T细胞CD147缺陷通过抑制TGFβ存在下TECs的EMT过程防止胸腺退化

CD147 deficiency in T cells prevents thymic involution by inhibiting the EMT process in TECs in the presence of TGFβ

作者信息Ruo Chen, Ke Wang, Zhuan Feng, Ming-Yang Zhang, Jiao Wu, Jie-Jie Geng, Zhi-Nan Chen
PMID31900457
发布时间2021-01
DOI10.1038/s41423-019-0353-7

实验完整度

包含基因敲除小鼠模型、体外共培养、Co-IP/质谱、Western blot、免疫荧光等,并进行了功能验证和机制验证

主要模型

CD147T-KO小鼠 野生型小鼠 TECs与CD4+ T细胞共培养体系 TECs

重点核对

小鼠基因型:CD147T-KO与野生型 小鼠周龄:6、12、36周 体外共培养中TGFβ处理浓度 CD147+CD4+ T细胞与TECs共培养时间 信号通路抑制剂处理(TGFβ抑制剂、Src抑制剂)

摘要

衰老过程中的胸腺退化是T细胞产生减少和免疫力降低的主要原因。在这里,我们显示T细胞上CD147的缺失可防止胸腺衰老,导致胸腺随年龄缩小的速度减慢,并增加初始T细胞的产生。这种表型是胸腺上皮细胞(TECs)中上皮-间质转化(EMT)过程减慢的结果,最终导致脂肪细胞积累减少。在体外共培养系统中,我们发现TGFβ是TECs中EMT过程的重要因素,它可以通过p-Smad2/FoxC2信号传导降低E-钙粘蛋白的表达。此外,T细胞上的CD147可以通过与TECs上的膜联蛋白A2相互作用加速E-钙粘蛋白表达的下降。在TGFβ存在下,膜联蛋白A2和E-钙粘蛋白在TECs上共定位。然而,T细胞上的CD147竞争性结合TECs上的膜联蛋白A2,导致E-钙粘蛋白的隔离。然后,分离的E-钙粘蛋白容易被磷酸化的Src激酶磷酸化,其磷酸化由TGFβ诱导,最终p-E-钙粘蛋白被降解。因此,在胸腺中,T细胞与TECs之间的相互作用导致与年龄相关的胸腺退化。在本研究中,我们阐明了触发TECs中EMT过程的机制,并表明抑制TGFβ和/或CD147可能作为阻止年龄相关性胸腺退化的策略。

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
T细胞上的CD147是否通过影响TECs的EMT过程参与年龄相关性胸腺退化及其机制。
核心机制
TGFβ通过p-Smad2/FoxC2信号通路触发TECs的EMT;T细胞上的CD147与TECs上的膜联蛋白A2相互作用,竞争性结合导致E-cadherin隔离,随后被Src激酶磷酸化并降解,加速EMT过程。
主要证据
CD147T-KO小鼠胸腺退化减慢,TECs中E-cadherin表达较高;体外共培养实验显示TGFβ存在下CD147+CD4+ T细胞降低E-cadherin表达,Co-IP/质谱鉴定CD147与Annexin A2相互作用,Western blot显示p-Src和p-E-cadherin水平变化。
研究意义
揭示了TECs中EMT触发机制,抑制TGFβ和/或CD147可能作为阻止年龄相关性胸腺退化的策略。

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

胸腺退化表型观察

比较CD147T-KO与野生型小鼠在不同年龄的胸腺大小、重量、细胞数和结构差异

在6、12、36周龄小鼠中检测胸腺大小、重量、总胸腺细胞数,并进行HE染色、TUNEL凋亡检测、naive T细胞分析、油红O染色和UCP-1免疫组化。

2

TEC特征分析

评估CD147缺失对TEC增殖、分化及EMT标志物表达的影响

通过流式检测Epcam和MHCII表达,BrdU掺入实验检测增殖,real-time PCR检测Foxn1、IL-7、KGF、FoxC2和Fsp-1表达,Western blot和免疫荧光检测PPARγ和E-cadherin。

3

CD4+ T细胞注射实验

验证活化CD4+ T细胞上CD147是否诱导TECs发生EMT

从CD45.1+小鼠分选初始CD4+ T细胞,用anti-CD3/CD28刺激活化后注射到12周龄野生型和CD147T-KO小鼠,2个月后检测胸腺中CD45.1+细胞比例、胸腺重量、T细胞亚群和TEC E-cadherin表达。

4

体外共培养体系建立

确定TGFβ和CD147在TEC EMT中的作用

从6周龄C57BL/6小鼠胸腺分选Epcam+ TECs,与CD147+CD4+或CD147-CD4+ T细胞共培养,加入或不加入TGFβ,检测E-cadherin表达、p-Smad2和FoxC2水平,并使用TGFβ抑制剂处理。

5

机制探究:CD147-Annexin A2相互作用

验证CD147与Annexin A2的相互作用及其对EMT的影响

进行Co-IP和质谱鉴定相互作用蛋白,免疫荧光观察Annexin A2和E-cadherin分布,加入Annexin A2抗体或Src抑制剂验证其对E-cadherin表达的影响,检测p-Src和p-E-cadherin。

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
蛋白酶抑制剂Roche--
磷酸酶抑制剂Roche--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Pierce免疫共沉淀试剂盒Thermo Fisher Scientific26149
Pierce蛋白A/G琼脂糖Thermo Fisher Scientific--
ECL化学发光试剂Amersham Bioscience--
FACSCalibur流式细胞仪BD Biosciences--
FACS Aria细胞分选仪BD Biosciences--
ABI PRISM 7000序列检测系统Applied Biosystems--
LTQ质谱仪Thermo Fisher Scientific--
总RNA提取试剂盒IIOmega Bio-tek--
RNA逆转录试剂盒TaKaRa--
SYBR Premix Ex Taq II试剂盒TaKaRa--
红细胞裂解液TIANGEN--
FragEL DNA片段化检测试剂盒Merck MilliporeQIA39
抗CD3e抗体BD553067
抗CD4抗体BioLegend100405
抗CD8a抗体BD553033
抗CD62L抗体BD553151
抗CD44抗体BD560569
抗CD147抗体BD562676
抗CD45.1抗体BioLegend110728
抗P63抗体Abcamab110038
抗Epcam抗体Abcamab71916
抗BrdU抗体Abcamab6326
抗UCP-1抗体Santa Cruzsc-518024
抗PPARγ抗体Proteintech16643-1-AP
抗E-钙粘蛋白抗体HuaBioEM0502
抗膜联蛋白A2抗体Proteintech11256-1-AP
抗Smad2抗体Cell Signaling Technology5339s
抗p-Smad2抗体HuaBioET1612-32
抗p-Src抗体Biorbytorb99267
抗E-钙粘蛋白抗体(用于免疫沉淀)Proteintech20874-1-AP
泛抗磷酸酪氨酸抗体Abcamab10321
CD147抗体Proteintech11989-1-AP
IgG抗体----

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
动物模型
CD147T-KO小鼠基因型、遗传背景
阅读提示:Materials and methods, Animals
胸腺退化观察
小鼠周龄(6,12,36周)、胸腺测量时间点
阅读提示:Results, 图1图例
体外共培养
TGFβ浓度、共培养时间、T细胞与TEC比例
阅读提示:Materials and methods, TECs cocultured with T cells in vitro
信号通路抑制
TGFβ抑制剂和Src抑制剂的种类、浓度、处理时间
阅读提示:Results, 图4和图5图例
Co-IP/质谱
CD147抗体克隆号、细胞裂解条件、质谱参数
阅读提示:Materials and methods, Co-IP and mass spectrometry