2024年3月13日,华盛顿大学医学院等机构的研究人员在Nature上发表了题为Rapid unleashing of macrophage efferocytic capacity via transcriptional pause release的文章。
在发育过程中,炎症或组织损伤时,巨噬细胞可能会通过吞噬作用连续地吞噬并处理多个凋亡尸体,以实现组织稳态。目前尚不完全了解巨噬细胞如何迅速调整其转录以实现持续的尸体摄取。转录暂停/释放是一种进化上保守的机制,其中RNA聚合酶(Pol)II启动20-60个核苷酸的转录,暂停几分钟到几小时,然后释放以产生全长mRNA。
该研究展示了巨噬细胞在遇到尸体的几分钟内,利用转录暂停/释放来迅速启动转录反应。对于人类和小鼠巨噬细胞,Pol II暂停/释放在体外和体内连续吞噬作用中是必需的。有趣的是,阻断Pol II暂停/释放并不妨碍Fc受体介导的吞噬作用、酵母摄取或细菌吞噬作用。三种基因组学方法——精确核运行测序、RNA测序和可接近性转座酶染色质测定(ATAC-seq)——在不同时间点对吞噬作用巨噬细胞的数据整合揭示了Pol II暂停/释放控制特定转录因子和下游靶基因的表达。对转录因子EGR3的机制研究揭示了EGR3相关的其他巨噬细胞基因重编程,这些基因涉及细胞骨架和尸体处理。使用溶酶体探针和一种新的遗传荧光报告子,该研究在吞噬作用期间发现了暂停/释放在吞噬体酸化中的作用。此外,来自egr3缺陷斑马鱼胚胎的微胶质细胞显示出减少的凋亡神经元吞噬作用和成熟吞噬体减少,支持了尸体处理缺陷。
总的来说,这些数据表明,巨噬细胞使用Pol II暂停/释放作为一种机制,以迅速改变它们的转录程序,高效处理摄入的凋亡尸体,并进行连续的吞噬作用。