JCI丨南模生物助力陸前進(jìn)/趙明團(tuán)隊揭示E4BP4調(diào)控自身免疫性疾病的重要機(jī)制


濾泡輔助性T細(xì)胞(Follicular T helper cells, Tfh cells)是一類主要定位于淋巴濾泡生發(fā)中心(Germinal center, GC)的CD4+?輔助性T淋巴細(xì)胞亞群,它在誘導(dǎo)B細(xì)胞激活、分化、產(chǎn)生抗體過程中發(fā)揮作用,廣泛參與體液免疫反應(yīng)【1】。Tfh細(xì)胞的異常活化和分化會擾亂生發(fā)中心對于B細(xì)胞的選擇,從而影響自身抗體的分泌。而新近發(fā)現(xiàn)的濾泡調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞?(Follicular T regulatory cells,Tfr cells)?是一類特殊的調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞亞群,其能特異性地通過抑制Tfh 細(xì)胞和B 細(xì)胞以抑制GC 反應(yīng)【2】。Tfh細(xì)胞參與多種自身免疫性疾病的發(fā)病,例如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus, SLE)。SLE中常伴有大量生發(fā)中心的形成,這有助于自身抗體的產(chǎn)生,繼而引起結(jié)締組織中的炎癥。研究表明,系統(tǒng)性紅斑狼瘡?fù)庵苎獑魏思?xì)胞(PBMC)中的循環(huán)Tfh(cTfh)細(xì)胞數(shù)量增加,與自身抗體滴度和疾病進(jìn)展呈正相關(guān)?【3-5】。因此,針對Tfh細(xì)胞的靶向性治療有助于恢復(fù)免疫耐受以達(dá)到治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的目的。


腺病毒E4啟動子結(jié)合蛋白-4(E4BP4)是哺乳動物細(xì)胞核內(nèi)的一種堿性亮氨酸拉鏈?(bZIP)?型轉(zhuǎn)錄因子,參與調(diào)控細(xì)胞的存活和增殖【6】。已有研究表明E4BP4參與調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞譜系的發(fā)育和功能,還可以調(diào)節(jié)B細(xì)胞的IgE類別轉(zhuǎn)換,T細(xì)胞極化反應(yīng)和細(xì)胞因子的表達(dá)【7-10】。該課題組前期已證明E4BP4在SLE患者CD4+?T細(xì)胞中表達(dá)明顯上調(diào),并可通過抑制CD40L基因的表達(dá)抑制T細(xì)胞自身反應(yīng)性活化。盡管E4BP4在免疫細(xì)胞發(fā)育和功能中起著重要作用,但其對Tfh細(xì)胞分化和功能的調(diào)控、以及在自身免疫性疾病中的機(jī)制研究尚不清楚。


2020年6月2日,中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院皮膚科(醫(yī)學(xué)表觀基因組學(xué)湖南省重點實驗室)陸前進(jìn)、趙明課題組在Journal of clinical investigation雜志在線發(fā)表題為E4BP4 mediated inhibition on T follicular helper cell differentiation is compromised in autoimmune diseases的研究論文。



南模生物為該研究構(gòu)建了E4bp4-Rosa26小鼠模型。?



該研究揭示了轉(zhuǎn)錄因子E4BP4介導(dǎo)的負(fù)反饋調(diào)控對Tfh細(xì)胞分化的抑制作用及機(jī)制探討;并發(fā)現(xiàn)SLE患者CD4+?T細(xì)胞中 E4BP4的磷酸化水平缺陷影響了E4B4P的功能,可能是SLE中Tfh細(xì)胞及自身抗體的異常增多的原因之一。該研究揭示了抗體介導(dǎo)的自身免疫疾病發(fā)病新機(jī)制,幷為治療提供了新途徑和新靶標(biāo)。

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首先,研究人員通過比較E4BP4在野生型小鼠(wild-type,WT)免疫模型和人類扁桃體組織不同亞群CD4+?T細(xì)胞中的表達(dá),發(fā)現(xiàn)E4BP4在Tfh細(xì)胞中表達(dá)明顯升高。表達(dá)譜芯片結(jié)果顯示在E4BP4敲除鼠的Tfh細(xì)胞中,Tfh細(xì)胞特征性基因Bcl6, Il21, Pdcd1, Tcf7, Pou2af1, Cd40lg?和Tiam1等表達(dá)上調(diào), 而Tfr細(xì)胞特征性基因FoxP3, IL10?和?Ctla4等表達(dá)下調(diào)。研究者進(jìn)一步通過在T細(xì)胞中構(gòu)建條件性敲除(conditional Knockout)或敲入(conditional knockin)E4bp4基因小鼠發(fā)現(xiàn),Tfh細(xì)胞的比例在E4BP4敲除鼠中明顯增加,并伴隨有Tfr細(xì)胞比例的下降,生發(fā)中心B細(xì)胞比例的上調(diào)及IgG抗體分泌的增加。另一方面,該研究發(fā)現(xiàn)E4BP4缺失會顯著加重Pristane誘導(dǎo)的小鼠狼瘡樣表型。表現(xiàn)為在E4bp4基因敲除鼠體內(nèi)自身抗體明顯增加,伴隨有Tfh細(xì)胞和B細(xì)胞比例的增加,以及明顯加重的腎臟狼瘡樣的病理改變。

BCL-6作為Tfh細(xì)胞分化途徑上的關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子, 可調(diào)控Tfh細(xì)胞的增殖、分化?【11】。研究通過染色質(zhì)免疫共沉淀和高通量測序技術(shù)(ChIP-Seq)等技術(shù)證明 了E4BP4可以結(jié)合在Bcl6基因轉(zhuǎn)錄起始位點上游的啟動子區(qū)來調(diào)節(jié)該基因的轉(zhuǎn)錄。通過免疫共沉淀(CO-IP)法進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)E4BP4可以募集抑制性表觀遺傳修飾子組蛋白去乙?;窰DAC1(Histone Deacetylase 1,HDAC1)和組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2(Enhancer of zeste homolog 2,EZH2)來抑制Bcl6基因的轉(zhuǎn)錄。

另一方面,研究者通過設(shè)計不同E4BP4蛋白的磷酸化突變體證實,E4BP4磷酸化缺失會損害其抑制Tfh細(xì)胞分化和BCL6基因表達(dá)的能力。而有意思的是在SLE CD4+?T 細(xì)胞中,該研究發(fā)現(xiàn)E4BP4的磷酸化水平是明顯降低的,提示E4B4P的磷酸化缺陷可能是SLE患者體內(nèi)發(fā)生過度自身免疫反應(yīng)的原因之一。

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總的來講,這項研究揭示了E4BP4在調(diào)節(jié)體液免疫和自身免疫反應(yīng)中的關(guān)鍵作用,為理解系統(tǒng)性紅斑狼瘡的免疫學(xué)機(jī)理提供了新的視角,并為系統(tǒng)性紅斑狼瘡的治療和以E4BP4為靶點的藥物開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。


據(jù)悉,趙明研究員和博士生王子君為該論文的并列第一作者,中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院為第一作者單位,陸前進(jìn)教授為獨立通訊作者。



原文鏈接:
https://www.jci.org/articles/view/129018


本文轉(zhuǎn)載自BioArt公眾號



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