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

Uvod

Stanice prirodne ubojice (NK) su dominantne urođene limfoidne stanice koje posreduju u antivirusnom i antitumorskom imunitetu (Spits et al., 2016.). Oni prepoznaju virusom zaražene i kancerogene stanice preko svojih višestrukih površinski eksprimiranih aktivacijskih i inhibitornih receptora i ubijaju ih citotoksičnim učinkom (Sun i Lanier, 2011.).

Prirodni ubojica usko je povezan s imunitetom jer su prirodne stanice ubojice važan dio imunološkog sustava. Prirodne stanice ubojice vrsta su imunoloških stanica koje mogu brzo identificirati i ubiti stanice raka i patogene. Oni mogu identificirati i napasti abnormalne stanice bez nanošenja štete normalnim stanicama.

Imunitet je sposobnost tijela da se odupre bolestima i infekcijama i obrana od invazije stranih patogena putem različitih mehanizama imunološkog sustava. Prirodne stanice ubojice jedno su od najvažnijih oružja. Mogu se izravno boriti protiv patogena i tumorskih stanica, 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 čimbenici povezani s aktivnošću prirodnih stanica ubojica i imunitetom uključuju:

1. Prehrana: Dobre prehrambene navike i unos odgovarajućih hranjivih tvari mogu pospješiti aktivnost prirodnih stanica ubojica. Na primjer, hranjive tvari poput vitamina C, E i folne kiseline igraju važnu ulogu u povećanju aktivnosti prirodnih stanica ubojica.

2. Tjelovježba: Umjerena tjelovježba može poboljšati imunološku funkciju i broj prirodnih stanica ubojica, potičući bolji imunološki odgovor.

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

Ukratko, prirodne stanice ubojice jedno su od najvažnijih oružja u imunološkom sustavu. Dobar imunitet može zaštititi tijelo od bolesti. Usvajanjem zdravog načina života, pravilnom prehranom i umjerenom tjelovježbom možete povećati broj i aktivnost prirodnih stanica ubojica, poboljšati imunitet, a time i kontinuirano poboljšavati zdravlje svog organizma. 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, a jedno od njih je i poboljšanje pamćenja. Djelotvornost Cistanche deserticola proizlazi iz brojnih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući taninsku kiselinu, polisaharide, flavonoidne glikozide itd. Ovi sastojci mogu promicati zdravlje mozga na različite načine.

Kliknite na 10 načina za poboljšanje pamćenja

Oni također mogu proizvesti poseban skup citokina, kao što su IFN-, TNF- i IL-10, ili kemokine, kao što su MIP-1 i - i RANTES, koji mogu dodatno izazvati adaptivne imunološke odgovore (Spits i sur., 2016). Zajedno, multifunkcionalne aktivnosti NK stanica pomažu eliminirati osjetljive mete i pojačati upalne reakcije protiv virusa i raka.

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

Međutim, kako metilacija m6A regulira urođenu i adaptivnu imunost posredovanu stanicama, tek treba u potpunosti razumjeti i do ovog izvješća, ostalo je nepoznato u NK stanicama.

Nedavno je pokazano da kimerni antigenski receptori (CAR) preusmjeravaju NK stanice prema tumorskim stanicama koje izražavaju odgovarajući antigen, stvarajući prilike za borbu protiv raka (Chenet sur., 2016.; Chu et al., 2014.; Han et al., 2015.; Liu et. sur., 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 modifikacija RNK kao novog i kritičnog sloja posttranskripcijske regulacije gena koji kontrolira funkcije urođenih imunoloških stanica, već nam također može pružiti novu priliku za poboljšanje efektorske funkcije NK stanica i preživljavanja raka imunoterapija.

Metiltransferaze m6A ("pisci", npr. METTL3 i METTL14) i demetilaze ("brisači", npr. proteini povezani s masnom masom i pretilošću [FTO] i ALKBH5) dinamički kontroliraju krajolik metilacije m6A (Shi et al., 2019).

Proteini čitači Them6A (proteini koji sadrže YTH domenu [YTHDF] proteini YTHDF1, YTHDF2 i YTHDF3 i proteini mRNA koji vežu faktor rasta sličan inzulinu [IGF2BP] IGF2BP1, IGF2BP2 i IGF2BP3) preferirano se vežu na metiliranu RNA i posreduju specifične funkcije, uključujući promicanje translatora koji utječe na stabilnost mRNA modificiranih m6A (Huang i sur., 2018; Shi i sur., 2019; Wang i sur., 2014; Wang i sur., 2015).

Nedavne studije pokazale su da je metilacija m6A uključena u neprilagodljivu i urođenu imunološku imunost posredovanu stanicama (Shulman i Stern-Ginossar, 2020.). Brisanje proteina m6Awriter METTL3 u mišjim T stanicama remeti staničnu homeostazu i diferencijaciju ciljanjem na put IL-7/SOCS/STAT5 (Li et al., 2017.). METTL3 održava funkcije supresije T reg stanica putem IL-2/STAT5 signalizacije (Tong et al., 2018).

Metilacija RNA m6A igra ključnu ulogu u ranom razvoju B stanica (Zheng et al., 2020.). Nedavno izvješće pokazalo je da metilacija mRNA m6A posredovana METTL3- potiče aktivaciju dendritičnih stanica (DC) (Wang et al., 2019a).

m6A-modificirane mRNA koje kodiraju lizosomalne katepsine može prepoznati YTHDF1 u DC-ima, čime se potiskuje mogućnost unakrsnog primanja DC-a i inhibiraju antitumorski imunološki odgovori (Han et al., 2019).

Modifikacije m6A također kontroliraju urođeni imunološki odgovor na virusnu infekciju (Liu i sur., 2019; Rubio i sur., 2018; Winkler i sur., 2019). Međutim, nije objavljeno utječu li i kako modifikacije m6A na imunološki odgovor posredovan NK stanicama na tumorske stanice i viruse. YTHDF2 je dobro poznati čitač m6A koji djeluje tako da specifično prepoznaje i veže se na RNA koje sadrže m6A i potiče degradaciju ciljnih transkripata (Wang i sur., 2014).

Prema bazi podataka BioGPS (Wu et al., 2013.) i našim preliminarnim podacima, mišje NK stanice izražavaju YTHDF2 na visokoj razini, dok je njegova uloga u regulaciji NK stanica nepoznata. To nas je motiviralo da proučimo YTHDF2 u NK stanicama korištenjem uvjetnog knockout pristupa.

Pokazali smo da je smanjenje Ythdf2 u mišjim NK stanicama značajno oslabilo antitumorsku i antivirusnu imunost NK stanica. Štoviše, YTHDF2 kontrolira homeostazu, sazrijevanje i preživljavanje NK stanica u stabilnom stanju. Prema tome, YTHDF2 ili m6A modifikacije općenito imaju višestruku ulogu u regulaciji NK stanica.

Rezultati

YTHDF2 je reguliran prema gore u mišjim NK stanicama IL-15, mišjom CMV infekcijom i progresijom tumora

Kako bismo proučili ulogu modifikacija m6A u NK stanicama, prvo smo pregledali razine ekspresije m6A pisaca, brisača i čitača u mišjim NK stanicama korištenjem baze podataka BioGPS (http://biogps.org).

Sukladno tome, ekspresija Ythdf2 mRNA bila je najveća među ostalim m6A enzimima i čitačima (Slika 1 A). Zanimljivo je da smo otkrili da NK stanice također imaju konstitutivnu mRNA i ekspresiju proteina Ythdf2 na visokim razinama u usporedbi s većinom drugih imunoloških stanica, uključujući B stanice , makrofage i DC (Slika 1 B i Slika S1 A).

NK stanice može aktivirati IL-15, koji je ključni regulator homeostaze i preživljavanja NK stanica (Becknell i Caligiuri, 2005.). Koristeći bazu podataka Gene Expression Omnibus (GEO), otkrili smo da IL-15-aktivirane NK stanice imaju više razine mRNA Ythdf2 u usporedbi s 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 u stvarnom vremenu (qPCR) i imunobloting pokazali su da IL-15 aktivacija NK stanica značajno pojačava Ythdf2 na razini mRNA i proteina te da Ythdf2 ima vrlo visoku razinu ekspresije u IL{ {4}}–aktivirane NK stanice u usporedbi s drugim m6Aenzimima i čitačima koje smo testirali (Slika 1, D–F; i Slika S1 B).

Razine proteina YTHDF2 također su značajno povećane u NK stanicama iz IL-15 transgenih (Tg) miševa koje smo prethodno stvorili u usporedbi s WT kontrolama (Sl. S1 C; Fehniger et al., 2001). NK stanice su kritične posrednici imuniteta domaćina protiv virusne infekcije i zloćudnih bolesti (Spits i sur., 2016.). Stoga smo procijenili uzorak ekspresije YTHDF2 u NK stanicama tijekom infekcije mišjim CMV (MCMV).

Koristeći GEO bazu podataka, otkrili smo da je Ythdf2 bio pojačano reguliran 1,5 dana nakon infekcije u dvije neovisne baze podataka (Slika 1 G i Slika S1 D). Imunobloting analiza potvrdila je da su razine proteina YTHDF2 također bile regulirane prema gore 1,5 dana nakon infekcije MCMV-om (Slika S1 E), što ukazuje da YTHDF2 može igrati ključnu ulogu u antivirusnom imunitetu posredovanom NK-stanicama.

Osim kontrole virusne infekcije, NK stanice doprinose antitumorskom imunološkom nadzoru. Zatim smo ispitali razine Ythdf2 tijekom razvoja tumora. Koristeći model metastaze melanoma B16F10, pronašli smo smanjenje NK stanica u plućima u kasnoj fazi razvoja tumora (Sl. S1 F), što je u skladu s prethodnim izvješćem (Cong et al., 2018).

Otkrili smo da su razine mRNA i proteina Ythdf2 bile značajno pojačane u NK stanicama u ranoj fazi razvoja tumora (Slika 1H i Slika S1G). Uzeti zajedno, ovi podaci pokazuju da je YTHDF2 visoko izražen u NK stanicama i da je reguliran tijekom virusne infekcije i tumorigeneze, što nas navodi na hipotezu da YTHDF2 igra ulogu u regulaciji obrane NK stanica protiv tumorigeneze i virusne infekcije.

Nedostatak YTHDF2 smanjuje antitumorski imunitet NK stanica

Kako bismo definirali ulogu YTHDF2 u antitumorskom imunitetu posredovanom NK stanicama, prvo smo stvorili Ythdf2 floxed miševe (sl. S1, H i I). Zatim smo generirali uvjetno nokautirane miševe specifične za NK stanice (u daljnjem tekstu Ythdf2ΔNK miševi) križanjem Ythdf2fl/fl miševa s Ncr1-iCre miševima (Narni-Mancinelli et al., 2011.). Brisanje Ythdf2 u NK stanicama potvrđeno je qPCR-om i imunoblotingom (sl. S1, J i K).

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

Pronašli smo značajno smanjenje u postotku i apsolutnom broju infiltriranih NK stanica u tumorsko tkivo Ythdf2ΔNK miševa u usporedbi s onima opaženim kod Ythdf2WT miševa (Sl. 2, B i C). U međuvremenu, infiltrirane NK stanice iz Ythdf2ΔNK miševa pokazale su značajno smanjenje ekspresije IFN-a, granzima B i perforina u usporedbi s onima iz Ythdf2WT miševa (Slika 2, D–F).

Međutim, postoci CD4+ T stanica i CD8+ T stanica i njihova ekspresija IFN-a bili su usporedivi između Ythdf2WT miševa i Ythdf2ΔNK miševa (Sl. S1, L–O), što sugerira da YTHDF2 u NK stanicama neophodan je za kontrolu metastaza tumora.

Kako bismo potvrdili staničnu intrinzičnu potrebu YTHDF2 za antitumorsku imunost posredovanu NK stanicama, usvojili smo jednak broj NK stanica iz Ythdf2ΔNK miševa ili Ythdf2WT miševa u Rag2−/−Il2rg−/− miševe, koji nemaju T, B i NK stanice , 1 dan prije injekcije B16F10 tumorskih stanica (slika 2 G). Pronašli smo značajno povećanu učestalost tumorskih metastaza u miševa kojima su prenesene Ythdf2ΔNK NK stanice u usporedbi s miševima kojima su ubrizgane Ythdf2WT NK stanice (Slika 2 G).

Slično tome, u ovom smo modelu također pronašli značajno smanjenje u postotku i apsolutnom broju infiltriranih Ythdf2ΔNK NK stanica (Slika 2, H i I), kao i smanjenje ekspresije IFN-a, granzima B i perforina u miševa koji su primili adoptivno prenesene Ythdf2ΔNK NK stanice u usporedbi s onima koje su primile Ythdf2WT NK stanice (Sl. 2, J–L). Ovi podaci ukazuju na stanično intrinzičnu ulogu YTHDF2 u regulaciji antitumorskog imuniteta NK stanica.

For more information:1950477648nn@gmail.com