靶向PRMT1预防急性和慢性移植物抗宿主病

Targeting PRMT1 prevents acute and chronic graft-versus-host disease

作者信息Xiaoyan Zhao, Yan Sun, Ziwei Xu, Li Cai, Yu Hu, Huafang Wang
PMID37735873
期刊Mol Ther
发布时间2023-11-01
DOI10.1016/j.ymthe.2023.09.011

实验完整度

高

包含患者样本分析、两个小鼠模型(硬化样和狼疮样cGVHD)、aGVHD模型、细胞功能实验及机制验证(Co-IP、质谱、突变体等),多层级验证充分。

主要模型

硬化样cGVHD小鼠模型(C57BL/6→BALB/c) 狼疮样cGVHD小鼠模型(DBA/2→BALB/c) aGVHD小鼠模型(C57BL/6→BALB/c) cGVHD患者来源的CD4+ T细胞和B细胞

重点核对

PRMT1在cGVHD患者和小鼠CD4+ T细胞和B细胞中的表达上调 PRMT1抑制剂TCE5003的预防性给药方案(1.5 mg/kg,每周尾静脉注射) Th17细胞、生发中心B细胞和浆细胞比例的变化 IDH2在精氨酸353位点的非对称二甲基化 PRMT1对IDH2二聚化和酶活性的影响

摘要

移植物抗宿主病(GVHD)是异基因造血干细胞移植后的常见并发症。近年来的研究报道,蛋白质精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)对T细胞和B细胞的分化和增殖至关重要。因此,PRMT1可能在GVHD中发挥关键作用。在本研究中,我们观察到来自慢性GVHD(cGVHD)患者和小鼠的CD4+ T细胞和B细胞中PRMT1表达上调。然而,预防性使用PRMT1抑制剂通过降低辅助性T(Th)17细胞、生发中心B细胞和浆细胞的比例,显著预防了小鼠的cGVHD。PRMT1抑制剂还通过降低Th17细胞的比例控制了小鼠的急性GVHD(aGVHD)。此外,抑制PRMT1还削弱了来自cGVHD患者的细胞中Th17细胞分化、B细胞增殖和抗体产生。另外,进一步的研究揭示,PRMT1通过甲基化异柠檬酸脱氢酶2(IDH2)来调节B细胞增殖和抗体分泌。我们观察到PRMT1在IDH2的353位精氨酸上进行的对称二甲基化促进了IDH2同源二聚化,这增强了IDH2活性,进一步增加了B细胞增殖和抗体产生。总之,这项研究为PRMT1抑制剂在预防aGVHD和cGVHD中的应用提供了理论基础。

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
PRMT1在GVHD发病机制中的作用及其能否作为预防GVHD的靶点。
核心机制
PRMT1通过对IDH2的R353位点进行不对称二甲基化,促进IDH2同源二聚化,增强其酶活性,进而增加B细胞增殖和抗体产生,促进cGVHD的发生。
主要证据
通过患者样本和小鼠模型,发现PRMT1在CD4+ T和B细胞中上调;PRMT1抑制剂减少Th17细胞、GC B细胞和浆细胞;机制上通过Co-IP、质谱和突变体证实PRMT1甲基化IDH2并促进其二聚化。
研究意义
揭示PRMT1是预防aGVHD和cGVHD的潜在靶点,为PRMT1抑制剂作为预防性治疗提供理论依据。

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

患者样本中PRMT1表达分析

检测cGVHD患者与无cGVHD患者免疫细胞中PRMT1表达差异。

从cGVHD患者和对照患者外周血中分离CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和B细胞,通过RT-qPCR和Western blot检测PRMT1 mRNA和蛋白表达。

2

小鼠模型中PRMT1表达分析

验证cGVHD小鼠模型中PRMT1表达是否上调。

建立硬化样和狼疮样cGVHD小鼠模型,分离脾脏CD4+ T细胞、CD8+ T细胞和B细胞,检测PRMT1 mRNA表达。

3

PRMT1抑制剂对小鼠GVHD的预防作用

评估抑制PRMT1是否减轻硬化样cGVHD、狼疮样cGVHD和aGVHD。

对GVHD小鼠预防性给予TCE5003或对照,监测生存率、体重、临床评分及组织病理学变化。

4

流式细胞术分析免疫细胞亚群

确定抑制PRMT1对T细胞和B细胞亚群的影响。

收集小鼠脾脏和患者外周血细胞,通过流式细胞术检测Th17、Th1、Th2、Treg、GC B细胞、浆细胞比例及B细胞增殖。

5

患者细胞体外功能实验

验证抑制PRMT1对cGVHD患者CD4+ T细胞和B细胞功能的影响。

分离患者CD4+ T细胞和B细胞,用TCE5003处理,检测Th17分化、B细胞增殖、CD138+细胞比例和IgG/IgM分泌。

6

机制研究:PRMT1调控IDH2甲基化和二聚化

探索PRMT1调节B细胞功能的分子机制。

通过质谱、Co-IP、定点突变、体外甲基化实验和交联实验,验证PRMT1对IDH2的甲基化及对二聚化的影响。

7

IDH2功能验证

验证IDH2对B细胞增殖和抗体产生的作用。

在cGVHD患者B细胞中过表达或敲低IDH2,或用IDH2抑制剂处理,检测B细胞增殖、CD138+细胞比例和IgG产生。

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
Ficoll-Paque PlusCytiva--
磁珠STEMCELL Technologies--
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
抗IgM抗体Jackson ImmunoResearch--
CD40配体Peprotech--
白细胞介素4Biolegend--
羧基荧光素二乙酸琥珀酰亚胺酯BD Pharmingen--
抗人CD3抗体(OKT3)BioLegend--
抗CD28抗体(CD28.2)BioLegend--
重组人IL-12BioLegend--
重组人IL-6BioLegend--
重组人IL-23BioLegend--
重组人IL-21BioLegend--
重组人IL-1βBioLegend--
重组人TGF-β1BioLegend--
抗人IFN-γ抗体BioLegend--
抗人IL-2抗体BioLegend--
重组人TGF-β1BioLegend--
重组人IL-2BioLegend--
可固定活力染料700BD Biosciences--
白细胞激活混合物BD Pharmingen--
固定/透化溶液BD Biosciences--
透化/洗涤缓冲液BD Biosciences--
转录因子固定/透化缓冲液BD Biosciences--
RIPA裂解液Beyotime--
PVDF膜----
PRMT1抗体Cell Signaling Technology--
IDH2多克隆抗体Proteintech--
β-微管蛋白抗体ABclonal--
非对称二甲基精氨酸基序抗体Cell Signaling Technology--
抗His抗体Proteintech--
抗Flag抗体Proteintech--
抗GFP抗体Proteintech--
BV421-CD138抗体BioLegend--
PE-GL7抗体Bioscience--
PerCP-CY5.5 I-A I-E抗体Bioscience--
APC-CD95抗体BioLegend--
FITC-H-2Kb抗体Bioscience--
PE-CY7 CD86抗体BioLegend--
APC-Cy7 B220抗体BD Bioscience--
BV605 CD4抗体BD Bioscience--
FITC-CD5.1抗体Bioscience--
BV650 CD8抗体BioLegend--
BV510-CD3e抗体BD Bioscience--
Ki67-APC抗体BioLegend--
PE-CY7-IFN-γ抗体BioLegend--
PE-IL-17A抗体BioLegend--
PE-CY7-IL-17A抗体BioLegend--
PE-CY7 CD25抗体BioLegend--
PE-Foxp3抗体BD Pharmingen--
FITC-CD4抗体BioLegend--
PE-CY7-IFN-γ抗体BioLegend--
PE-CY7-IL-17A抗体BioLegend--
PE-CY7 CD25抗体BioLegend--
PE-Foxp3抗体BD Pharmingen--
FITC-B220抗体BioLegend--
PE-CD138抗体BioLegend--
TCE-5003Selleck--
AGI-6780Selleck--
TRIzol试剂Thermo Fisher Scientific--
HiScript II Q RT SuperMix逆转录试剂盒Vazyme--
HiScript II一步法实时定量PCR SYBR Green试剂盒Vazyme--
Western/IP裂解液Solarbio--
蛋白A/G琼脂糖珠Thermo Fisher Science--
BeyoMag抗Flag磁珠Beyotime--
BeyoMag抗His磁珠Beyotime--
BeyoMag抗GFP磁珠Beyotime--
质谱分析SpecAlly Life Technology Co., Ltd--
Opti-MEM培养基Gibco--
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Science--
NADP+----
酶标仪Bio-Rad--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
抗dsDNA IgG ELISA试剂盒Sigma--
ELISA试剂盒Bethyl Laboratories--
生物素偶联抗CD25单克隆抗体和抗生物素微珠Miltenyi Biotec--

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
患者样本采集与分选
患者纳入标准(NIH标准)、cGVHD诊断、样本数量(90例cGVHD、50例对照)、细胞分选纯度(>90%)
阅读提示:Materials and methods - Patient samples
小鼠GVHD模型
小鼠品系、周龄、照射剂量(800 cGy)、细胞数量(BM与脾细胞数量)、TCE5003剂量(1.5 mg/kg)及给药方案(每周尾静脉注射)
阅读提示:Materials and methods - Mice, GVHD murine models
PRMT1表达检测
检测样本(CD4+ T、B细胞)、方法(RT-qPCR、Western blot)、抗体信息、内参基因
阅读提示:Materials and methods - Quantitative real-time PCR, Western blotting
流式细胞术
抗体克隆号及荧光标记、刺激条件(Leukocyte Activation Cocktail)、固定透化步骤、分析软件
阅读提示:Materials and methods - Flow cytometry
体外细胞培养与极化
细胞数量、刺激因子及浓度(如anti-IgM 20 μg/mL, CD40L 100 ng/mL, IL-4 10 ng/mL)、极化条件(Th1、Th17、Treg)、培养时间
阅读提示:Materials and methods - Cell culture
IDH2机制研究
质粒构建(Flag-PRMT1、His-IDH2、突变体)、转染方法、Co-IP条件、交联反应(戊二醛浓度)、体外甲基化实验条件、IDH2活性检测方法
阅读提示:Materials and methods - Co-IP, Transfection, IDH2 activity assessment