MYO1F通过促进GAPDH乙酰化调控T细胞活化和糖酵解代谢

MYO1F regulates T-cell activation and glycolytic metabolism by promoting the acetylation of GAPDH

作者信息Zhihui Cui, Heping Wang, Xiong Feng, Chuyu Wu, Ming Yi, Ruirui He, Ting Pan, Ru Gao, Lingyun Feng, Bo Zeng, Guoling Huang, Yuan Wang, Yanyun Du, Cun-Jin Zhang, Xue Xiao, Chenhui Wang
PMID39668163
发布时间2025-02
DOI10.1038/s41423-024-01247-6

实验完整度

包含体外细胞实验、小鼠肿瘤模型、EAE模型、患者样本分析等多个独立证据层级,并有功能验证(敲除/过表达)和机制验证(磷酸化、乙酰化修饰)。

主要模型

T细胞特异性Myo1f敲除小鼠 hVAV1-MYO1F敲入小鼠 Jurkat细胞 人PTCL患者样本

重点核对

T细胞特异性Myo1f敲除小鼠的构建方式(LCK-Cre) 抗CD3/CD28刺激浓度(2 μg/mL)及时间(5小时) GAPDH活性测定试剂盒(ab204732,Abcam) KA给药剂量(1 mg/kg,腹腔注射) 患者样本中MYO1F-VAV1融合基因检测方法

摘要

T细胞中适当的细胞代谢对于有效的免疫反应至关重要。然而,当受到内在或外在代谢因素的失调时,T细胞可能导致多种疾病,如癌症和自身免疫性疾病。然而,T细胞的代谢调控仍未被完全理解。在此,我们表明MYO1F是TCR刺激后人和小鼠T细胞活化所必需的,并且T细胞特异性Myo1f基因敲除小鼠表现出肿瘤负荷增加和EAE严重程度减轻,这是由于体内T细胞活化受损。机制上,在TCR刺激后,LCK在酪氨酸607和634位点磷酸化MYO1F,这对由乙酰转移酶α-TAT1介导的GAPDH在Lys84、86和227位点的乙酰化至关重要,这些过程对其活化、细胞糖酵解以及T细胞的效应功能很重要。重要的是,我们表明VAV1-MYO1F融合蛋白(一种复发性外周T细胞淋巴瘤(PTCL)相关的致癌蛋白)促进GAPDH的过度乙酰化及其活化,导致异常的糖酵解和T细胞增殖,并且抑制GAPDH的活性显著限制T细胞活化和增殖,并延长hVAV1-MYO1F敲入小鼠的生存期。此外,在含有VAV1-MYO1F基因融合的人PTCL患者样本中证实了GAPDH的过度乙酰化。总之,这项研究不仅揭示了MYO1F调节T细胞代谢和VAV1-MYO1F融合诱导的PTCL的机制,也为PTCL的治疗提供了有前景的治疗靶点。

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
MYO1F如何调控T细胞活化和代谢,以及VAV1-MYO1F融合蛋白如何驱动PTCL肿瘤发生?
核心机制
TCR刺激后,LCK磷酸化MYO1F的Tyr607/Tyr634,促进MYO1F招募α-TAT1,进而乙酰化GAPDH的Lys84/86/227,增强GAPDH酶活性和糖酵解,促进T细胞活化;VAV1-MYO1F融合蛋白通过增强与α-TAT1的相互作用,导致GAPDH过度乙酰化和激活,引起T细胞过度活化和增殖,驱动PTCL。
主要证据
证实MYO1F与GAPDH直接结合,LCK磷酸化MYO1F的Y607/Y634是招募α-TAT1所必需的;MYO1F敲除导致GAPDH乙酰化、酶活性和T细胞活化降低;VAV1-MYO1F过表达增强T细胞活化和代谢;GAPDH抑制剂KA可抑制hVAV1-MYO1F敲入小鼠的T细胞活化和增殖并延长生存期;PTCL患者样本中VAV1-MYO1F融合阳性样本GAPDH乙酰化水平升高。
研究意义
揭示了MYO1F调控T细胞代谢和VAV1-MYO1F融合诱导PTCL的新机制,并提示GAPDH活性可能是PTCL的潜在治疗靶点。

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

体内验证MYO1F在T细胞活化中的作用

探究MYO1F在T细胞中缺失对体内抗肿瘤免疫和自身免疫反应的影响。

建立MC38和B16皮下肿瘤模型及B16转移模型,比较T细胞特异性Myo1f敲除小鼠与对照小鼠的肿瘤生长、转移和T细胞浸润;诱导EAE模型,评估临床评分和病理变化。

2

体外验证MYO1F在T细胞活化中的作用

验证MYO1F对人和小鼠T细胞活化和增殖的直接影响。

用siRNA敲低人T细胞中的MYO1F或使用Myo1f敲除小鼠的T细胞,用抗CD3/CD28刺激,检测IL-2产生、TCR信号通路蛋白磷酸化和增殖标志物;在Jurkat细胞中过表达MYO1F,观察活化标志。

3

鉴定MYO1F相互作用蛋白及验证GAPDH乙酰化

确定MYO1F调控T细胞活化的分子机制,特别是GAPDH乙酰化的作用。

通过免疫沉淀和质谱鉴定MYO1F相互作用蛋白;用免疫共沉淀、免疫荧光、PLA实验验证MYO1F与GAPDH的相互作用;检测MYO1F对GAPDH乙酰化水平和酶活性的影响。

4

确定GAPDH乙酰化位点及功能研究

验证GAPDH乙酰化位点(K84/86/227)对其酶活性和T细胞功能的重要性。

质谱鉴定乙酰化位点;构建GAPDH突变体(K84R、K86R、K227R、K3R),检测乙酰化水平、酶活性、与MYO1F结合以及T细胞活化和代谢。

5

验证LCK磷酸化MYO1F及其功能

验证LCK对MYO1F的磷酸化是否影响MYO1F与α-TAT1的结合以及下游GAPDH乙酰化。

通过免疫共沉淀验证MYO1F与LCK的相互作用;质谱鉴定LCK磷酸化的酪氨酸位点;构建Y2F突变体,检测磷酸化、与α-TAT1的结合、GAPDH乙酰化、T细胞活化和代谢。

6

研究VAV1-MYO1F融合蛋白对GAPDH乙酰化和T细胞代谢的影响

阐明VAV1-MYO1F融合蛋白如何驱动T细胞过度活化和PTCL。

比较VAV1-MYO1F融合蛋白与野生型MYO1F与α-TAT1和GAPDH的相互作用;检测GAPDH乙酰化水平、酶活性、T细胞活化和代谢;在hVAV1-MYO1F敲入小鼠中验证GAPDH抑制剂KA的治疗效果。

7

患者样本验证

验证人类PTCL样本中MYO1F-VAV1融合与GAPDH过度乙酰化的关联。

收集PTCL患者样本,检测MYO1F-VAV1融合基因,并通过免疫组化检测GAPDH乙酰化水平。

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
DMEM培养基----
RPMI-1640培养基----
EasySep™小鼠CD4+ T细胞分选试剂盒STEMCELL19852
EasySep™小鼠初始CD4+ T细胞分选试剂盒STEMCELL19765
EasySep™小鼠初始CD8+ T细胞分选试剂盒STEMCELL19858
EasySep™小鼠CD8+ T细胞分选试剂盒STEMCELL19853
GAPDH活性检测试剂盒Abcamab204732
抗p-Zap-70抗体Cell Signaling Technology2717
抗Zap-70抗体Cell Signaling Technology3165
抗HA抗体SigmaH9658
抗Flag抗体SigmaF1804
抗MYO1F抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-376534
抗p-ERK抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-81492
抗磷酸化酪氨酸抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-13524
抗HSP90抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-130068
抗β-肌动蛋白抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-8432
抗GAPDH抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-271269
抗ERK抗体SANTA CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-293335
抗LCK抗体ABclonalA2177
抗Flag标签抗体ABclonalAE024
抗Myc标签抗体ABclonalAE070
抗p-Lck抗体(Y394)R&D SystemsMAB7500
抗乙酰赖氨酸抗体Abcamab21623
抗小鼠CD3抗体BioLegend100221
抗小鼠CD4抗体BioLegend100405
抗人CD4抗体BioLegend980802
抗小鼠CD8抗体BioLegend100705
抗人CD8抗体BioLegend980908
抗小鼠CD45抗体BioLegend103132
抗小鼠CD11b抗体BioLegend101212
抗小鼠F4/80抗体BioLegend123110
抗小鼠Ly-6C抗体BioLegend128036
抗小鼠Ly-6G抗体BioLegend127628
抗小鼠B220抗体BioLegend102222
抗小鼠IFN-γ抗体BioLegend505808
抗人IFN-γ抗体BioLegend383303
抗小鼠IL-17A抗体BioLegend506916
抗小鼠CD69抗体BioLegend104513
抗人CD69抗体BioLegend310910
抗小鼠Ki-67抗体BioLegend652404
抗人Ki-67抗体BioLegend350503
Zombie Violet细胞活力检测试剂盒BioLegend423114
Seahorse XF HS Mini细胞外通量分析仪Agilent Technologies--
XF糖酵解压力测试试剂盒Agilent Technologies--
2-脱氧-D-葡萄糖----
寡霉素----
葡萄糖----
IV型胶原酶Sigma--
脱氧核糖核酸酶IBiofroxx--
细胞过滤器Biologix Group Limited--
DAB显色试剂盒BD Pharmingen--
Harris苏木素Fisher Scientific--
MOG35-55肽----
完全弗氏佐剂Difco--
百日咳毒素----
他莫昔芬----
庚二酸----
聚乙烯亚胺----
RfectSP siRNA转染试剂Biogenerating Biotechnology--
TRIzol试剂----
SuperScript® II逆转录酶Thermo Fisher Scientific--
SYBR Green实时定量PCR预混液----
蔡司LSM 900显微镜Zeiss--
DAPI----
山羊血清----
Triton X-100----
A-Sepharose珠----
G-Sepharose珠----
Agilent Zorbax 300SB-C18色谱柱Agilent--
Eskigent纳升液相色谱系统----
Thermo LTQ-ETD-Orbitrap质谱仪Thermo--
Advion Triversa nanomate纳喷雾源Advion--
PyMOL软件----

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
体内动物模型
小鼠品系、基因敲除策略、肿瘤细胞系、注射剂量和途径、EAE诱导条件、KA给药剂量和方式
阅读提示:材料与方法:Mice、In vivo tamoxifen and KA treatment;图1、图6、补充图2
T细胞分离与刺激
小鼠品系、组织来源、分选试剂盒、刺激抗体浓度和刺激时间
阅读提示:材料与方法:T-cell isolation and stimulation;图2、补充图4
分子相互作用与修饰验证
质粒构建、转染细胞系、抗体克隆号、免疫沉淀条件、质谱参数
阅读提示:材料与方法:Reagents、Immunoblotting and immunoprecipitation、Mass spectrometry;图3、图4、图5
GAPDH活性与代谢分析
试剂盒品牌货号、细胞处理、ECAR检测设备及浓度设置
阅读提示:材料与方法:GAPDH activity measurement、ECAR;图3、图4、图6
患者样本分析
样本来源与数量、融合基因检测方法、IHC抗体和评分方法
阅读提示:材料与方法:Human PTCL sample study、Immunohistochemistry;图7