《小鼠细胞中基于自然变异的筛选显示USF2是DNA损伤反应和细胞衰老的调节因子》

  • 来源专题:重大疾病防治
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2023-08-31
  • 细胞衰老是后生动物细胞因应激而引起的细胞周期停滞、细胞凋亡抵抗和细胞因子释放的过程。在实验室小鼠中进行的标志性研究已经表征了许多主要的衰老调节因子,包括p16INK4a、p21、NF-κB、p53和C/EBPβ。为了发现衰老中的其他分子参与者,我们开发了一种筛选方法来利用小鼠物种之间的进化差异。我们发现,与实验室Mus musculus的细胞相比,地中海小鼠Mus spretus的原代细胞在用DNA损伤处理以诱导衰老时,产生的细胞因子较少,溶酶体活性也较低。我们使用等位基因特异性表达谱来编目数千个基因物种之间的衰老依赖性顺式调控变异。然后,我们测试了这些表达变化与转录因子结合位点的种间序列变异之间的相关性。在新兴的候选衰老调节剂中,我们选择了一种研究较少的细胞周期因子,上游刺激因子2(USF2)进行分子验证。在急性照射实验中,缺乏USF2的细胞损害了DNA损伤修复和反应。没有USF2的长期衰老培养物安装了一个夸大的衰老调节程序,关闭细胞周期和DNA修复途径,并提高细胞因子的表达,比野生型更强烈。我们在USF2的促修复、抗衰老调节功能模型下解释了这些发现。我们的研究为细胞衰老的机制提供了新的见解,并为基于自然变异的调节因子筛选提供了验证。
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  • 《Science | 凋亡细胞类型决定胞葬后巨噬细胞功能分化》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-10
    • 2024年4月5日,德国汉堡大学- Eppendorf医学中心Lidia Bosurgi、Nicola Gagliani共同通讯在Science发表题为Apoptotic cell identity induces distinct functional responses to IL-4 in efferocytic macrophages的文章,发现凋亡的细胞类型在决定胞葬巨噬细胞后续转录和功能反应方面发挥着关键作用,突出了炎症、组织修复和免疫耐受调节的新维度。 巨噬细胞是一种高度常见的细胞,在组织稳态和免疫调节中发挥着至关重要的作用。这些吞噬细胞不断清除其微环境中的各种垂死凋亡细胞,被称为胞葬作用。虽然清除凋亡细胞长期以来一直被认为是一种简单的“内务管理”功能,但新出现的证据表明,被吞噬的凋亡细胞的身份可以深刻影响巨噬细胞的激活和功能。研究人员证明,凋亡细胞来源的特定细胞谱系可以塑造巨噬细胞对2型细胞因子IL-4的反应。当骨髓来源的巨噬细胞在IL-4存在的情况下暴露于凋亡的中性粒细胞、T细胞或肝细胞时,会表现出不同的转录特征。吞噬凋亡中性粒细胞的巨噬细胞表现出组织重塑特征,其特征是与伤口愈合相关的基因如Arg1、Fn1和Chil3的上调。相反,对凋亡肝细胞的感知促进了免疫抑制或耐受表型,增加了Cebpa、Socs1和Cd274的表达。有趣的是,凋亡T细胞的摄取对巨噬细胞对IL-4的反应只有很微弱的影响。 为了了解潜在的机制,研究人员深入研究了不同凋亡细胞类型的特征。虽然所有凋亡细胞都表现出程序性细胞死亡的特征,如caspase激活和磷脂酰丝氨酸暴露,但它们的脂质组成不同。凋亡的中性粒细胞和胸腺细胞富含游离脂肪酸,而凋亡的肝细胞具有不同的脂质特征。重要的是,作者发现特异性吞噬受体(即AXL和MERTK)的参与对凋亡中性粒细胞的摄取至关重要,而对凋亡T细胞的摄取影响一般,但对凋亡肝细胞的吞噬却不重要。然后,研究人员使用曼氏血吸虫(S. mansoni)感染的小鼠模型在体内研究了这些发现的相关性,曼氏血吸虫是一种蠕虫寄生虫,可以诱导强大的2型免疫反应。来自受感染小鼠的肝髓系细胞的单细胞RNA测序揭示了不同的群体,这些群体富含与体外特定凋亡细胞类型的传感相关的基因特征。此外,以凋亡中性粒细胞和IL-4为条件的巨噬细胞的过继转移提高了感染小鼠结肠中寄生卵的清除率,突出了这一现象的潜在治疗意义。 重要的是,研究人员发现,在血吸虫感染期间,AXL和MERTK的参与对凋亡中性粒细胞的摄取至关重要,在较小程度上对T细胞的摄取也至关重要。骨髓细胞中缺乏这些吞噬受体的小鼠表现出寄生虫卵清除受损,肝损伤增加,血清中2型细胞因子如IL-5、IL-13和IL-10水平升高。这些发现表明,凋亡细胞和参与其摄取的特异性吞噬受体的身份可以显著影响巨噬细胞反应,从而影响宿主-病原体相互作用的结果。 总之,这项研究挑战了凋亡细胞是一个同质群体的概念,并强调了死亡细胞的细胞身份在形成巨噬细胞功能多样性中的重要性。研究人员证明,对不同凋亡细胞类型的感知可以在巨噬细胞中诱导特定的转录程序,且这是由选择性吞噬受体的参与驱动的。这些发现对我们理解巨噬细胞生物学和基于巨噬细胞的细胞疗法的潜在应用具有重要意义。
  • 《Science | 转录因子 ZEB2促进与年龄相关的 B 细胞的形成》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-29
    • 2024年1月26日,上海交通大学医学院附属仁济医院风湿科沈南教授和Carola G. Vinuesa教授团队在Science杂志上发表了题为The transcriptional factor ZEB2 drives the formation of age-associated B cells的研究论文。 近年来一群具有独特表型的效应B细胞亚群被鉴定出,被称为年龄相关B细胞(Age-associated B cell, ABC),推动了我们对滤泡外B细胞反应的理解,也加深了对效应B细胞反应的认知。这些B细胞高表达CD11c和T-bet分子,由于在年老的雌性小鼠体内被发现,因此得名。ABC在人类和小鼠中均存在,富集自身反应性克隆,发现在自身免疫、慢性感染以及衰老等慢性炎症性状态中积聚,并与自身免疫疾病的发病密切相关。ABC细胞的分化发育与GCB细胞主调控分子Bcl6无关,呈现EF反应的特征(亲和突变频率介于GCB和FoB细胞之间等),同时具有非典型记忆B细胞的特征(在再次抗原刺激后快速分化成浆细胞的能力)。作为独特的B细胞亚群,ABC细胞发育途径背后的调控机制尚不明确,而在自身免疫状态下,ABC的致病性受到何种分子决定也尚不清楚。 该研究利用单细胞测序和Cas9基因编辑技术,筛选出调控人和小鼠ABC细胞分化的关键转录因子ZEB2。在ZEB2遗传缺陷的人类样本和B细胞条件性Zeb2敲除小鼠中,发现ABC细胞的比例和数量减少。B细胞Zeb2缺陷缓解了狼疮模型中ABC介导的自身免疫表型。通过多种高通量测序技术发现,ZEB2能够与Mef2b基因第一个内含子区域的人鼠保守的增强子元件结合,从而抑制Mef2b基因的表达和其介导的GC反应。此外,ZEB2促进了Itgax的表达,并决定了ABC细胞独特的吞噬功能。ZEB2还通过影响JAK-STAT通路调控ABC细胞分化。在狼疮小鼠和自身免疫疾病患者中,采用JAK抑制剂托法替尼治疗能够减少ABC细胞的累积和疾病的活动度。该研究不仅揭示了ZEB2对ABC细胞谱系特化的调控功能和机制,同时发现ZEB2-JAK-STAT调控轴在ABC细胞分化中的关键作用,为ABC细胞介导的自身免疫疾病的治疗提供了新的靶点。