自噬是細胞內進化保守的分解代謝過程。研究發現,自噬已成為T細胞代謝的關鍵參與者,自噬基因影響T細胞的增殖和存活。一篇文章向大家闡述了自噬的厲害。
思路:
結果:
1.T細胞中Pik3c3的缺失會重新編程基因表達
條件性敲除T細胞中Pik3c3的小鼠(Pik3c3f/f;Cd4-Cre)表現出嚴重的持續性炎癥,血清TNF、IFNG /IFN-γ、CCL2 / MCP-1和IL6升高。前期研究發現這些小鼠表現出T細胞部分丟失,脾臟、肝臟和淋巴結中NK細胞、γδT細胞、DC和B細胞的總百分比增加。RNA測序顯示CD4+T細胞中Pik3c3缺乏誘導89基因上調和1492基因下調,包括Pik3c3,通路富集分析表明在缺乏Pik3c3的CD4+T細胞代謝改變。Pik3c3缺乏的CD8A+T細胞中誘導54基因上調或30基因下調,通路分析發現細胞代謝未改變,影響最大的通路與唾液分泌、MAPK有關。在CD4+T中,許多代謝相關的基因上調10倍以上, 其他Th細胞轉錄因子的表達無差異。
2.刪除Pik3c3會導致線粒體功能和活化T細胞代謝改變
抗CD3E和抗CD28抗體刺激脾細胞,Pik3c3缺陷T細胞比例比對照T細胞明顯減少, 表明共刺激Pik3c3缺乏的T細胞導致大量細胞死亡。因為自噬是維持ATP所必需的,接下來通過測量耗氧率(OCR)和細胞外酸化率(ECAR)的變化分析激活T細胞中線粒體呼吸和糖酵解,發現Pik3c3缺乏降低活化CD4+和CD8A+T中的OCR和ECAR,在CD4+T細胞中減少更為顯著。Pik3c3f/f和Pik3c3f/f;Cd4-Cre小鼠中CD4+或CD8A+ T細胞的激活導致兩種細胞中線粒體染色增加。這些結果表明PIK3C3是T細胞活化過程中維持健康的線粒體負荷必需的,特別是在CD4+T細胞中。
3.T細胞中Pik3c3的缺失抑制Th1細胞分化
接下來評估Pik3c3缺陷是否調節Th細胞分化。不同極化條件下培養分選的Pik3c3缺乏和完整的CD4+SELL/CD62L+T細胞,抗CD3E抗體重新激活細胞,發現在不同極化條件下培養的幼稚CD4+T細胞在刪除Pik3c3時對細胞死亡具有不同敏感性。在Th1細胞條件下,在缺乏Pik3c3時IFNG產生的比例減少,Th2、Th17和Treg條件下培養的細胞無差異。
4.T細胞中Pik3c3缺乏抵抗EAE誘導
由于缺乏Pik3c3的CD4+T細胞經歷嚴重的凋亡,并表現激活后靜態表型以及未能分化為Th1細胞,推測Pik3c3缺失會抑制自身免疫反應的發展。采用多發性硬化癥的EAE模型測試T細胞中Pik3c3缺失是否導致EAE誘導的抗性。結果顯示pik3c3f/f;Cd4-Cre小鼠能完全抵抗EAE,MOG特異性IFNG+CD4+T細胞大大減少,IL17+CD4+T細胞也減少。BECN1-PIK3C3復合體在經典自噬和LAP途徑 至關重要。為排除Pik3c3缺失介導的EAE耐藥涉及LAP的可能性,研究rubcn-/-小鼠發展EAE的能力。所有rubcn-/-小鼠有EAE體征出現。繁殖誘導刪除Pik3c3的pik3c3f/f; Rosa26-CreERT2小鼠,4-OH他莫昔芬處理ER-Cre+細胞保護EAE。老鼠接受4-OH他莫昔芬處理的ER-Cre +細胞過繼轉移表達明顯降低CNS浸潤的PTPRCb CD45.2+細胞和CD4+T細胞的比例。這些數據表明PIK3C3在自身免疫反應的誘導和效應階段起關鍵作用。
5. T細胞特異性Pik3c3缺失未改變腫瘤轉移
為確定Pik3c3在腫瘤轉移中的重要性,在Pik3c3f/f和pik3c3f/f;Cd4-Cre小鼠注射肺癌細胞或B16黑色素瘤細胞,并監測肺腫瘤定植。Pik3c3f/f小鼠具有類似的LLC和B16黑色素瘤腫瘤負擔,pik3c3f/f; Cd4-Cre小鼠中CD4+T細胞、CD8A+T、MDSCs和CD8A+T細胞的頻率降低,CD44+SELL-T細胞頻率增加。Pik3c3缺乏并未改變PTPRC/CD45+細胞的抗LLC腫瘤功能。這些表明,T細胞中Pik3c3的缺失限制效應細胞清除腫瘤轉移的功能。