清華新聞網(wǎng)12月23日電 CD4+T細(xì)胞是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)核心調(diào)控細(xì)胞，廣泛參與機(jī)體抗感染、抗腫瘤及免疫穩(wěn)態(tài)維持等多種生理病理過(guò)程，其功能異常與自身免疫病、感染性疾病、腫瘤等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。SLC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員眾多，通過(guò)介導(dǎo)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、離子平衡調(diào)控及代謝產(chǎn)物交換等關(guān)鍵過(guò)程，充當(dāng)CD4+T細(xì)胞代謝與功能調(diào)控的“核心門(mén)控”角色。大量研究證實(shí)，SLC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在CD4+T細(xì)胞中的表達(dá)異?；蚬δ芪蓙y，會(huì)直接影響CD4+T細(xì)胞的活化、亞群分化及效應(yīng)功能發(fā)揮，進(jìn)而參與多種免疫相關(guān)疾病的病理進(jìn)程。提示靶向CD4+T細(xì)胞中特定SLC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，有望成為免疫相關(guān)疾病治療的新策略與潛在靶點(diǎn)。
近日，清華大學(xué)藥學(xué)院陳立功課題組及其合作者報(bào)道了ATP轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白VNUT通過(guò)調(diào)控P2X7R-JNK-FOXO3a-Eomes信號(hào)通路對(duì)Th1細(xì)胞的分化產(chǎn)生的調(diào)控作用。
圖1.VNUT通過(guò)P2X7R-JNK-FOXO3a-Eomes對(duì)Th1分化進(jìn)行調(diào)控
研究團(tuán)隊(duì)首先發(fā)現(xiàn)VNUT在CD4+T細(xì)胞發(fā)育成熟后，其表達(dá)量呈顯著上調(diào)趨勢(shì)（圖1A）。為探究VNUT在CD4+T細(xì)胞分化中的功能，研究團(tuán)隊(duì)利用loxp-cre條件性敲除技術(shù)，構(gòu)建了CD4+T細(xì)胞特異性Vnut基因敲除（cKO）小鼠模型。體外誘導(dǎo)分化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與野生型相比，cKO小鼠來(lái)源的CD4+T細(xì)胞向Th1亞型的分化能力顯著增強(qiáng)，具體表現(xiàn)為T(mén)h1細(xì)胞比例升高及特征細(xì)胞因子IFN-g表達(dá)上調(diào)（圖1B、C）。為解析上述表型的分子機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)cKO小鼠來(lái)源的Th1細(xì)胞進(jìn)行RNA-seq分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子Eomes的mRNA水平均顯著升高（圖1D）。進(jìn)一步的機(jī)制探究表明，VNUT通過(guò)調(diào)控CD4+T細(xì)胞受體（TCR）刺激后的ATP釋放，進(jìn)而影響ATP受體P2X7R的活化狀態(tài)；而P2X7R的活化差異會(huì)進(jìn)一步傳導(dǎo)至下游信號(hào)通路，調(diào)控JNK激酶的磷酸化水平（圖1E）。后續(xù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，磷酸化的JNK可直接作用于轉(zhuǎn)錄因子FOXO3a，通過(guò)磷酸化修飾調(diào)控其核質(zhì)穿梭及亞細(xì)胞定位（圖1F、G），進(jìn)而影響FOXO3a對(duì)Eomes基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性（圖1H）。最終，通過(guò)這一“VNUT-ATP-P2X7R-JNK-FOXO3a-Eomes”的級(jí)聯(lián)調(diào)控通路，VNUT實(shí)現(xiàn)了對(duì)CD4+T細(xì)胞向Th1亞型分化過(guò)程的調(diào)控。
進(jìn)一步功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，Vnut基因敲除可通過(guò)增強(qiáng)Th1細(xì)胞的效應(yīng)功能，調(diào)控宿主的抗感染與抗腫瘤應(yīng)答：一方面能顯著提升小鼠對(duì)單核增生性李斯特菌感染的清除能力，增強(qiáng)機(jī)體抗感染免疫力（圖2A-C）；另一方面可有效抑制腫瘤組織的生長(zhǎng)增殖，展現(xiàn)出明確的抗腫瘤活性（圖2D-G）。此外，VNUT特異性抑制劑的干預(yù)實(shí)驗(yàn)顯示，其同樣能發(fā)揮一定的腫瘤生長(zhǎng)抑制作用（圖2H-J）。結(jié)合前文分子機(jī)制研究結(jié)果，上述數(shù)據(jù)共同證實(shí)，VNUT通過(guò)調(diào)控Th1細(xì)胞分化及功能，參與調(diào)控宿主抗感染和抗腫瘤免疫應(yīng)答，提示VNUT有望成為抗感染與抗腫瘤治療的潛在藥物靶點(diǎn)。
圖2.Vnut敲除增強(qiáng)抗細(xì)菌和抗腫瘤免疫
圖3.VNUT對(duì)Th1調(diào)控機(jī)制示意圖
研究成果以“VNUT介導(dǎo)的ATP釋放通過(guò)P2X7R-JNK-FOXO3a-Eomes信號(hào)級(jí)聯(lián)抑制輔助性T細(xì)胞（Th）1型分化”（VNUT-mediated ATP release suppresses T helper (Th) 1 cell differentiation via the P2X7R-JNK-FOXO3a-Eomes signaling cascade）為題，于12月19日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。
清華大學(xué)藥學(xué)院教授陳立功和免疫學(xué)研究所研究員王小虎為論文共同通訊作者，藥學(xué)院2024屆博士畢業(yè)生武博隆為論文第一作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的資助。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adz7600
供稿：藥學(xué)院
編輯：李華山
審核：郭玲
