《研究揭示调控iNKT细胞分化终末成熟的分子机制》

  • 来源专题:中国科学院亮点监测
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2019-01-10
  • 9月24日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所刘小龙研究组的最新研究成果“Regulation of the terminal maturation of iNKT cells by mediator complex subunit 23”,首次揭示了调控iNKT细胞分化终末成熟的分子机制。

      iNKT细胞是一类特殊的T细胞亚群,表达特定的T细胞受体(TCR)和NK细胞表面受体(NK1.1)。iNKT细胞不同于经典的T细胞,能够识别MHC-I分子类似物CD1d分子递呈的糖脂类抗原,在抗原刺激后,能够迅速分泌一系列细胞因子,从而激活其他免疫细胞,在生理病理过程中发挥重要作用。大部分iNKT细胞由双阳性胸腺细胞(CD4+CD8+)分化而来, 其分化成熟过程分为四个阶段(阶段0-阶段3)。阶段0到阶段1,iNKT细胞进入快速增殖期;阶段1到阶段2上调CD44表达,获得效应记忆性;阶段2到阶段3,上调NK1.1表达,成为功能成熟的iNKT细胞。其中阶段2到阶段3是iNKT细胞分化的最后阶段,对于建立iNKT细胞特定的免疫功能十分关键,然而调控该分化阶段的分子机制一直不清楚。

      刘小龙研究组的工作揭示,在小鼠T细胞中特异敲除转录中介体亚基Med23后,iNKT细胞的分化完全停滞在阶段2,这为研究iNKT细胞终末分化成熟提供全新模型。对野生型阶段2和阶段3的iNKT细胞转录组进行比较,发现阶段2和阶段3的iNKT细胞具有不同的转录调控以及免疫功能相关基因的表达。进一步的功能分析表明,相较于阶段2的细胞,阶段3的iNKT细胞不仅可以上调一系列NK细胞相关的表面受体;在受到抗原刺激后,还具有快速分泌细胞因子和趋化因子的能力。然而,Med23缺失的iNKT细胞功能受损,甚至不能达到野生型阶段2的iNKT细胞的功能水平,表现出抗原应答不敏感,丧失免疫细胞招募能力,最终导致iNKT细胞清除肿瘤的能力受损。他们的研究还进一步揭示,在Med23缺失的iNKT细胞中过表达AP-1家族转录因子c-Jun能够部分拯救iNKT细胞的分化缺陷。该研究深入探讨了iNKT细胞从阶段2到阶段3过程中免疫功能建立的机理,揭示了Med23调控iNKT细胞分化终末成熟的作用与机制。

      在读博士生徐昱为论文的第一作者,研究员刘小龙为通讯作者。该研究得到研究员吴立刚及其学生李荣红、张宏道在转录组测序方面的大力帮助。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院先导专项、中国科学院青年创新促进会和中国博士后科学基金的经费资助,同时获生化与细胞所公共技术服务中心动物实验技术平台、细胞生物学技术平台的技术支持。

相关报告
  • 《Uhrf1控制通过Akt-mTOR轴iNKT细胞存活和分化》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:雷洁
    • 发布时间:2016-04-15
    • iNKT细胞在免疫应答中发挥极其重要的作用,是固有免疫和适应性免疫的桥梁,而iNKT细胞的功能是在胸腺发育过程中建立和完善的。尽管科学家们已经揭示了一些调控iNKT细胞分化成熟的因子,但是对于iNKT细胞在分化的关键阶段(阶段1)协同完成自我扩增和建立效应功能的调控机制还不清楚。 Uhrf1在处于阶段1的iNKT细胞中高表达;在T淋巴细胞中特异性敲除Uhrf1后,iNKT细胞的分化被阻滞在阶段1且存活能力降低,最终导致在脾脏和肝脏中成熟的iNKT细胞数目显著减少。进一步的机制研究发现,代谢相关的信号通路在敲除Uhrf1后发生变化,Akt-mTOR信号传导减弱,而过表达活化的Akt可以恢复iNKT细胞的分化成熟缺陷。该研究揭示了Uhrf1调控iNKT细胞分化和存活的关键作用及分子机制,增进了对于iNKT细胞分化与功能调控的认识。
  • 《丁梅研究组揭示神经突生长调控新机制》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2018-12-01
    • 神经突正确延伸对于神经网络的形成至关重要。过去几十年的研究发现了数十种导向信号分子,它们作用于生长锥表面受体,通过调控细胞骨架的动态运动,控制神经突的靶向性延伸。然而,神经元轴、树突在生长和延伸过程中往往遭遇多种导向信号,神经元如何同时解读多种不同信号,并做出最终的单一性选择,其机制并不完全清楚。   中国科学院遗传与发育生物学研究所丁梅研究组发现,线虫RME神经突延伸过程中同时暴露于Slit和Wnt两种信号分子。虽然RME神经元表达Slit受体-Robo,但其延伸并不受Slit调控。相反,Robo与酪氨酸受体家族孤单受体Ror2形成受体复合物,帮助Wnt信号的传递。Robo 在线虫中的唯一同源蛋白SAX-3可以直接结合Wnt分子,并协同其他Wnt受体,将信号传递到下游效应分子Dsh。Dsh蛋白是RME神经突延伸的重要驱动,在RME神经突生长侧非对称聚集。有意思的是:Robo也存在与Dsh类似的非对称分布,且Dsh的极性分布依赖于Robo。这表明Robo的非对称性分布促进了RME神经突在特定方向的延伸。该研究揭示了Robo受体与Wnt-Ror信号通路的相互作用机制,暗示:在不同信号分子共存的情况下,原本认为是针对某一特定信号的受体其实可以通过与其他受体互作,变换自身感应特质。这一现象的揭示,有助于增进我们对复杂在体环境下神经突如何整合不同信号的认识,为探索神经网络发育形成调控机制提供了新见解。   该研究结果于2018年2月20日在线发表于PNAS杂志上(DOI:10.1073/pnas.1717468115)。丁梅研究组博士研究生王家明为该论文第一作者。这一工作得到了国家自然科学基金委和国家重点基础研究发展计划的资助。