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JCI | 上海交通大学邹强/赵任等合作发现维持调节性T细胞代谢和功能稳态的新机制

时间:2023-10-11 来源: 浏览:

JCI | 上海交通大学邹强/赵任等合作发现维持调节性T细胞代谢和功能稳态的新机制

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Treg细胞的功能完整性与细胞代谢相互交织;然而,控制Treg细胞代谢程序的机制仍然难以捉摸。

2023年10月3日, 上海交通大学 邹强、 赵任、 河北大学倪志宇及山东中医药大学李霞共同通讯在 Journal of Clinical Investigation   在线发表题为“ USP47 inhibits m 6 A-dependent c-Myc translation to maintain regulatory T cell metabolic and functional homeostasis ”的研究论文, 该研究发现去泛素酶USP47抑制RNA m 6 A读取器YTHDF1介导的c-Myc翻译,以维持Treg细胞代谢和功能稳态。

USP47与结直肠癌和胃癌患者样本中肿瘤浸润Treg细胞特征呈正相关。USP47消融术在体内破坏Treg细胞的稳态和功能,导致炎症性疾病的发展,并增强抗肿瘤免疫反应。Treg细胞中USP47的缺乏引发了c-Myc蛋白的积累,进而加剧了高糖酵解。在机制上,USP47阻止YTHDF1泛素化,从而减弱YTHDF1与翻译起始机制的关联,从而降低基于m 6  A的c-Myc翻译效率。 研究结果表明,USP47指导m 6  A依赖性代谢程序协调Treg细胞稳态,并提出了通过靶向USP47来选择性调节癌症和自身免疫性疾病的新方法。

调节性T (Treg)细胞对免疫耐受至关重要,在预防自身免疫性炎症和相关病理中发挥关键作用。 Treg细胞还驱动免疫抑制,抑制肿瘤微环境中的抗肿瘤免疫反应。Treg细胞的功能和命运决定受到细胞代谢途径的严格调节。线粒体氧化代谢,而不是糖酵解,是Treg细胞功能和稳态的主要驱动因素。 过度和持续的糖酵解会导致Treg细胞不稳定,尽管糖酵解激活是Treg细胞迁移所必需的。 然而,Treg细胞代谢网络如何重新连接以支持其功能适应仍不清楚。
c-Myc是主要的转录调控因子,参与Treg细胞的代谢和稳态。 c-Myc对Treg细胞功能是不可或缺的,因为它调节线粒体氧化代谢。因此,Treg细胞中cMyc的缺失会导致早发性自身免疫性疾病以及T细胞和生发中心反应失控。另一方面,升高的c-Myc表达会诱导过度的糖酵解,从而损害Treg细胞的存活和功能。自噬抑制mTORC1激活,抑制c-Myc表达和糖酵解代谢,维持Treg细胞的存活和稳定。药物抑制mTORC1、c-Myc或糖酵解活性可恢复自噬缺陷Treg细胞的稳定性。 这些研究结果表明 适度的c-Myc蛋白表达有利于Treg细胞的新陈代谢程序和功能完整性。 值得注意的是,调节c-Myc在 Treg 细胞中表达的分子机制尚未见报道。
m 6 A是真核生物mRNA最常见的转录后修饰之一,对mRNA的剪接、稳定性和翻译有重要影响。 甲基通过m 6 A甲基转移酶动态沉积在N 6 腺苷位置的mRNA上,随后被去甲基化酶擦除,并被m 6 A读取器蛋白识别。依赖m 6 A的基因调控对先天和适应性细胞介导的免疫至关重要。 树突状细胞(DC)中m 6 A读取器蛋白YTHDF1的缺失增强了DC交叉传代能力并诱导了有效的抗肿瘤免疫反应。 T细胞中m 6 A书写蛋白METTL3的缺失会破坏T细胞的稳态增殖和分化。此外,METTL3可维持Treg细胞对自身免疫的抑制。 然而,目前尚不清楚m 6 A修饰是否以及如何调节不同类型免疫细胞的代谢程序,特别是在Treg细胞中。
机理模式图(图源自 Journal of Clinical Investigation 
去泛素酶(Deubiquitinases, DUBs)已被确认参与Treg细胞生物学。 USP7-或USP21介导的去泛素化促进Foxp3的稳定,从而增加Treg细胞的抑制能力。在Treg细胞中的CRISPR筛选显示,USP22稳定Foxp3的表达以维持Treg细胞的抑制功能。USP44与USP7协同介导Foxp3的去泛素化和稳定化,从而调节Treg细胞功能。 USP1通过去泛素化和稳定TAZ来促进Foxp3的蛋白酶体降解,从而减弱Treg细胞分化。
该研究发现USP47指导ythdf1依赖的c-Myc翻译,以维持Treg细胞的代谢和功能稳态。 在结直肠癌(CRC)和胃癌(GC)患者样本中,USP47与肿瘤浸润性Treg细胞特征呈正相关。在小鼠中,Treg细胞特异性缺失USP47导致自身免疫性疾病、严重的结肠炎症和增强的抗肿瘤免疫。 缺乏USP47的Treg细胞表现出一种转录缺陷,损害了体内稳态和功能。
USP47的缺失导致c-Myc活性过高和糖酵解过高,这是Treg细胞稳态和功能缺陷的原因。 在机制上,Treg细胞衍生的USP47介导YTHDF1去泛素化,从而减弱YTHDF1与翻译起始机制的关联,抑制基于m 6 A的c-Myc翻译。 该研究强调了m 6 A依赖性代谢重编程在协调Treg细胞稳态和建立免疫耐受功能中的重要性,促进了对m 6 A修饰在形成自身免疫和抗肿瘤免疫中的理解。
原文链接:
https://www.jci.org/articles/view/169365

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