Cititorul ARN M6 A YTHDF2 controlează imunitatea antitumorală și antivirală a celulelor NK Partea 1

Introducere

Celulele ucigașe naturale (NK) sunt celulele limfoide înnăscute predominante care mediază imunitatea antivirală și antitumorală (Spits et al., 2016). Ei recunosc celulele infectate cu virus și celulele canceroase prin multiplele lor suprafețe – receptorii activatori și inhibitori exprimați și le ucid printr-un efect citotoxic (Sun și Lanier, 2011).

Natural killer este strâns legat de imunitate, deoarece celulele natural killer sunt o parte importantă a sistemului imunitar. Celulele ucigașe naturale sunt un tip de celule imunitare care pot identifica și ucide rapid celulele canceroase și agenții patogeni. Ele pot identifica și ataca celulele anormale fără a provoca daune celulelor normale.

Imunitatea este capacitatea organismului de a rezista la boli și infecții și este apărarea împotriva invadării agenților patogeni străini prin diferite mecanisme ale sistemului imunitar. Celulele ucigașe naturale sunt una dintre cele mai importante arme. Ele pot lupta direct cu agenții patogeni și celulele tumorale și chiar pot lucra împreună cu alte celule imunitare pentru a îmbunătăți efectul luptei împotriva bolilor.

Menținerea unei imunități bune este importantă pentru prevenirea și tratarea multor boli. Unii factori legați de activitatea și imunitatea celulelor ucigașe naturale includ:

1. Nutriție: Obiceiurile alimentare bune și aportul de nutrienți corespunzători pot promova activitatea celulelor ucigașe naturale. De exemplu, nutrienții precum vitaminele C, E și acidul folic joacă un rol important în creșterea activității celulelor natural killer.

2. Exercițiu: Exercițiul moderat poate îmbunătăți funcția imunitară și numărul de celule ucigașe naturale, promovând un răspuns imunitar mai bun.

3. Stilul de viață sănătos: Renunțarea la fumat, limitarea consumului de alcool, somnul suficient, reducerea stresului și eliminarea emoțiilor negative pot îmbunătăți imunitatea și pot îmbunătăți activitatea celulelor ucigașe naturale.

Pe scurt, celulele ucigașe naturale sunt una dintre cele mai importante arme ale sistemului imunitar. O imunitate bună poate proteja organismul de boli. Prin adoptarea unui stil de viață sănătos, menținerea unei alimentații bune și angajarea în exerciții fizice moderate, puteți crește numărul și activitatea celulelor ucigașe naturale, puteți îmbunătăți imunitatea și, astfel, puteți îmbunătăți continuu sănătatea corpului. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc care are multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea Cistanche deserticola provine din multiplele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid tanic, polizaharide, glicozide flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului printr-o varietate de căi.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

Ele pot produce, de asemenea, un set distinct de citokine, cum ar fi IFN-, TNF- și IL-10, sau chemokine, cum ar fi MIP{-1 și - și RANTES, care pot provoca în continuare răspunsuri imune adaptative (Spits et al., 2016). Împreună, activitățile multifuncționale ale celulelor NK ajută la eliminarea țintelor susceptibile și la amplificarea răspunsurilor inflamatorii împotriva virusurilor și cancerelor.

Fiind cea mai răspândită modificare posttranscripțională pe ARNm de mamifer, modificarea N6-metiladenozină (m6A) apare ca un mecanism de reglare larg răspândit care controlează expresia genei în diverse procese fiziologice (Yue și colab., 2015).

Cu toate acestea, modul în care metilarea m6A reglează imunitatea mediată celulară înnăscută și adaptativă rămâne pe deplin înțeles și până la acest raport, a rămas necunoscut în celulele NK.

Recent, s-a demonstrat că receptorii de antigen himeric (CAR) redirecționează celulele NK către celulele tumorale care exprimă un antigen corespunzător, creând oportunități de a lupta împotriva cancerului (Chenet al., 2016; Chu et al., 2014; Han et al., 2015; Liu și colab. al., 2020; Tang și colab., 2018; Yilmaz și colab., 2020).

Prin urmare, definirea în mod clar a rolului modificării m6A în celulele NK nu numai că ne va îmbunătăți considerabil înțelegerea modificărilor ARN ca strat nou și critic de reglare a genelor posttranscripționale care controlează funcțiile celulelor imune înnăsate, dar ne poate oferi și o nouă oportunitate de a îmbunătăți funcția efectorului celulelor NK și de supraviețuire pentru cancer. imunoterapie.

Metiltransferazele m6A („scriitori”, de exemplu, METTL3 și METTL14) și demetilazele („radiere”, de exemplu, proteina asociată cu masa grăsime și obezitate [FTO] și ALKBH5) controlează dinamic peisajul de metilare m6A (Shi et al., 2019).

Proteinele cititoare Them6A (proteinele YTHDF1, YTHDF2 și YTHDF3 ale familiei care conțin domeniul YTH [YTHDF] și proteinele care leagă ARNm [IGF2BP] IGF2BP1, IGF2BP2 și IGF2BP3) se leagă de preferință la ARN-ul și mediile specifice, inclusiv funcțiile metilate. promovarea translației care afectează stabilitatea mARN-urilor modificate cu m6A (Huang și colab., 2018; Shi și colab., 2019; Wang și colab., 2014; Wang și colab., 2015).

Studii recente au arătat că metilarea m6A este implicată imunitatea mediată de celule imune inadaptate și înnăscute (Shulman și Stern-Ginossar, 2020). Ștergerea proteinei m6Awriter METTL3 în celulele T de șoarece perturbă homeostazia și diferențierea celulelor prin țintirea căii IL-7/SOCS/STAT5 (Li și colab., 2017). METTL3 menține funcțiile de suprimare a celulelor T reg prin semnalizarea IL-2/STAT5 (Tong și colab., 2018).

Metilarea ARN m6A joacă un rol esențial în dezvoltarea timpurie a celulelor B (Zheng și colab., 2020). Un raport recent a arătat că metilarea mRNA m6A mediată de METTL3-promovează activarea celulelor dendritice (DC) (Wang et al., 2019a).

ARNm-urile modificate cu m6A care codifică catepsine lizozomale pot fi recunoscute de YTHDF1 în DC, suprimând astfel capacitatea de amorsare încrucișată a DC și inhibând răspunsurile imune antitumorale (Han și colab., 2019).

Modificările m6A controlează, de asemenea, răspunsul imun înnăscut la infecția virală (Liu și colab., 2019; Rubio și colab., 2018; Winkler și colab., 2019). Cu toate acestea, nu a fost raportat dacă și cum modificările m6A afectează răspunsul imun mediat de celulele NK la celulele tumorale și viruși. YTHDF2 este un cititor m6A bine recunoscut care acționează prin recunoașterea și legarea specifică de ARN-urile care conțin m6A și promovând degradarea transcriptelor țintă (Wang et al., 2014).

Conform bazei de date BioGPS (Wu et al., 2013) și datelor noastre preliminare, celulele NK murine exprimă YTHDF2 la un nivel înalt, în timp ce rolul său în reglarea celulelor NK este necunoscut. Acest lucru ne-a motivat să studiem YTHDF2 în celulele NK folosind o abordare knockout condiționată.

Arătăm că epuizarea Ythdf2 în celulele NK de șoarece a afectat semnificativ imunitatea antitumorală și antivirală a celulelor NK. Mai mult, YTHDF2 a controlat homeostazia celulelor NK, maturarea și supraviețuirea la o stare de echilibru. Astfel, modificările YTHDF2 sau m6A în general joacă roluri multiple în reglarea celulelor NK.

Rezultate

YTHDF2 este suprareglat în celulele NK murine de IL-15, infecția murineCMV și progresia tumorii

Pentru a studia rolul modificărilor m6A în celulele NK, am verificat mai întâi nivelurile de expresie ale scriitorilor, radierelor și cititorilor m6A în celulele NK murine utilizând baza de date BioGPS (http://biogps.org).

În consecință, expresia ARNm Ythdf2 a fost cea mai mare dintre celelalte enzime și cititori m6A (Fig. 1 A). În mod interesant, am descoperit că celulele NK au, de asemenea, expresia ARNm constitutivă și a proteinei Ythdf2 la niveluri ridicate în comparație cu majoritatea celorlalte celule imunitare, inclusiv celulele B. , macrofage și DC (Fig. 1 B și Fig. S1 A).

Celulele NK pot fi activate de IL-15, care este un regulator cheie al homeostaziei și supraviețuirii celulelor NK (Becknell și Caligiuri, 2005). Folosind baza de date Gene Expression Omnibus (GEO), am descoperit că celulele NK activate IL-15 au niveluri mai mari de ARNm de Ythdf2 în comparație cu alte enzime și cititori m6A pe care le-am testat (Fig. 1 C; analizat din GEO sub nr. de acces. GSE106138).

În concordanță cu analiza noastră a datelor GEO, PCR-ul cantitativ în timp real (qPCR) și imunoblotarea au arătat că activarea IL-15 a celulelor NK a reglat semnificativ Ythdf2 atât la nivelul ARNm, cât și la nivelul proteinei și că Ythdf2 a avut un nivel de expresie foarte ridicat în IL{{ {4}}–celule NK activate în comparație cu alte enzime și cititori m6 pe care le-am testat (Fig. 1, D–F; și Fig. S1 B).

Nivelurile de proteine ​​ale YTHDF2 au fost, de asemenea, reglate în mod semnificativ în celulele NK de la șoarecii transgenici IL-15 (Tg) pe care le-am generat anterior în comparație cu martorii WT (Fig. S1 C; Fehniger și colab., 2001). Celulele NK sunt critice. mediatori ai imunității gazdei împotriva infecțiilor virale și a bolilor maligne (Spits et al., 2016). Prin urmare, am evaluat modelul de expresie al YTHDF2 în celulele NK în timpul infecției cu CMV urinei (MCMV).

Folosind baza de date GEO, am descoperit că Ythdf2 a fost reglat în sus în ziua 1,5 după infectare în două baze de date independente (Fig. 1 G și Fig. S1 D). Un test de imunoblotting a confirmat că nivelurile de proteine ​​ale YTHDF2 au fost, de asemenea, supraregulate în ziua 1,5 după infectarea cu MCMV (Fig. S1 E), indicând faptul că YTHDF2 poate juca un rol critic în imunitatea antivirală mediată de celulele NK.

Pe lângă controlul infecției virale, celulele NK contribuie la imunosupravegherea antitumorală. Apoi am examinat nivelurile Ythdf2 în timpul dezvoltării tumorii. Folosind modelul de metastază a melanomului B16F10, am găsit o reducere a celulelor NK în plămâni în stadiul târziu al dezvoltării tumorii (Fig. S1 F), care este în concordanță cu un raport anterior (Cong et. al., 2018).

Am descoperit că ARNm și nivelurile de proteine ​​ale Ythdf2 au fost reglate în mod semnificativ în celulele NK în stadiul incipient al dezvoltării tumorii (Fig. 1 H și Fig. S1 G). Împreună, aceste date demonstrează că YTHDF2 este foarte exprimat în celulele NK și este reglat în creștere în timpul infecției virale și al tumorigenezei, ceea ce ne conduce la ipoteza că YTHDF2 joacă un rol în reglarea apărării celulelor NK împotriva tumorigenezei și infecției virale.

Deficitul de YTHDF2 afectează imunitatea antitumorală a celulelor NK

Pentru a defini rolul YTHDF2 în imunitatea antitumorală mediată de celule NK, am generat mai întâi șoareci floxați Ythdf2 (Fig. S1, H și I). Apoi am generat șoareci knockout condiționali specifici celulei NK (denumite în continuare șoareci Ythdf2ΔNK) prin încrucișarea șoarecilor Ythdf2fl/fl cu șoareci Ncr1-iCre (Narni-Mancinelli și colab., 2011). Deleția Ythdf2 în celulele NK a fost verificată prin qPCR și imunoblot (Fig. S1, J și K).

Apoi am stabilit un model de melanom metastatic prin injectarea intravenoasă a celulelor B16F10 la șoareci Ythdf2WT și Ythdf2ΔNK. După cum se arată în Fig. 2 A, șoarecii Ythdf2ΔNK au prezentat o povară mult mai mare de noduli metastatici decât cea a șoarecilor Ythdf2WT.

Am găsit o reducere semnificativă a procentului și numărului absolut de țesuturi tumorale de celule NK infiltrate ale șoarecilor Ythdf2ΔNK în comparație cu cele observate la șoarecii Ythdf2WT (Fig. 2, B și C). Între timp, infiltrarea celulelor NK de la șoarecii Ythdf2ΔNK a arătat o scădere semnificativă a expresiei IFN-, granzimei B și perforinei în comparație cu cele de la șoarecii Ythdf2WT (Fig. 2, D-F).

Cu toate acestea, procentele de celule T CD4+ și de celule T CD{8+ și expresia lor de IFN- au fost comparabile între șoarecii Ythdf2WT și șoarecii Ythdf2ΔNK (Fig. S1, L–O), sugerând că YTHDF2 în celulele NK este esențială pentru controlul metastazelor tumorale.

Pentru a confirma cerința intrinsecă a celulelor YTHDF2 pentru imunitatea antitumorală mediată de celule NK, am transferat adoptiv un număr egal de celule NK de la șoareci Ythdf2ΔNK sau șoareci Ythdf2WT în șoareci Rag2-/-Il2rg-/-, cărora le lipsesc celulele T, B și NK. , 1 zi înainte de o injecție cu celule tumorale B16F10 (Fig. 2 G). Am găsit o incidență semnificativ crescută a metastazelor tumorale la șoarecii transferați cu celule NK Ythdf2ΔNK în comparație cu șoarecii injectați cu celule NK Ythdf2WT (Fig. 2 G).

În mod similar, în acest model, am găsit, de asemenea, o reducere semnificativă a procentului și a numărului absolut de celule NK Ythdf2ΔNK infiltrante (Fig. 2, H și I), precum și o scădere a expresiei IFN-, granzimei B și perforinei la șoarecii care au primit adoptiv. celulele NK Ythdf2ΔNK transferate în comparație cu cele care au primit celule NK Ythdf2WT (Fig. 2, J-L). Aceste date indică un rol intrinsec celular al YTHDF2 în reglarea imunității antitumorale a celulelor NK.

For more information:1950477648nn@gmail.com