CD38/NAD/SIRTUIN1/EZH2轴减轻细胞毒性CD8 T细胞功能并识别易感染的SLE患者

The CD38/NAD/SIRTUIN1/EZH2 Axis Mitigates Cytotoxic CD8 T Cell Function and Identifies Patients with SLE Prone to Infections.

作者信息Eri Katsuyama, Abel Suarez-Fueyo, Sean J Bradley, Masayuki Mizui, Ana V Marin, Lama Mulki, Suzanne Krishfield, Fabio Malavasi, Joon Yoon, Shannan J Ho Sui, Vasileios C Kyttaris, George C Tsokos
PMID31914379
期刊Cell Rep
发布时间2020-01-07
DOI10.1016/j.celrep.2019.12.014

实验完整度

包含患者样本、细胞系、原代细胞实验;涉及功能验证(细胞毒性、脱粒)和机制验证(NAD+、SIRT1/EZH2通路、ATAC-seq)等。

主要模型

SLE患者外周血CD8 T细胞 健康供者CD8 T细胞 Jurkat细胞系(CD38KO和CD38WT) TALL104细胞系

重点核对

患者感染事件的记录(6个月内)及CD8CD38high百分比阈值28.4% CD8 T细胞脱粒(CD107a)检测和细胞毒性实验(P815靶细胞) NAD+水平测量和乙酰化EZH2检测 EZH2抑制剂GSK126处理后细胞毒性恢复效果

摘要

系统性红斑狼疮(SLE)患者频繁发生感染,这导致了显著的发病率和死亡率。SLE患者的T细胞细胞毒性反应降低,但负责的分子事件在很大程度上是未知的。我们在感染率增加的患者亚组中发现CD8CD38high T细胞亚群扩增。来自健康受试者和SLE患者的CD8CD38high T细胞显示出降低的细胞毒性能力、脱粒以及颗粒酶A和B和穿孔素的表达。在CD8CD38high T细胞中,关键的细胞毒性相关转录因子T-bet、RUNX3和EOMES减少。CD38通过抑制去乙酰化酶Sirtuin1导致乙酰化EZH2增加。乙酰化的EZH2抑制RUNX3表达,而抑制EZH2则恢复CD8 T细胞的细胞毒性反应。我们提出,高水平的CD38导致CD8 T细胞介导的细胞毒性降低,并增加SLE患者感染的倾向,这一过程可以通过药理学方法逆转。

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
SLE患者CD8 T细胞细胞毒性降低的分子机制是什么,以及CD38表达是否与感染风险相关?
核心机制
CD38通过降低NAD+水平抑制Sirtuin1活性,导致EZH2乙酰化增加,乙酰化EZH2抑制RUNX3表达,从而降低细胞毒性相关分子的产生和CD8 T细胞的细胞毒性。
主要证据
SLE患者CD8CD38high T细胞比例增加与感染相关;CD8CD38high T细胞脱粒和细胞毒性下降,细胞毒性分子(GZMA、GZMB、PRF1、IFN-γ)和转录因子(RUNX3等)表达降低;CD38过表达或CD38KO实验证实CD38的作用;SIRT1抑制剂EX527增加EZH2乙酰化,EZH2抑制剂GSK126恢复细胞毒性。
研究意义
CD38/NAD/SIRT1/EZH2轴可作为识别SLE患者感染风险的生物标志物,并为恢复SLE患者CD8 T细胞细胞毒性提供治疗靶点。

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

临床样本分析

评估SLE患者和健康对照中CD8CD38high T细胞的频率,并分析其与感染事件和疾病活动度的关联。

通过流式细胞术检测外周血CD4和CD8 T细胞中CD38的表达,并根据CD38表达将患者分为CD8CD38high和CD8CD38low两组,回顾性记录感染事件,分析CD38与感染的关系。

2

细胞功能检测

验证CD8CD38high T细胞是否具有较差的细胞毒性功能。

通过流式细胞术检测CD8CD38low和CD8CD38high T细胞的脱粒能力(CD107a表达)和细胞毒性(与P815靶细胞共培养),并比较细胞毒性分子和转录因子的表达。

3

机制探究

阐明CD38通过NAD+/Sirtuin1/EZH2轴调控CD8 T细胞细胞毒性的分子机制。

测量CD8CD38high和CD8CD38low T细胞中NAD+水平,检测蛋白乙酰化水平,通过免疫共沉淀检测EZH2乙酰化,并利用CD38KO Jurkat细胞或SIRT1抑制剂研究CD38对SIRT1/EZH2的影响。

4

功能恢复实验

探究抑制EZH2是否能恢复CD8CD38high T细胞的细胞毒性功能。

使用EZH2抑制剂GSK126处理CD8 T细胞,检测RUNX3表达、脱粒能力和细胞毒性分子的表达。

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
CD38抗体(PE/Cy7抗人CD38)Biolegend303516
CD107a抗体(PE抗人CD107a)Biolegend328608
抗乙酰赖氨酸抗体Cell Signaling Technology9441S
抗EZH2抗体Cell Signaling Technology3147S
GSK126Cayman Chemical15415
EX527Sigma-AldrichE7034
NAD+/NADH定量试剂盒Sigma-AldrichMAK037-1KT

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
临床样本分析
SLE患者和健康对照的CD38表达,感染事件的定义和记录时间窗口
阅读提示:Methods部分“Human samples”和“RESULTS”第一段
细胞功能检测
脱粒实验的刺激条件(CD3/CD28抗体浓度、刺激时间),细胞毒性实验的靶细胞(P815)和效应靶比例
阅读提示:Methods部分“Degranulation assay”和“In vitro cytotoxicity assay”
机制探究
NAD+测量方法(细胞数、试剂盒),SIRT1抑制剂EX527浓度和孵育时间,EZH2乙酰化检测(IP和WB)
阅读提示:Methods部分“Western blotting, Immunoprecipitation, and NAD+ measurements”和“Inhibitors”
ATAC-seq
CD8CD38low和high细胞分选后的细胞数(50000),测序平台和读长,差异分析参数(FDR < 0.05, |log2FC| > 1)
阅读提示:Methods部分“Omni-ATAC-seq”