E4BP4介导的滤泡辅助性T细胞分化抑制在自身免疫病中受损

E4BP4-mediated inhibition of T follicular helper cell differentiation is compromised in autoimmune diseases

作者信息Zijun Wang, Ming Zhao, Jinghua Yin, Limin Liu, Longyuan Hu, Yi Huang, Aiyun Liu, Jiajun Ouyang, Xiaoli Min, Shijia Rao, Wenhui Zhou, Haijing Wu, Akihiko Yoshimura, Qianjin Lu
PMID32191636
发布时间2020-07-01
DOI10.1172/JCI129018

实验完整度

包含体外Tfh极化、条件性敲除/敲入小鼠模型、体内免疫及pristane诱导狼疮模型、RNA-seq、ChIP-seq、Co-IP等多个独立证据层级,并进行了功能与机制验证。

主要模型

小鼠CD4+ T细胞体外Tfh极化模型 E4bp4-cKO/cKI小鼠及KLH/SRBC免疫模型 pristane诱导狼疮小鼠模型 SLE患者外周血CD4+ T细胞

重点核对

E4bp4基因型:cKO/cKI/KO小鼠需PCR鉴定 Tfh极化条件:IL-6、IL-21等细胞因子浓度 SLE患者SLEDAI评分及E4BP4磷酸化水平 Bcl6启动子区E4BP4结合位点及组蛋白修饰状态

摘要

滤泡辅助性T(Tfh)细胞对于生发中心(GC)反应的形成不可或缺,而滤泡调节性T(Tfr)细胞则抑制Tfh介导的GC反应。Tfh细胞的异常激活在很大程度上促进了自身免疫病(如系统性红斑狼疮,SLE)的发病。然而,抑制过度Tfh细胞分化的分子机制尚不完全清楚。在此,我们证明腺病毒E4启动子结合蛋白(E4BP4)介导一个反馈回路,并作为转录刹车抑制Tfh细胞分化。此外,我们表明这种免疫机制在SLE患者中受损。建立T细胞中E4bp4基因条件性敲除(cKO)或敲入(cKI)的小鼠揭示,E4BP4强烈抑制Tfh细胞分化。机制上,E4BP4通过招募抑制性表观遗传修饰因子HDAC1和EZH2来调控Bcl6转录。E4BP4磷酸化位点突变体在抑制Tfh细胞分化方面的能力有限。在SLE中,我们检测到E4BP4磷酸化受损,发现这种受损的转录因子与疾病活动度正相关。这些发现揭示了E4BP4抑制Tfh细胞分化的分子机制,其功能受损与SLE中不受控制的自身免疫反应相关。

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
E4BP4是否及如何调控Tfh细胞分化,以及该调控在SLE中是否受损。
核心机制
E4BP4直接结合Bcl6启动子,招募HDAC1和EZH2,降低H3乙酰化并增加H3K27三甲基化,从而抑制Bcl6转录和Tfh细胞分化。
主要证据
小鼠cKO/cKI模型、体外Tfh极化、RNA-seq、ChIP-seq、Co-IP及SLE患者样本分析表明E4BP4抑制Tfh分化,且SLE中E4BP4磷酸化水平降低。
研究意义
揭示E4BP4作为Tfh细胞分化的负反馈调节因子,其磷酸化修饰的调控可能为抑制SLE中Tfh介导的体液免疫反应提供潜在干预靶点。

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

E4BP4表达分析

确定E4BP4在不同T细胞亚群及Tfh细胞中的表达水平。

通过流式细胞术和免疫荧光检测小鼠和人CD4+ T细胞亚群中E4BP4的蛋白和mRNA表达。

2

E4BP4对Tfh分化的体外功能验证

验证E4BP4缺失或过表达对Tfh样细胞分化的影响。

分离E4bp4-cKO/cKI小鼠naive CD4+ T细胞,在Tfh极化条件下培养,通过流式检测CXCR5+PD-1+细胞比例及BCL6、IL-21表达。

3

体内GC反应及抗体应答

评估E4BP4缺失对体内生发中心反应和抗体产生的影响。

用KLH或SRBC免疫E4bp4-cKO/cKI小鼠,分析GC B细胞、Tfh/Tfr细胞比例、血清抗体滴度及GC组织学。

4

E4BP4在自身免疫模型中的作用

探究E4BP4缺失是否加重pristane诱导的狼疮样自身免疫反应。

对E4bp4-cKO小鼠腹腔注射pristane,32周后评估脾脏/淋巴结重量、蛋白尿、自身抗体、Tfh/GC B细胞及肾脏病理。

5

E4BP4的分子机制研究

揭示E4BP4调控Bcl6表达的分子机制。

通过ChIP-seq、ChIP-qPCR、Co-IP和双荧光素酶报告基因实验检测E4BP4与Bcl6启动子的结合、组蛋白修饰及与HDAC1/EZH2的相互作用。

6

E4BP4磷酸化功能分析

研究E4BP4丝氨酸磷酸化对其抑制Tfh分化功能的影响。

构建E4BP4磷酸化位点突变体(S301A、S353A),转染人CD4+ T细胞或Jurkat细胞,检测Tfh分化及BCL6启动子表观修饰。

7

SLE患者E4BP4表达及磷酸化检测

评估SLE患者中E4BP4表达和磷酸化水平及其与疾病活动度的关系。

收集SLE患者和健康对照外周血,通过流式细胞术检测E4BP4表达,通过免疫沉淀-Western blot检测磷酸化E4BP4水平,并分析与SLEDAI评分及抗dsDNA抗体的相关性。

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
钥孔戚血蓝蛋白MilliporeSigma--
绵羊红细胞Beijing Berseebio Company--
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清HyClone--
重组人IL-21PeproTech--
重组人IL-12PeproTech--
重组人TGF-βPeproTech--
重组人IL-6PeproTech--
抗CD3抗体BD Biosciences553057
抗CD28抗体BD Biosciences553294
FITC抗人CD4BD Biosciences550628
APC小鼠抗人CD69BD Biosciences555533
PE小鼠抗人CD154BD Biosciences555700
Alexa Fluor 647抗人IFN-γBioLegend502516
APC-Cy7抗人Bcl-6BD Biosciences563581
PE-CY7抗人CD185BioLegend356923
Alexa Fluor 647抗人FOXP3BD Biosciences561184
人E4BP4 (NFIL3)单克隆抗体Thermo Fisher Scientific12-9812-42
FITC抗小鼠CD4BioLegend100406
PerCP-Cy5.5大鼠抗小鼠Foxp3BD Biosciences563902
APC-Cy7大鼠抗小鼠CD62LBD Biosciences560514
PE-Cy7大鼠抗小鼠CD44BD Biosciences560569
APC仓鼠抗小鼠CD279 (PD-1)BD Biosciences562671
PE大鼠抗小鼠CD278 (ICOS)BD Biosciences552146
PE仓鼠抗小鼠CD95BD Biosciences554258
Alexa Fluor 647抗小鼠T和B细胞活化抗原BD Biosciences561529
FITC抗小鼠CD45R/B220BD Biosciences553087
小鼠E4BP4 (NFIL3)单克隆抗体BD Biosciences; Thermo Fisher Scientific551960; 12-5927-82
E4BP4抗体Santa Cruzsc-74415
抗小鼠Alexa Fluor 594Thermo Fisher ScientificA-21201
抗花生凝集素(PNA)Vector LaboratoriesBA-0074
抗CD3抗体Abcamab5690
人T细胞核转染试剂盒Lonza--
E4BP4-siRNAThermo Fisher ScientificHSS109204
抗E4BP4抗体Cell Signaling Technology14312S
抗HDAC1抗体Active Motif40967
抗EZH2抗体Abcamab186006
抗β-肌动蛋白抗体Abcamab6276
抗FLAG抗体Cell Signaling Technology14793
抗乙酰化组蛋白H3Active Motif39139
抗H3K27me3Active Motif39155
ChIP试剂盒Millipore--
pGL3-basic载体Promega--
双荧光素酶报告基因检测系统Promega--
抗snRNP ELISA试剂盒Alpha Diagnostic5410
抗dsDNA ELISA试剂盒Alpha Diagnostic5120
NP-2-BSABioresearch Technologies--
NP-27-BSABioresearch Technologies--
山羊多克隆抗IgG1 HRPSouthernBiotech1071-05
大鼠抗C3抗体Abcam11H9
Cy3标记山羊抗大鼠IgGServicebioGB21302
Alexa Fluor 488标记山羊抗小鼠IgGAbcam150113

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
E4bp4-cKO/cKI/KO小鼠基因型,Cre重组酶表达,小鼠年龄(6-12周)
阅读提示:Methods - Mice
体外Tfh极化
抗CD3/CD28浓度,极化诱导物浓度(IL-6、IL-21等),培养时间
阅读提示:Methods - In vitro differentiation of mouse T cells
体内免疫
KLH浓度、CFA乳化方式、SRBC数量、免疫途径(s.c.)、免疫时间
阅读提示:Methods - KLH and SRBC immunization
pristane狼疮模型
pristane剂量、注射方式(i.p.)、观察周期(32周)
阅读提示:Methods - Pristane-induced lupus mouse model
Tfh/B细胞共培养
Tfh细胞和B细胞分选纯度、共培养比例(1:1)、培养时间(7天)、细胞因子添加
阅读提示:Methods - Coculture of Tfh and B cell subsets