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天然免疫应答是宿主抵御外来入侵病原体的第一道防线,主要是由天然免疫细胞通过表达模式识别受体(Pattern-recognition receptors,PRRs)识别病原相关分子模式(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)和危险相关分子模式(Damage-associated molecular patterns,DAMPS)而启动并发挥效应。天然免疫反应的强度和持续时间在抵抗外来病原体入侵以及在维持机体免疫稳态中发挥重要作用。当天然免疫过度活化,就会打破免疫平衡,导致自身免疫系统紊乱,引发自身免疫病等。因此,天然免疫的精准调控对于维持机体的稳态和炎症疾病的防治是至关重要的。表观遗传修饰如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控和染色质重塑是当今生命科学的研究热点。近年来,我们实验室在天然免疫的表观遗传调控研究方面开展了深入的探讨,发现了一些新型的天然免疫调控的表观机制。然而,仍有许多未知的表观遗传修饰分子需要鉴定,其在天然免疫的潜在作用机制仍有待进一步研究。基于此,我们展开了以下两部分研究:第一部分Cbx2通过促进Ifnb启动子区Jmjd3介导的H3K27的去甲基化增强抗病毒效应多梳家族蛋白(Polycomb group,PcG),是一组通过染色质修饰调控靶基因的转录调控子,包括两个复合体:PRC 1(Polycomb complex 1)和 PRC2(Polycomb complex 2)。染色质框蛋白(Chromobox,Cbx)家族是PRC1的重要成员,分为两类:Hp1α,Hp1β,Hp1γ与Cbx2,Cbx4,Cbx6,Cbx7,Cbx8。后者有一个N端染色质结构域,发挥识别和结合H3K27me3的作用,这有助于在Cbx的特定区域内募集PRC1并维持染色质的稳定状态。越来越多的研究表明Cbx蛋白在多种生物过程中发挥着关键作用,如干细胞分化、神经突发育和肿瘤血管生成等。最近,Cbx7已被证实可以抑制活化诱导的T细胞的凋亡,表明Cbx在适应性免疫反应中发挥一定作用。然而,Cbx家族蛋白在天然免疫方面的作用仍不清楚。以往报道的基因芯片数据显示,在脑组织(GEO:GSE44331)和 RAW264.7 巨噬细胞(GEO:GSE81675)中,感染 VSV 后Cbx蛋白家族表达降低,我们验证了这一现象并且发现Cbx2的表达降低最为显著,提示Cbx2可能参与抗病毒免疫反应。通过检测发现Cbx2在巨噬细胞中高表达,因此本部分我们主要研究Cbx2在抗病毒天然免疫中的作用和机制。我们发现在小鼠原代腹腔巨噬细胞中,干扰Cbx2的表达可显著抑制病毒触发的IFN-β的mRNA和蛋白水平,在RAW264.7巨噬细胞中过表达Cbx2可显著增强此效应。进一步通过体内实验我们也得到了一致的结果:与对照组相比,Cbx2缺失小鼠对病毒呈现高易感性,并且肺部有更严重的炎性细胞浸润与组织损伤。通过信号通路筛选和报告基因检测,我们发现Cbx2可促进If?b的转录,但不影响Il6的转录水平。在机制方面,我们发现Cbx2增强了 If?b启动子区H3K27me3的去甲基化修饰。我们进一步发现Cbx2通过招募去甲基化转移酶Jmjd3来发挥这一调控效应。因此,我们提出Cbx2调控抗病毒免疫反应的机制:Cbx2结合并增强Jmjd3在If?b启动子区的募集,导致Ifnb启动子区H3K27me3的去甲基化,继而促进Ifnb的转录。在这一部分,我们的研究揭示了一种新型的抗病毒天然免疫调控机制,同时也发现了 Cbx家族成员的一种非传统功能。第二部分Kat6b通过增强Il6启动子区H3K23乙酰化募集促进IL-6的产生在本部分中,我们前期利用靶向711个表观遗传分子的慢病毒筛选库,发现在THP-1细胞中干扰赖氨酸乙酰基转移酶6B(Lysine acetyltransferase6B,Kat6b)(编码 KATB/MYST4/MORE,MYST 家族成员)能够显著抑制IL-6的分泌。为了进一步探索在巨噬细胞中对LPS诱导的IL-6分泌的调控作用及机制,LPS能够上调小鼠腹腔巨噬细胞与RAW264.7细胞中Kat6b mRNA的表达;我们利用RNA干扰技术干扰Kat6b基因的表达,实时荧光定量PCR与酶联免疫吸附法检测干扰Katb的表达对LPS诱导的IL-6的mRNA与蛋白水平的影响,我们发现干扰Kat6b抑制腹腔巨噬细胞IL-6的分泌;过表达V5-Kat6b促进RAW264.7细胞IL-6的分泌;采用蛋白质免疫印迹检测Kat6b干扰对LPS触发的NF-κB与MAPK信号通路的活化情况的影响,并进一步通过双荧光素酶报告基因实验检测Kat6b对Il6的启动子区的影响;最后,利用染色质免疫沉淀技术检测Kat6b对Il6基因启动子区组蛋白乙酰化的募集,实验检测发现Kat6b能够增强Il6启动子区H3K23ac的募集,进而促进IL-6的转录。因此我们得出结论,Kat6b通过增强Il6启动子区H3K23的乙酰化修饰促进LPS诱导的IL-6的产生。综上,我们的研究揭示了两种新型的天然免疫表观调控机制,为治疗病毒感染与抑制机体过度免疫反应均提供了新的潜在靶点和思路。