T细胞中Bruton酪氨酸激酶的表达促进自身反应性T细胞活化并加重再生障碍性贫血

T-cell expression of Bruton's tyrosine kinase promotes autoreactive T-cell activation and exacerbates aplastic anemia

作者信息Simo Xia, Xiang Liu, Xuetao Cao, Sheng Xu
PMID31431692
发布时间2020-10
DOI10.1038/s41423-019-0270-9

实验完整度

包括体外T细胞活化增殖实验、AA和GVHD小鼠模型、机制研究(免疫共沉淀、磷酸化)及抑制剂治疗,多个独立证据层级。

主要模型

小鼠T细胞(CD4+和CD8+ T细胞) 免疫介导的再生障碍性贫血(AA)小鼠模型(BDF1) 急性移植物抗宿主病(aGVHD)小鼠模型(Balb/C) T细胞介导的结肠炎模型(Rag2−/−小鼠)

重点核对

T细胞亚群纯度>99% T细胞转移后AA模型:5×10^6 pan T细胞/只,i.v. ACP196处理剂量:0.1, 1, 5 μM 共转移实验:WT(CD45.1+)和Btk−/−(CD45.1−)T细胞1:1混合

摘要

Bruton酪氨酸激酶(BTK)在BCR信号传导中的作用已被明确,并且BTK参与B细胞的发育、分化和恶性肿瘤。然而,Btk在T细胞中的表达及其在T细胞功能中的作用仍 largely 未知。在这里,我们意外地发现BTK在T细胞中高表达和激活。BTK缺陷导致自身反应性T细胞的活化和增殖受损,并改善了再生障碍性贫血中的骨髓衰竭(BMF)。机制上,BTK在TCR结合后被激活,随后磷酸化PLCγ1,从而促进T细胞活化。使用选择性BTK抑制剂acalabrutinib治疗可减少再生障碍性贫血小鼠的T细胞增殖并改善BMF。我们的结果揭示了BTK在最佳T细胞活化以及自身免疫性再生障碍性贫血发病机制中的意外作用,为T细胞活化的分子调控和T细胞介导的自身免疫疾病的发病机制提供了见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
BTK是否在T细胞中表达并影响T细胞功能及其在自身免疫性再生障碍性贫血发病中的作用
核心机制
BTK在TCR结合后被激活,直接磷酸化PLCγ1,放大TCR下游信号,促进T细胞活化和增殖
主要证据
BTK在效应/记忆T细胞中高表达;TCR刺激后BTK磷酸化;Btk缺陷T细胞增殖和活化受损;BTK与PLCγ1相互作用并增加其磷酸化;AA和GVHD模型中Btk−/− T细胞减轻疾病;ACP196抑制T细胞增殖并改善AA
研究意义
揭示了BTK在T细胞活化中的意外作用,为T细胞介导的自身免疫性疾病(如AA)的发病机制和治疗提供了新见解

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

BTK在T细胞中的表达和活化检测

验证BTK是否在T细胞中表达及其在TCR刺激后是否活化

通过流式分选获取高纯度T细胞亚群,用qPCR和Western blot检测Btk mRNA和蛋白水平;TCR刺激后检测BTK磷酸化

2

Btk缺陷T细胞在AA模型中的功能评估

评估Btk缺陷对T细胞介导的骨髓衰竭的影响

将WT或Btk−/− pan T细胞转入致死性照射的BDF1小鼠,监测生存、血细胞计数、骨髓形态、T细胞浸润和细胞因子水平

3

Btk缺陷T细胞在aGVHD模型中的功能评估

验证Btk在T细胞介导的移植物抗宿主病中的作用

将T细胞去除的骨髓联合WT或Btk−/− T细胞转入致死性照射的Balb/C小鼠,监测生存、病理评分、供体T细胞比例和IFN-γ产生

4

Btk对T细胞增殖和凋亡的影响

确定Btk缺陷导致T细胞减少的机制(增殖或凋亡)

在AA模型中通过流式检测供体T细胞数量、EdU掺入和凋亡;体外用CFSE稀释和EdU检测T细胞增殖

5

Btk内在作用研究(混合转移实验)

区分Btk缺陷是内在还是外在导致T细胞增殖缺陷

将WT(CD45.1+)和Btk−/−(CD45.1−)T细胞1:1混合转入AA模型,比较竞争性增殖

6

Btk对TCR信号通路的影响

探究Btk在TCR信号传导中的作用及底物

刺激WT和Btk−/− CD4+ T细胞,检测ZAP70、LAT、PLCγ1磷酸化;免疫共沉淀检测BTK与信号分子相互作用;过表达实验检测BTK对PLCγ1磷酸化的影响

7

BTK抑制剂ACP196对T细胞和AA的影响

验证BTK抑制剂能否抑制T细胞反应并改善AA

体外用ACP196处理T细胞检测增殖;体内AA模型从第0天或第5天开始给予ACP196,检测T细胞浸润、骨髓破坏和生存

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI 1640培养基----
抗CD3抗体(克隆500A2)BD Pharmingen--
抗CD28抗体(克隆37.51)BD Pharmingen--
PMA/离子霉素----
细胞计数微球阵列BioLegend--
抗磷酸化BTK抗体CST5082
抗BTK抗体CST3532;
抗PLCγ1抗体CST14008
CFSELife Technologies--
EdU----
ACP196(阿卡替尼)----
Pan T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
TRIzol试剂Invitrogen Life Technologies--
细胞裂解液CST--
BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
化学发光检测系统Pierce--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
T细胞分离和分选
细胞纯度>99%,双重分选
阅读提示:Methods: T-cell isolation and in vitro differentiation assays
AA模型建立
BDF1小鼠,5.5 Gy TBI,5×10^6 pan T细胞i.v.
阅读提示:Methods: Induction of AA
aGVHD模型建立
Balb/C小鼠,8 Gy TBI,TCD-BM 5×10^6,T细胞5×10^6
阅读提示:Methods: Induction of GVHD
T细胞体外刺激
anti-CD3 (0.5 μg/ml)和anti-CD28 (0.5 μg/ml)预包被,或PMA/ionomycin
阅读提示:Methods: T-cell isolation and in vitro differentiation assays; Figure 6 legends
药物处理
ACP196浓度(0.1-5 μM)及给药方式(口服灌胃)
阅读提示:Figure 8 legends; Methods: Induction of AA
T细胞增殖检测
CFSE浓度5 μM,EdU浓度20 μM
阅读提示:Methods: Cell proliferation and EdU assays
统计分析
未配对双侧t检验,单因素方差分析,Log-rank检验
阅读提示:Methods: Statistical analysis