Čitalnik RNA M6 A YTHDF2 nadzoruje protitumorsko in protivirusno imunost NK celic 1. del

Uvod

Naravne celice ubijalke (NK) so prevladujoče prirojene limfoidne celice, ki posredujejo protivirusno in protitumorsko imunost (Spits et al., 2016). Prepoznajo z virusom okužene in rakaste celice prek svojih večplastnih aktivacijskih in zaviralnih receptorjev in jih ubijejo s citotoksičnim učinkom (Sun in Lanier, 2011).

Naravni ubijalec je tesno povezan z imunostjo, saj so naravne celice ubijalke pomemben del imunskega sistema. Naravne celice ubijalke so vrsta imunskih celic, ki lahko hitro prepoznajo in ubijejo rakave celice in patogene. Lahko prepoznajo in napadejo nenormalne celice, ne da bi poškodovali normalne celice.

Imuniteta je sposobnost telesa, da se upre boleznim in okužbam, in je obramba pred vdorom tujih patogenov z različnimi mehanizmi imunskega sistema. Naravne celice ubijalke so eno najpomembnejših orožij. Lahko se neposredno borijo proti patogenom in tumorskim celicam ter celo delujejo v povezavi z drugimi imunskimi celicami za izboljšanje učinka boja proti boleznim.

Ohranjanje dobre imunosti je pomembno za preprečevanje in zdravljenje številnih bolezni. Nekateri dejavniki, povezani z aktivnostjo naravnih celic ubijalk in imunostjo, vključujejo:

1. Prehrana: Dobre prehranjevalne navade in vnos ustreznih hranil lahko spodbujajo delovanje naravnih celic ubijalk. Na primer, hranila, kot so vitamini C, E in folna kislina, igrajo pomembno vlogo pri povečanju aktivnosti naravnih celic ubijalk.

2. Vadba: zmerna vadba lahko izboljša imunsko delovanje in število naravnih celic ubijalk, kar spodbuja boljši imunski odziv.

3. Zdrav življenjski slog: opustitev kajenja, omejitev alkohola, dovolj spanja, zmanjšanje stresa in odprava negativnih čustev lahko izboljšajo imuniteto in povečajo aktivnost naravnih celic ubijalk.

Skratka, naravne celice ubijalke so eno najpomembnejših orožij v imunskem sistemu. Dobra imuniteta lahko zaščiti telo pred boleznimi. Z zdravim življenjskim slogom, pravilno prehrano in zmerno telesno vadbo lahko povečate število in aktivnost naravnih celic ubijalk, izboljšate imunost in s tem nenehno izboljšujete zdravje svojega telesa. Vidimo, da moramo izboljšati spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj je Cistanche deserticola tradicionalno kitajsko zdravilno sredstvo, ki ima številne edinstvene učinke, eden od njih je izboljšanje spomina. Učinkovitost Cistanche deserticola izhaja iz številnih aktivnih sestavin, ki jih vsebuje, vključno s taninsko kislino, polisaharidi, flavonoidnimi glikozidi itd. Te sestavine lahko spodbujajo zdravje možganov na različne načine.

Kliknite spoznajte 10 načinov za izboljšanje spomina

Proizvajajo lahko tudi razločen nabor citokinov, kot so IFN-, TNF- in IL-10, ali kemokine, kot sta MIP-1 in - in RANTES, ki lahko dodatno izzovejo adaptivne imunske odzive (Spits et al., 2016). Večnamenske dejavnosti celic NK skupaj pomagajo odpraviti občutljive tarče in okrepiti vnetne odzive proti virusom in rakom.

Modifikacija N6-metiladenozina (m6A) se kot najbolj razširjena posttranskripcijska modifikacija mRNA sesalcev pojavlja kot razširjen regulativni mehanizem, ki nadzoruje izražanje genov v različnih fizioloških procesih (Yue et al., 2015).

Kako pa metilacija m6A uravnava prirojeno in prilagodljivo celično posredovano imunost, je treba še v celoti razumeti in do tega poročila v celicah NK ni bilo znano.

Pred kratkim je bilo dokazano, da himerni antigenski receptorji (CAR) preusmerjajo celice NK proti tumorskim celicam, ki izražajo ustrezen antigen, kar ustvarja priložnosti za boj proti raku (Chenet sod., 2016; Chu in sod., 2014; Han in sod., 2015; Liu in sod. sod., 2020; Tang in sod., 2018; Yilmaz in sod., 2020).

Zato jasno definiranje vloge modifikacije m6A v celicah NK ne bo samo močno izboljšalo našega razumevanja modifikacij RNA kot nove in kritične plasti posttranskripcijske regulacije genov, ki nadzoruje funkcije prirojenih imunskih celic, ampak nam lahko tudi ponudi novo priložnost za izboljšanje efektorske funkcije NK celic in preživetja pri raku imunoterapija.

Metiltransferaze m6A (»pisci«, npr. METTL3 in METTL14) in demetilaze (»briske«, npr. beljakovine, povezane z maščobno maso in debelostjo [FTO] in ALKBH5) dinamično nadzirajo pokrajino metilacije m6A (Shi et al., 2019).

Bralni proteini Them6A (proteini YTHDF1, YTHDF2 in YTHDF3, ki vsebujejo domeno YTH [YTHDF] in proteini IGF2BP1, IGF2BP2 in IGF2BP3, ki vežejo mRNA insulinu podobnega rastnega faktorja 2) se prednostno vežejo na metilirano RNA in posredujejo specifične funkcije, vključno z spodbujanje translatorja, ki vpliva na stabilnost mRNA, modificiranih z m6A (Huang et al., 2018; Shi et al., 2019; Wang et al., 2014; Wang et al., 2015).

Nedavne študije so pokazale, da je metilacija m6A vključena v neprilagodljivo in prirojeno imunsko celično posredovano imunost (Shulman in Stern-Ginossar, 2020). Delecija proteina m6Awriter METTL3 v mišjih celicah T moti celično homeostazo in diferenciacijo z usmerjanjem na pot IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017). METTL3 vzdržuje funkcije supresije celic T reg prek signalizacije IL-2/STAT5 (Tong et al., 2018).

Metilacija RNA m6A igra bistveno vlogo pri zgodnjem razvoju celic B (Zheng et al., 2020). Nedavno poročilo je pokazalo, da metilacija mRNA m6A, ki jo posreduje METTL3-, spodbuja aktivacijo dendritičnih celic (DC) (Wang et al., 2019a).

YTHDF1 v DC-jih lahko prepozna m6A-modificirane mRNA, ki kodirajo lizosomske katepsine, s čimer se zavre navzkrižna primarna sposobnost DC-jev in zavirajo protitumorski imunski odziv (Han et al., 2019).

Modifikacije m6A nadzorujejo tudi prirojeni imunski odziv na virusno okužbo (Liu et al., 2019; Rubio et al., 2018; Winkler et al., 2019). Vendar pa ni bilo poročil o tem, ali in kako modifikacije m6A vplivajo na imunski odziv, posredovan s celicami NK, na tumorske celice in viruse. YTHDF2 je dobro prepoznaven bralec m6A, ki deluje tako, da specifično prepozna in se veže na RNA, ki vsebujejo m6A, ter spodbuja razgradnjo ciljnih transkriptov (Wang et al., 2014).

Glede na bazo podatkov BioGPS (Wu et al., 2013) in naše predhodne podatke mišje NK celice izražajo YTHDF2 na visoki ravni, medtem ko njegova vloga pri uravnavanju NK celic ni znana. To nas je motiviralo za študij YTHDF2 v celicah NK z uporabo pogojnega knockout pristopa.

Pokazali smo, da je izčrpavanje Ythdf2 v mišjih NK celicah znatno oslabilo protitumorsko in protivirusno imunost NK celic. Poleg tega je YTHDF2 nadzoroval homeostazo, zorenje in preživetje NK celic v stanju dinamičnega ravnovesja. Tako imajo modifikacije YTHDF2 ali m6A na splošno večplastne vloge pri uravnavanju celic NK.

Rezultati

YTHDF2 je v mišjih NK celicah povečan z IL-15, okužbo z mišjim CMV in napredovanjem tumorja

Da bi preučili vlogo modifikacij m6A v celicah NK, smo najprej pregledali ravni izražanja piscev, briscev in bralcev m6A v mišjih celicah NK z uporabo baze podatkov BioGPS (http://biogps.org).

V skladu s tem je bila ekspresija mRNA Ythdf2 najvišja med drugimi encimi in čitalci m6A (slika 1 A). Zanimivo je, da imajo NK celice tudi konstitutivno mRNA in ekspresijo proteina Ythdf2 na visoki ravni v primerjavi z večino drugih imunskih celic, vključno s celicami B , makrofagi in DC (slika 1 B in slika S1 A).

Celice NK lahko aktivira IL-15, ki je ključni regulator homeostaze in preživetja celic NK (Becknell in Caligiuri, 2005). Z uporabo zbirke podatkov Gene Expression Omnibus (GEO) smo ugotovili, da imajo celice NK, aktivirane z IL-15, višje ravni mRNA Ythdf2 v primerjavi z drugimi encimi in čitalci m6A, ki smo jih testirali (slika 1 C; analizirano iz GEO pod pristopno št. GSE106138).

V skladu z našo analizo podatkov GEO sta naša kvantitativna PCR v realnem času (qPCR) in imunobloting pokazala, da je aktivacija IL-15 celic NK znatno povečala Ythdf2 na ravni mRNA in beljakovin in da je imel Ythdf2 zelo visoko stopnjo ekspresije v IL{ {4}}–aktivirane celice NK v primerjavi z drugimi encimi m6A in čitalci, ki smo jih testirali (slika 1, D–F; in slika S1 B).

Raven proteina YTHDF2 je bila prav tako znatno povečana v celicah NK transgenih (Tg) miši IL-15, ki smo jih prej ustvarili v primerjavi s kontrolami WT (slika S1 C; Fehniger et al., 2001). Celice NK so kritične mediatorji gostiteljeve imunosti proti virusni okužbi in malignomom (Spits et al., 2016). Zato smo ovrednotili vzorec izražanja YTHDF2 v celicah NK med okužbo z mišjim CMV (MCMV).

Z uporabo baze podatkov GEO smo ugotovili, da je bil Ythdf2 na dan 1,5 po okužbi reguliran navzgor v dveh neodvisnih zbirkah podatkov (slika 1 G in slika S1 D). Imunobloting test je potrdil, da so bile ravni beljakovin YTHDF2 prav tako regulirane na dan 1,5 po okužbi z MCMV (slika S1 E), kar kaže, da ima lahko YTHDF2 ključno vlogo pri protivirusni imunosti, posredovani z NKcelicami.

Poleg obvladovanja virusne okužbe NK celice prispevajo k protitumorskemu imunskemu nadzoru. Nato smo pregledali ravni Ythdf2 med razvojem tumorja. Z uporabo modela metastaz melanoma B16F10 smo ugotovili zmanjšanje NK celic v pljučih v pozni fazi razvoja tumorja (slika S1 F), kar je skladno s predhodnim poročilom (Cong et. al., 2018).

Ugotovili smo, da so bile ravni mRNA in beljakovin Ythdf2 znatno povečane v celicah NK v zgodnji fazi razvoja tumorja (slika 1 H in slika S1 G). Ti podatki skupaj kažejo, da je YTHDF2 močno izražen v celicah NK in je povečan med virusno okužbo in tumorigenezo, kar nas vodi k domnevi, da igra YTHDF2 vlogo pri uravnavanju obrambe NK celic pred tumorigenezo in virusno okužbo.

Pomanjkanje YTHDF2 oslabi protitumorsko imunost NK celic

Da bi opredelili vlogo YTHDF2 v protitumorski imunosti, posredovani s celicami NK, smo najprej ustvarili Ythdf2 floxed miši (sl. S1, H in I). Nato smo s križanjem miši Ythdf2fl/fl z mišmi Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli et al., 2011) ustvarili pogojno izločene miši, specifične za celice NK (v nadaljevanju imenovane miši Ythdf2ΔNK). Izbris Ythdf2 v celicah NK je bil preverjen s qPCR in imunoblotingom (sl. S1, J in K).

Nato smo vzpostavili model metastatskega melanoma z intravensko injekcijo celic B16F10 v miši Ythdf2WT in Ythdf2ΔNK. Kot je prikazano na sliki 2 A, so miši Ythdf2ΔNK pokazale veliko večjo obremenitev metastatskih nodulov kot miši Ythdf2WT.

Ugotovili smo znatno zmanjšanje odstotka in absolutnega števila infiltriranih NK celic v tumorska tkiva miši Ythdf2ΔNK v primerjavi s tistimi, opaženimi pri miših Ythdf2WT (sl. 2, B in C). Medtem so infiltrirane celice NK iz miši Ythdf2ΔNK pokazale znatno zmanjšanje izražanja IFN-, grancima B in perforina v primerjavi s tistimi iz miši Ythdf2WT (slika 2, D–F).

Vendar pa so bili odstotki CD4+ T celic in CD8+ T celic ter njihovo izražanje IFN- primerljivi med mišmi Ythdf2WT in Ythdf2ΔNK mišmi (slika S1, L–O), kar kaže na YTHDF2 v celicah NK je bistvenega pomena za nadzor tumorskih metastaz.

Da bi potrdili celično intrinzično zahtevo YTHDF2 za protitumorsko imunost, posredovano s celicami NK, smo prenesli enako število celic NK iz miši Ythdf2ΔNK ali miši Ythdf2WT v miši Rag2-/-Il2rg-/-, ki nimajo celic T, B in NK , 1 dan pred injiciranjem tumorskih celic B16F10 (slika 2 G). Ugotovili smo znatno povečano incidenco tumorskih metastaz pri miših, ki so bile prenesene s celicami Ythdf2ΔNK NK, v primerjavi z mišmi, ki so jim bile vbrizgane celice Ythdf2WT NK (slika 2 G).

Podobno smo v tem modelu ugotovili tudi znatno zmanjšanje odstotka in absolutnega števila infiltriranih celic Ythdf2ΔNK NK (sl. 2, H in I), kot tudi zmanjšanje izražanja IFN-, grancima B in perforina pri miših, ki so prejele posvojeno prenesenih celic Ythdf2ΔNK NK v primerjavi s tistimi, ki so prejele celice Ythdf2WT NK (slika 2, J–L). Ti podatki kažejo na celično intrinzično vlogo YTHDF2 pri uravnavanju protitumorske imunosti NK celic.

For more information:1950477648nn@gmail.com