME v celicah T. To je razkrilo, da se lahko v celicah T pojavi nekonvencionalno izločanje citokinov preko membranskih por. Več funkcij, ki so bile nedavno dodeljene GSDME, je bilo povezanih s piroptozo in kasnejšim povečanjem smrti tumorskih celic ter vnetnim mikrookoljem 32,44. Presenetljivo smo ugotovili, da so celice TH17, ki izražajo GSDME, namesto tega pokazale ohranjeno sposobnost preživetja in nadaljnjo proliferacijo pri ponavljajoči se stimulaciji TCR v primerjavi s T-celicami s pomanjkanjem GSDME. Enake rezultate so opazili pri IL-1 + v primerjavi z IL-1 – celicami T. Te ugotovitve so bile nepričakovane, če upoštevamo, da je proizvodnja IL-1 doslej veljala za znak staranja in s tem replikacijsko ustavljenih ali umirajočih celic45. To vzbuja zamisel, da je signal nevarnosti IL-1 lahko del citokinskega spomina, povezanega s T-celicami, ki ga je mogoče ponovno vzbuditi pri prepoznavanju sorodnega antigena46. Poleg tega lahko pore GSDME služijo fiziološki funkciji, ki omogoča celicam TH17, da sprostijo dodatne še neidentificirane molekule onkraj IL-1, ki so opredeljene z njihovo velikostjo ali nabojem47. To bi bilo skladno z rezultati naše nepristranske transkriptomske primerjave nepoškodovanih GSDME ali CRISPR–Cas9-inženirskih celic TH17 s pomanjkanjem GSDME, ki je razkrila več vlog GSDME pri transmembranskem transportu, ne pa tudi celične smrti. Mehanizem, s katerim se ohrani sposobnost preživetja in dolgoročni spomin citokinov IL-1 v celicah T s porami GSDME, je treba še raziskati v prihodnosti. Razpoložljivost IL-1 iz različnih celičnih virov, zlasti iz prirojenih APC, postavlja vprašanje o relativnem prispevku IL-1, pridobljenega iz celic T, k zdravju in bolezni ljudi. Čeprav T-celice IL-1 + predstavljajo le majhno podmnožico znotraj T-celične linije, je bila njihova sposobnost proizvajanja IL-1 kvantitativno primerljiva z zmožnostjo monocitov, stimuliranih z LPS, kar podpira nov koncept, da lahko T-celice služijo kot pomemben vir vnetnega IL-1. Naše ugotovitve iz transkriptomskih in funkcionalnih analiz kažejo, da je IL-1 povezan s provnetno usodo celic TH17. Subpopulacija IL-1 + človeških celic TH17 je pokazala transkriptomske znake povečane vnetne patogenosti in povezav s kroničnimi vnetnimi boleznimi. Znatno okrepljeno izražanje IL-1 s krožečimi celicami TH17 bolnikov z JIA in njihova obilna lokalizacija v vneti sinovialni tekočini podpirata ta patogeni potencial podskupine IL{106}} celic TH17. Treba je še ugotoviti strogo vzročno zvezo med celicami TH17, ki proizvajajo IL-1 -, in patogenezo JIA, relativni vpliv celic IL-1 + TH17 pa potrditi v prihodnjih kliničnih preskušanjih. Osupljivo opažanje je bilo, da je proizvodnja IL-1 s T-celicami povezana z njihovo specifičnostjo TCR. Čeprav proizvodnjo IL-1 iz prirojenih celičnih virov sprožijo nespecifični stresni dražljaji16, smo ugotovili, da je proizvodnja IL-1 s človeškimi celicami TH17 povezana s specifičnostjo TCR za C. albicans. Namesto tega so celice TH17, specifične za S. aureus, pokazale znatno zmanjšano proizvodnjo IL-1. Te ugotovitve so skladne z diferencialno zahtevo IL-1 za generiranje celic TH17, specifičnih za C. albicans, ne pa tudi za S. aureus, kot je bilo že poročano4, in v skladu s tem s kritično vlogo IL{{126} } za indukcijo izraza IL-1, kot je navedeno tukaj. Poleg tega smo ugotovili, da je izločanje IL-1 odvisno od stimulacije TCR in kalcijevih signalov, pri čemer poudarjamo njegovo tesno povezavo s specifičnim adaptivnim imunskim signaliziranjem preko TCR. Znano je, da so celice TH17 protagonisti pri očiščenju okužb s C. albicans prek njihovega izločanja IL-17, kar je ponazorjeno z disbiozo C. albicans v okolju z genetskimi ali terapevtskimi pomanjkljivostmi IL-1738. Ugotovili smo, da je celični produkt TH17 IL-1 vpleten v očistek C. albicans, ker je njegova odsotnost v supernatantih celic TH17 znatno zmanjšala fagocitozo C. albicans z monociti. To nakazuje, da se protiglivične efektorske funkcije celic TH17 izvajajo ne samo prek IL-17A/F, kot je bilo predlagano prej, ampak tudi prek IL-1 na TCR-specifičen način. V prihodnosti bo torej treba preizkusiti, ali bi nenormalna regulacija molekularne poti, ki vodi do proizvodnje IL-1 s celicami TH17, lahko povzročila nagnjenost k ogroženi protiglivični obrambi gostitelja. Kumulativno naše ugotovitve utirajo pot sistematičnemu raziskovanju prispevkov celic TH17, ki proizvajajo IL-1 -, pri različnih vnetnih boleznih in protiglivični obrambi gostitelja. Os TCR–NLRP3 vnetje–kaspaza-8–kaspaza-3–GSDME ne predstavlja samo prej spregledanega načina imunskega signaliziranja in navodil usode v celicah TH, temveč zagotavlja tudi molekularne tarče za bodisi motenje patogene celice TH17 identiteto ali jo uporabiti za obrambo gostitelja.

Slika 7|Celice TH17 so kljub poram plazemske membrane GSDME odporne na piroptozo.

Slika 8|Specifičnost TCR nadzoruje proizvodnjo IL-1, kar prispeva k očistku C. albicans

Reference

1. Ivanov, II et al. Jedrski receptor sirota RORgammat usmerja program diferenciacije vnetnih IL-17+ celic T pomočnic. Celica 126, 1121–1133 (2006).

2. Zwicky, P., Unger, S. in Becher, B. Usmerjanje na interlevkin-17 pri kronični vnetni bolezni: klinična perspektiva. J. Exp. med. 217, e20191123 (2020).

3. Stockinger, B. & Omenetti, S. Dihotomna narava celic T helper 17. Nat. Rev. Immunol. 17, 535–544 (2017).

4. Zielinski, CE et al. Človeške celice TH17, ki jih povzročajo patogeni, proizvajajo IFN-gama ali IL-10 in jih uravnava IL-1beta. Narava 484, 514–518 (2012).

5. Ghoreschi, K. et al. Generiranje patogenih celic TH17 v odsotnosti signalizacije TGF-beta. Nature 467, 967–971 (2010).

6. Noster, R. et al. Disregulacija proinflamatornih in protivnetnih funkcij človeških celic TH17 pri avtoinflamatornem Schnitzlerjevem sindromu. J. Alergijska klinika. Immunol. 138, 1161–1169.e1166 (2016).

7. Aschenbrenner, D. et al. Imunoregulacijski in rezidenčni program v tkivih, moduliran s c-MAF v človeških celicah TH17. Nat. Immunol. 19, 1126–1136 (2018).

8. Wu, C. et al. Indukcija patogenih celic TH17 z inducibilno kinazo, ki zaznava sol, SGK1. Narava 496, 513–517 (2013).

9. Matthias, J. et al. Sol ustvarja protivnetne celice Th17, vendar povečuje patogenost v vnetnih citokinskih mikrookoljih. J. Clin. Investirajte. 130, 4587–4600 (2020).

10. Cavalli, G. et al. Interlevkin 1alfa: celovit pregled vloge IL-1alfa v patogenezi in zdravljenju avtoimunskih in vnetnih bolezni. avtoimunska. Rev. 20, 102763 (2021).

11. Acosta-Rodriguez, EV, Napolitani, G., Lanzavecchia, A. & Sallusto, F. Interlevkini 1beta in 6, vendar ne transformirajoči rastni faktor-beta, so bistveni za diferenciacijo človeških celic T pomočnic, ki 17-proizvajajo interlevkin . Nat. Immunol. 8, 942–949 (2007).

12. Latz, E., Xiao, TS & Stutz, A. Aktivacija in regulacija inflammasomov. Nat. Rev. Immunol. 13, 397–411 (2013).

13. Shi, J. et al. Cepitev GSDMD z vnetnimi kaspazami določa piroptotično celično smrt. Narava 526, 660–665 (2015).

14. Liu, X. et al. Plin dermin D, ki ga aktivira vnetje, povzroči piroptozo z oblikovanjem membranskih por. Narava 535, 153–158 (2016).

15. Acosta-Rodriguez, EV et al. Površinski fenotip in antigenska specifičnost spominskih celic T-pomočnic, 17-ki proizvajajo humani interlevkin. Nat. Immunol. 8, 639–646 (2007).

16. Gross, O. et al. Aktivatorji vnetja inducirajo izločanje interlevkina- 1alfa po različnih poteh z različnimi zahtevami za proteazno funkcijo kaspaze-1. Imuniteta 36, ​​388–400 (2012).

17. Malik, A. & Kanneganti, TD Funkcija in regulacija IL-1alfa pri vnetnih boleznih in raku. Immunol. Rev. 281, 124–137 (2018).

18. Cimaz, R. Juvenilni idiopatski artritis s sistemskim nastopom. avtoimunska. Rev. 15, 931–934 (2016).

19. Fong, KY, Boey, ML, Koh, WH & Feng, PH Koncentracije citokinov v sinovialni tekočini in plazmi bolnikov z revmatoidnim artritisom: korelacija s kostnimi erozijami. Clin. Exp. Rheumatol. 12, 55–58 (1994).

20. Eyerich, S. & Zielinski, CE Definiranje podmnožic celic Th na klasičen in tkivno specifičen način: primeri s kože. EUR. J. Immunol. 44, 3475–3483 (2014).

21. Monteleone, M., Stow, JL & Schroder, K. Mehanizmi nekonvencionalnega izločanja citokinov družine IL-1. Cytokine 74, 213–218 (2015).

22. Keller, M., Ruegg, A., Werner, S. & Beer, HD Aktivna kaspaza-1 je regulator nekonvencionalnega izločanja beljakovin. Celica 132, 818–831 (2008).

23. Kurt-Jones, EA, Beller, DI, Mizel, SB & Unanue, ER Identifikacija z membrano povezanega interlevkina 1 v makrofagih. Proc. Natl Acad. Sci. ZDA 82, 1204–1208 (1985).

24. Mosley, B. et al. Receptor za interlevkin-1 veže prekurzor človeškega interlevkina-1 alfa, ne pa tudi predhodnika interlevkina-1 beta. J. Biol. Chem. 262, 2941–2944 (1987).

25. Carruth, LM, Demczuk, S. & Mizel, SB Vključitev kalpainu podobne proteaze pri predelavi prekurzorja mišjega interlevkina 1alfa. J. Biol. Chem. 266, 12162–12167 (1991).

26. Kobayashi, Y. et al. Identifikacija s kalcijem aktivirane nevtralne proteaze kot predelovalnega encima humanega interlevkina 1 alfa. Proc. Natl Acad. Sci. ZDA 87, 5548–5552 (1990).

27. Fettelschoss, A. et al. Aktivacija vnetja in IL-1beta ciljata na IL-1alfa za izločanje v nasprotju s površinskim izražanjem. Proc. Natl Acad. Sci. ZDA 108, 18055–18060 (2011).

28. Franklin, BS, Latz, E. & Schmidt, FI Intra- in zunajcelične funkcije ASC peg. Immunol. Rev. 281, 74–87 (2018).

29. Nagar, A., DeMarco, RA & Harton, JA Karakterizacija in ocena aktivnosti vnetja in kaspaze-1: zaznavanje in ocena vnetnih madežev in aktivacije kaspaze-1 na podlagi slikovnega pretočnega citometra. J. Immunol. 202, 1003–1015 (2019).

30. Rathinam, VA & Fitzgerald, KA Inflammasomski kompleksi: nastajajoči mehanizmi in efektorske funkcije. Celica 165, 792–800 (2016).

31. Broz, P., Pelegrin, P. in Shao, F. Glavni um je družina beljakovin, ki izvaja celično smrt in vnetje. Nat. Rev. Immunol. 20, 143–157 (2020).

32. Zhang, Z. et al. Gasdermin E zavira rast tumorja z aktiviranjem protitumorske imunosti. Narava 579, 415–420 (2020).

33. Schraml, BU et al. AP-1 transkripcijski faktor BATF nadzoruje diferenciacijo TH17. Nature 460, 405–409 (2009).

34. Antonopoulos, C. et al. Kaspaza-8 kot efektor in regulator signalizacije vnetja NLRP3. J. Biol. Chem. 290, 20167–20184 (2015).

35. Vajjhala, PR et al. Inflamasomski adapter ASC inducira filamente domene smrtnega efektorja prokaspaze-8. J. Biol. Chem. 290, 29217–29230 (2015).

36. Stennicke, HR et al. Prokaspaza-3 je glavna fiziološka tarča kaspaze-8. J. Biol. Chem. 273, 27084–27090 (1998).

37. Deng, W. et al. Streptokokni pirogeni eksotoksin B cepi GSDMA in sproži piroptozo. Narava 602, 496–502 (2022).

38. Puel, A. et al. Kronična mukokutana kandidiaza pri ljudeh s prirojenimi napakami imunosti na interlevkin-17. Znanost 332, 65–68 (2011).

39. Billon, C., Murray, MH, Avdagic, A. & Burris, TP RORgamma uravnava vnetje NLRP3. J. Biol. Chem. 294, 10–19 (2019).

40. Lee, GS et al. Receptor za zaznavanje kalcija uravnava inflamasom NLRP3 prek Ca2+ in cAMP. Narava 492, 123–127 (2012).

41. Gao, Y. et al. Transkripcijsko profiliranje identificira kaspazo-1 kot T-celični intrinzični regulator diferenciacije Th17. J. Exp. med. 217, e20190476 (2020).

42. Arbore, G. et al. Imunost T helper 1 zahteva vnetno aktivnost NLRP3 v CD4+ T celicah, ki jo poganja komplement. Znanost 352, aad1210 (2016).

43. Martin, BN et al. T-celični intrinzični ASC kritično spodbuja eksperimentalni avtoimunski encefalomielitis, posredovan s TH17-. Nat. Immunol. 17, 583–592 (2016).

44. Wang, Y. et al. Zdravila za kemoterapijo povzročijo piroptozo prek cepitve kaspaze-3 glavnega uma. Narava 547, 99–103 (2017).

45. Wiggins, KA et al. Cepitev IL-1 z vnetnimi kaspazami nekanoničnega inflamasoma nadzoruje sekretorni fenotip, povezan s staranjem. Celica staranja 18, e12946–e12946 (2019).

46. ​​Helmstetter, C. et al. Posamezne celice T pomočnice imajo kvantitativni citokinski spomin. Imuniteta 42, 108–122 (2015).

47. Xia, S. et al. Struktura por Gasdermina D razkriva prednostno sproščanje zrelega interlevkina-1. Narava 593, 607–611 (2021).