IL-1β通过解除let-7c-3p对蛋白质翻译的抑制诱导人内皮细胞表面表达IL-15

IL-1β Induces Human Endothelial Surface Expression of IL-15 by Relieving let-7c-3p Suppression of Protein Translation.

作者信息Clancy W Mullan, Luanna Summer, Francesc Lopez-Giraldez, Zuzana Tobiasova, Thomas D Manes, Shruthi Yasothan, Guiyu Song, Daniel Jane-Wit, W Mark Saltzman, Jordan S Pober
PMID39302113
期刊J Immunol
发布时间2024-11-01
DOI10.4049/jimmunol.2400331

实验完整度

包含体外细胞模型(ECFC来源的内皮细胞)、多重功能验证(siRNA敲低、小分子抑制剂、miRNA antimir)、机制验证(Argo免疫沉淀、小RNA测序)及T细胞功能实验(pSTAT5检测)。

主要模型

人脐带血来源的内皮集落形成细胞(ECFC)分化的人内皮细胞 CD8+CD45RO+记忆T细胞

重点核对

人内皮细胞的来源与培养条件(ECFC分化,EGM-2-MV培养基) IL-1β处理浓度(100 pg/mL)和时间(6小时) RNA聚合酶II抑制剂DRB(100 μM)和翻译抑制剂CHX(10 μg/mL)的处理 let-7c-3p antimir和siRNA转染浓度(20 nM和40 nM) CD8+记忆T细胞共培养比例(15:1)和时间(30分钟)

摘要

人移植血管内皮细胞表面表达的与IL-15受体α亚基结合的IL-15可增强细胞毒性T淋巴细胞的活化,从而加剧同种异体移植排斥反应。我们之前的研究表明,该蛋白复合物的表面表达可通过同种抗体介导的补体激活诱导,其机制是增加IL-1β的合成、分泌以及自分泌/旁分泌IL-1介导的NF-κB激活。在此我们报道,培养的人内皮细胞表达8种不同剪接的IL-15转录本。值得注意的是,IL-1β不改变任何IL-15转录本的表达水平,但在不依赖RNA聚合酶II介导的转录的情况下诱导表面表达,同时需要新的蛋白质翻译。机制上,IL-1β导致NF-κB介导的microRNA Let-7c-3p水平降低,从而解除对IL-15表面蛋白翻译的阻断。Let7c-3p antimir可在没有补体激活或IL-1的情况下诱导内皮细胞表面表达IL-15/IL-15Rα,使IL-15能够通过trans-presentation增强CD8 T细胞活化。由于我们发现的IL-15调节的复杂性,我们建议在解释总IL-15 mRNA或蛋白水平升高作为trans-presentation的替代指标时应谨慎。

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
IL-1β诱导人内皮细胞表面表达IL-15/IL-15Rα复合物的机制是什么?
核心机制
IL-1β激活NF-κB信号通路,导致MIR99AHG转录下调,进而降低miRNA hsa-let-7c-3p水平,解除其对IL-15 mRNA翻译的抑制,从而允许IL-15蛋白合成并在细胞表面与IL-15Rα形成复合物进行trans-presentation。
主要证据
利用小分子抑制剂(DRB、CHX、Bay 11-7082)证实IL-1β诱导的IL-15表面表达依赖蛋白质翻译和NF-κB信号,但不依赖转录;通过siRNA敲低DICER1模拟IL-1β效应;小RNA测序和qRT-PCR鉴定let-7c-3p下调;let-7c-3p antimir转染诱导表面IL-15表达并增强共培养CD8+记忆T细胞的STAT5A磷酸化。
研究意义
该研究首次揭示了IL-15 trans-presentation的特定调控因子,扩大了NF-κB调控蛋白表达的范围,并提示在解释IL-15 mRNA或蛋白水平作为炎症标志物时需谨慎。

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IL-1β诱导IL-15表面表达的转录非依赖性

确定IL-1β诱导IL-15表面表达是否依赖于转录或翻译。

对IFNγ预处理的EC使用RNA聚合酶II抑制剂DRB、翻译抑制剂CHX或NF-κB抑制剂Bay 11-7082预处理,然后加入IL-1β处理6小时,检测表面IL-15表达。

2

鉴定IL-15表达转录后调控的miRNA机制

探索IL-1β是否通过miRNA途径调控IL-15翻译。

通过siRNA敲低DICER1观察IL-15表面表达;使用pan-Ago抗体免疫沉淀IL-15 mRNA;进行小RNA测序和qRT-PCR鉴定候选miRNA。

3

验证let-7c-3p的调控机制及NF-κB依赖性

确认let-7c-3p是否是IL-15翻译的负调控因子,并验证其下调是否依赖NF-κB。

检测IL-1β、TNF、IFNγ+IL-1β处理后let-7c-3p的表达;使用siRNA敲低RELA验证NF-κB依赖性;检测MIR99AHG水平。

4

验证let-7c-3p antimir诱导功能性IL-15/IL-15Rα复合物

确认let-7c-3p抑制解除后产生的表面IL-15是否具有功能性。

将let-7c-3p antimir或非靶向对照转染EC,与CD8+记忆T细胞共培养,检测T细胞STAT5A磷酸化。

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
EGM-2-MV培养基Lonza--
明胶----
人纤连蛋白----
Nunc Lab-Tek 2腔室玻片ThermoFisher154534
重组人IFNγPeproTech300-02
重组人IL-1βPeproTech200-01B
重组人TNFR&D Systems210-TA-020
DRB(5,6-二氯-1-β-D-呋喃核糖基-1H-苯并咪唑)Cayman Chemical10010302
Bay 11-7082Cayman Chemical10010266
抗人IL-15抗体(ab55276)Abcam--
抗IL-15Rα抗体(AF247)R&D Systems--
抗SELE抗体(10335-R208)Sino Biological--
Alexa Fluor偶联二抗ThermoFisher--
含DAPI的ProLong Gold抗淬灭封片剂ThermoFisherP36931
EVOS FL Auto 2 显微镜ThermoFisher--
ImageJ 软件----
siRNA(IL15: J-007934-06; IL15RA: J-007935-10; RELA: L-003533-00; DICER1: J-003483-09)Dharmacon--
非靶向对照siRNA(D-001810-01)Dharmacon--
miR抑制剂(hsa-let-7c-3p, AM12580)ThermoFisher--
非靶向对照抑制剂(4464076)ThermoFisher--
Opti-Mem 培养基ThermoFisher31985062
RNAiMax 脂质体转染试剂ThermoFisher13778075
RNeasy 试剂盒Qiagen--
miRNeasy 试剂盒Qiagen--
cDNA文库制备试剂盒ThermoFisher4368814
TaqMan基因表达预混液ThermoFisher4369016
IL15 TaqMan探针(Hs01003716)ThermoFisher--
IL15RA TaqMan探针(Hs00542602)ThermoFisher--
GAPDH TaqMan探针(Hs02786624)ThermoFisher--
DICER1 TaqMan探针(Hs00229023)ThermoFisher--
MIR99AHG TaqMan探针(Hs05025026)ThermoFisher--
TaqMan microRNA逆转录试剂盒ThermoFisher2746783
hsa-let-7c-3p TaqMan探针(002479)ThermoFisher--
RNU44 TaqMan探针(001094)ThermoFisher--
人补体CompTech--
IL-1受体拮抗剂Peprotech200-01RA
RIPA裂解液Cell Signaling#9806
蛋白酶抑制剂SigmaAldrich11873580001
二硫苏糖醇SigmaAldrichD5545
4-20%预制胶(Bio-Rad)Bio-Rad--
Immobilon-PSQ PVDF膜SigmaAldrichISEQ00010
牛血清白蛋白----
抗DICER抗体(#5362S)Cell Signaling--
抗RELA抗体(SC-109)Santa Cruz--
抗β-actin抗体(#4970)Cell Signaling--
Alexa Fluor 680偶联驴二抗----
Odyssey CLx 成像系统LI-COR BioSciences--
MagnaRIP RNA结合蛋白免疫沉淀试剂盒Sigma-Aldrich#17-700
RIPAb+ pan-Ago抗体Sigma-Aldrich#03-248
Kapa RNA HyperPrep试剂盒(含RiboErase)Kapa BiosystemsKR1351
Illumina NovaSeq6000 测序仪Illumina--
Qiagen miRNA文库制备试剂盒Qiagen331505
Agilent Bioanalyzer 生物分析仪Agilent--
Agilent Fragment Analyzer 片段分析仪Agilent--
Agilent Tapestation 分析系统Agilent--
Ficoll-Hypaque 密度梯度离心介质----
DynaBead人CD8 T细胞阴性分选试剂盒ThermoFisher11348D
小鼠抗CD45RA抗体(304102)Biolegend--
Pan Mouse IgG 磁珠ThermoFisher11041
抗CD8抗体(344722)Biolegend--
抗CD45RO抗体(304206)Biolegend--
破膜缓冲液(421002)Biolegend--
抗磷酸化STAT5A抗体(936906)Biolegend--
BD LSRFortessa 流式细胞仪BD--
GraphPad Prism 10.1.1 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
细胞培养
人内皮细胞来源(ECFC分化),培养基(EGM-2-MV),培养条件(37°C, 5% CO2),传代次数(3-10代)
阅读提示:Methods: Cell culture
细胞因子处理
IFNγ浓度(50 ng/mL)和处理时间(48小时),IL-1β浓度(100 pg/mL)和处理时间(6小时),TNF浓度(10 ng/mL)
阅读提示:Results 和 Methods 的相应部分
小分子抑制剂处理
DRB浓度(100 μM)预处理时间(15分钟),CHX浓度(10 μg/mL)预处理时间(15分钟),Bay 11-7082浓度(10 μM)预处理时间(15分钟)
阅读提示:Methods: Immunofluorescence
转染实验
siRNA浓度(IL-15、IL-15Rα、RELA: 40 nM; DICER1: 80 nM),antimir浓度(20 nM),转染试剂(RNAiMax)用量
阅读提示:Methods: Transfections
免疫荧光
一抗浓度(IL-15 ab55276 1:200, IL-15Rα AF247 4 μg/mL, SELE 1:200),二抗稀释度(1:500),固定、封闭、通透条件
阅读提示:Methods: Immunofluorescence
RNA测序
处理条件(IFNγ 48小时、IL-1β 6小时、TNF 6小时),RNA提取试剂盒,建库试剂盒,测序平台(Illumina NovaSeq6000)和分析流程
阅读提示:Methods: RNA sequencing
T细胞共培养
CD8+记忆T细胞分离和纯度,共培养比例(15:1),共培养时间(30分钟),pSTAT5A检测方法
阅读提示:Methods: Memory CD8+ T cell isolation and assessing STAT5A Phosphorylation