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VSIG4介导NLRP3和IL-1在巨噬细胞中的转录抑制


    

原文标题:VSIG4 mediates transcriptional inhibition of Nlrp3 and Il-1β in macrophages

期刊:Science Advances

影响因子:12.804(2018年)

发表时间:2019年1月9日

选用服务:Ms4a6d−/−小鼠

 

研究背景:

 

促炎性细胞因子IL-1β和IL-18在宿主防御感染和炎性疾病中起着重要的作用,它们主要来自巨噬细胞。IL-1β/IL-18的活化通常需要caspase-1的切割,其活性受到炎性体的调控。最有特征性的炎性体是NLRP3,它的失调导致各种炎症反应综合征的发生。因此,NLRP3炎症体的激活和抑制必须保持良好的平衡,避免宿主体内发生过度的炎症损伤。

 

VSIG4作为免疫球蛋白超家族的补体受体,特异性表达在静息组织驻留的巨噬细胞中。通过结合补体C3的降解成分C3b或iC3b,VSIG4介导病原体的清除。VSIG4还可以抑制T细胞的增殖,并促进Foxp3+调节性T细胞(Treg)的分化。然而,VSIG4是否能够控制NLRP3炎性体组分的转录,目前还不确定。

 

研究思路:

 

Step 1 VSIG4基因敲除小鼠模型验证

为了研究VSIG4是否调控NLRP3炎症小体信号,研究人员利用VSIG4基因敲除的小鼠模型,发现在腹腔渗出巨噬细胞(PEMs)中,VSIG4功能缺陷会明显促进NLRP3和IL-1β的表达,表明VSIG4对NLRP3表达的负调控作用。

 

VSIG4在体外抑制

图1. VSIG4在体外抑制Nlrp3和Il-1β的转录

 

Step 2 生物信息学预测、RNA干扰等技术分析

 

为了验证VSIG4通过A20-NF-κB信号通路起作用。研究人员通过生物信息学预测、RNA干扰等技术,发现A20基因的启动子区域存在STAT3 (的结合位点,过表达VSIG4引起了STAT3及上游的JAK2 (Janus kinase 2)蛋白的磷酸化激活,进而增强A20基因的表达。

 

为了寻找VSIG4激活JAK2-STAT3-A20通路的上游信号元件,研究人员通过酵母分离泛素筛选系统,鉴定出跨膜蛋白MS4A6D能够与VSIG4以及JAK2相互作用,从而介导了A20的激活,通过点突变实验发现MS4A6D第232位和235位丝氨酸的磷酸化发挥了关键作用。

 

 

Step 3 动物体内实验验证

 

研究人员以实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型以及葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎模型来研究VSIG4对NLRP3炎症小体激活的影响。结果表明,VSIG4功能缺失后加剧了小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎的严重程度,同时显示出对DSS诱导的结肠炎的抗性。

 

Step 4 利用抗体进行体外实验验证

为了做进一步的功能验证,研究人员以制备了VSIG4的单克隆抗体VG11,在细胞水平上,VG11与VSIG4结合能够抑制LPS诱导的proIL-1β以及NLRP3的表达;同时,在EAE小鼠模型中,VG11能够缓解小鼠EAE的严重程度,上述激动剂的实验结果再次验证了VSIG4对NLRP3炎症小体的抑制作用。

 

结论:

 

此研究在巨噬细胞中发现了NLRP3在转录水平调控的新机制,深化了人们对于NLRP3表达调控的认识,同时提示VSIG4可以作为NLRP3炎性体相关疾病的潜在治疗靶点。

 

Tips

 

赛业生物不仅提供各种类型的基因编辑小鼠和大鼠模型定制服务,同时也提供小鼠手术模型和药物诱导的小鼠模型的制备服务,比如上文中所提到的实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型以及葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎模型。

 

【赛业生物科技简介】

作为实力雄厚的基因工程鼠技术平台,赛业生物已服务全球数万名科学家,赛业产品与技术已直接应用于包括CNS(Cell, Nature, Science)三大期刊在内的2700余篇学术论文。2016年,TurboKnockout把ES打靶金标准推向新高度;同年,CRISPR-Pro使大片段敲入及条件性基因敲除变得更加高效;2017年,AlphaKnockout基因打靶专家系统首次实现基于人工智能的最优化方案设计;同年7月,推出万例CRISPR-AI基因敲除小鼠资源库。赛业一步一个脚印,踏实前行,助力中国科研!