抑制共调节因子CoREST损害Foxp3+ Treg功能并促进抗肿瘤免疫

Inhibiting the coregulator CoREST impairs Foxp3+ Treg function and promotes antitumor immunity

作者信息Yan Xiong, Liqing Wang, Eros Di Giorgio, Tatiana Akimova, Ulf H Beier, Rongxiang Han, Matteo Trevisanut, Jay H Kalin, Philip A Cole, Wayne W Hancock
PMID31917688
发布时间2020-04-01
DOI10.1172/JCI131375

实验完整度

包含体外生化互作(免疫共沉淀、Western blot)、细胞功能实验(体外抑制实验、流式)、转录组(RNA-Seq、ChIP)、体内模型(稳态增殖、心脏移植、肿瘤模型)及人类Treg实验,并涉及基因敲除和药理学抑制双重验证。

主要模型

小鼠Foxp3+ Tregs(Rcor1条件敲除) HEK-293T细胞(过表达验证) 小鼠肿瘤模型(TC1、AE17) 人外周血Tregs和PBMCs

重点核对

小鼠品系:Rcor1fl/fl、Foxp3YFP-Cre,C57BL/6背景 CoREST抑制剂剂量:JK-2-68和corin,10 mg/kg/d,14天 Treg抑制实验:Treg与Teff细胞比例、培养时间72小时 肿瘤模型:TC1细胞1.2×10^6、AE17细胞2×10^6皮下注射 人Treg实验:corin浓度1 μM,预处理2.5小时

摘要

Foxp3+ Tregs是免疫稳态的关键,但各种大型多蛋白复合物对基因表达的调控作用仍未被探索。我们分析了进化上保守的CoREST复合物在Tregs中的作用,该复合物由支架蛋白Rcor1或Rcor2,加上Hdac1或Hdac2和Lsd1酶组成。Rcor1、Rcor2和Lsd1与Foxp3物理结合,与WT细胞相比,在Foxp3+ Tregs中条件性删除Rcor1的小鼠外周淋巴组织中Tregs比例降低,Tregs表达IL-2和IFN-γ增加。在Tregs中条件性删除编码Rcor1基因的小鼠,对稳态增殖的抑制能力降低,尽管使用共刺激阻断仍无法维持长期同种异体移植物存活,并且在同系模型中抗肿瘤免疫增强。在用CoREST复合物双价抑制剂处理的WT小鼠中也观察到了类似的结果,这些抑制剂也改变了人类Tregs的表型并损害了其抑制功能。我们的数据表明,通过药理学靶向CoREST复合物的酶组分来治疗性调节Treg功能的潜力,并有助于理解Foxp3抑制大型基因组并维持这种关键免疫细胞独特性质的生化和分子机制。

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
CoREST复合物在Foxp3+ Tregs中的作用及其对Treg功能和抗肿瘤免疫的影响
核心机制
Foxp3招募CoREST复合物(Rcor1、Hdac1/2、Lsd1)至靶基因启动子,通过组蛋白去乙酰化和去甲基化抑制IL-2、IFN-γ等基因表达;Rcor1缺失或抑制该复合物导致靶基因去抑制,Treg产生炎性细胞因子,功能受损
主要证据
Rcor1条件敲除小鼠Tregs中Il2、Ifng表达升高,ChIP显示Hdac/Lsd1结合减少、组蛋白乙酰化增加;CoREST抑制剂处理WT Tregs和人Tregs损害其抑制功能;体内模型显示Rcor1缺失或抑制剂治疗增强抗肿瘤免疫
研究意义
表明CoREST复合物是Treg功能的关键调节因子,药理学靶向该复合物可能增强癌症免疫治疗

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

验证Foxp3与CoREST复合物的结合

确定Foxp3与Rcor1、Rcor2及CoREST组分Lsd1的物理关联

在293T细胞中共转染带标签的Foxp3、Rcor1、Rcor2、p300,进行免疫共沉淀(IP)和Western blot;在WT Tregs中IP Rcor1或Foxp3检测共沉淀;IP Lsd1检测Foxp3共沉淀

2

条件性敲除小鼠模型构建及表型分析

评估Rcor1缺失对Treg细胞比例、活化及体外抑制功能的影响

Rcor1fl/fl小鼠与Foxp3YFP-Cre杂交获得Treg特异性Rcor1敲除小鼠;流式分析淋巴组织和胸腺中Treg比例和活化标志物;体外Treg抑制实验

3

转录组和表观遗传分析

鉴定Rcor1缺失引起的基因表达变化及组蛋白修饰改变

RNA-Seq差异表达分析;qPCR验证;ChIP检测靶基因启动子(Il2、Ifng、Tbx21)上Hdac1/2、Lsd1和乙酰化组蛋白H3的结合;Western blot检测组蛋白H3K4me2和H3K9ac水平

4

体内功能验证

检测Rcor1缺失对Treg抑制功能、同种异体移植物存活和抗肿瘤免疫的影响

利用Rag1-/-小鼠进行稳态增殖实验;BALB/c心脏移植模型;TC1和AE17皮下肿瘤模型;流式分析肿瘤浸润淋巴细胞和细胞因子产生

5

药理学抑制CoREST复合物

验证CoREST抑制剂(JK-2-68、corin)对Treg功能、移植排斥和肿瘤生长的作用

体外用CoREST抑制剂处理Tregs,检测基因表达和抑制功能;体内心脏移植模型和TC1肿瘤模型中给予抑制剂治疗;检测组蛋白修饰变化

6

人类Treg功能评估

评估CoREST抑制剂对人Treg抑制功能及标志物表达的影响

人Tregs用corin预处理后与CFSE标记的PBMCs共培养,检测增殖抑制和Treg稳定性;人PBMCs直接与corin孵育后流式检测Foxp3、CTLA4等标志物

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
293T细胞----
RIPA裂解液MilliporeSigmaSLBL7395V
蛋白G琼脂糖Invitrogen15920-010
抗Rcor1抗体MilliporeMABN486
抗Foxp3抗体Invitrogen700914
抗Foxp3抗体eBioscience14-4774-82
抗组蛋白H3抗体Abcamab1791
抗Flag抗体Cell Signaling Technology14793
抗Myc抗体Cell Signaling Technology2272
抗HA抗体Cell Signaling Technology2367
抗Rcor2抗体Abcamab37113
抗Lsd1抗体Cell Signaling Technology2139
抗β-肌动蛋白抗体Cell Signaling Technology3700
抗Hdac1抗体Cell Signaling Technology34589
抗Hdac2抗体Cell Signaling Technology57156
抗H3K9ac抗体Cell Signaling Technology9649
抗H3K4me2抗体Cell Signaling Technology9725
抗乙酰化组蛋白H3抗体Cell Signaling Technology9754S
抗CD3抗体(克隆145-2C11)BD Biosciences553057
抗CD28抗体(克隆37.51)BD Biosciences553294
抗人CD4抗体(太平洋蓝)InvitrogenMHCD0428
抗小鼠CD8抗体(超亮645)eBioscience64-0081-82
抗小鼠Foxp3抗体(eFluor 450)eBioscience48-5773-82
抗小鼠CD62L抗体(PE-Cy7)eBioscience25-0621-82
抗小鼠IFN-γ抗体(APC)BD Biosciences554413
抗小鼠CD44抗体(PE-Cy5)eBioscience15-0441-83
抗小鼠CD25抗体(APC)eBioscience17-0251-82
Cytoflex流式细胞仪Beckman Coulter--
CD4+CD25+ Treg分离试剂盒Miltenyi Biotec130-091-041
CD90.2分离试剂盒Miltenyi Biotec130-049-101
EZ-Magna ChIP A染色质免疫沉淀试剂盒Millipore--
RNeasy试剂盒QIAGEN--
NanoDrop ND-1000分光光度计Thermo Fisher Scientific--
Nanochip 2100生物分析仪Agilent Technologies--
Illumina平台PE150Illumina--
Step-One实时PCR仪Applied Biosystems--
Alexa Fluor 488偶联的山羊抗大鼠IgGInvitrogenA11006
Alexa Fluor 594偶联的山羊抗小鼠IgGInvitrogenA11032
Hoechst染料Cell Signaling Technology4082
TC1细胞----
AE17.ova细胞----
RPMI培养基----
胎牛血清----
L-谷氨酰胺----
青霉素和链霉素----
BALB/c小鼠----
C57BL/6小鼠----
Rag1-/-小鼠----
Rcor1fl/fl小鼠The Jackson Laboratory025877
Rcor2fl/fl小鼠The Jackson Laboratory030004
Foxp3YFP-Cre小鼠----
Corin (JKD-1-51)----
JK-2-68----

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
小鼠模型
小鼠品系、年龄、性别、饲养条件
阅读提示:Methods: Mice
Treg抑制实验
Treg和Teff细胞分离方法、细胞数量、培养时间、刺激条件
阅读提示:Methods: Murine Treg suppression assays
RNA-Seq
RNA提取方法、文库构建、测序平台、差异表达阈值
阅读提示:Methods: RNA-Seq and real-time qPCR
ChIP
细胞固定方法、抗体、引物序列、数据分析
阅读提示:Methods: ChIP assays
体内功能实验
细胞注射数量、途径、时间;移植物类型;肿瘤细胞系和数量
阅读提示:Methods: Cardiac transplantation, Cell lines and tumor model
抑制剂处理
抑制剂名称、剂量、给药途径、持续时间
阅读提示:Methods: CoREST complex inhibitors, cardiac transplant protocol
人Treg实验
供者数量、细胞分离方法、抑制剂浓度、处理时间、共培养条件
阅读提示:Methods: Corin and human Tregs