IPMK通过稳定PLCγ1-Sam68复合物在T细胞受体信号传导中非催化性激活PLCγ1

A non-catalytic role of IPMK is required for PLCγ1 activation in T cell receptor signaling by stabilizing the PLCγ1-Sam68 complex.

作者信息Sehoon Hong, Kyurae Kim, Young-Ri Shim, Jiyeon Park, Sung Eun Choi, Hyungyu Min, Seulgi Lee, Ji-Joon Song, Suk-Jo Kang, Won-Il Jeong, Rho Hyun Seong, Seyun Kim
PMID39478550
发布时间2024-10-30
DOI10.1186/s12964-024-01907-0

实验完整度

包含体内动物模型(ConA肝炎模型)、体外细胞实验(MEF、NIH3T3、T细胞)、机制验证(免疫共沉淀、体外激酶实验、显性负性肽干预)等多层级实验。

主要模型

CD4+ T细胞特异性IPMK敲除小鼠(IPMKΔCD4) 初始CD4+ T细胞 小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs) NIH3T3细胞

重点核对

CD4+ T细胞特异性IPMK敲除(IPMKΔCD4) ConA诱导肝炎模型(12 mg/kg静脉注射,24-26 g小鼠) TCR刺激(anti-CD3和anti-CD28抗体,浓度和持续时间) IPMK-DN肽(93-126片段)处理 PLCγ1 Y783磷酸化检测

摘要

背景:磷脂酶C gamma 1(PLCγ1)是T细胞受体(TCR)和生长因子信号传导的重要介质。PLCγ1被Src家族激酶(SFKs)激活,并从磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)产生肌醇1,4,5-三磷酸(InsP3)。肌醇多磷酸多激酶(IPMK)是一种具有广泛底物特异性和非催化活性的多效酶,介导多种功能性蛋白-蛋白相互作用。因此,IPMK在细胞生长等关键生物学事件中发挥重要作用。然而,IPMK在TCR信号传导中对PLCγ1激活的贡献仍大多未被阐明。本研究旨在阐明IPMK在TCR信号传导中的功能,并揭示IPMK介导的信号作用模式在PLCγ1激活中的作用。方法:在CD4+ T细胞特异性IPMK敲除小鼠(IPMKΔCD4)中建立刀豆蛋白A(ConA)诱导的急性肝炎模型。进行组织学分析以评估肝损伤。使用原代培养的初始CD4+ T细胞在体外揭示IPMK的作用机制。通过Western blot分析、定量实时PCR和流式细胞术分析TCR刺激诱导的PLCγ1激活及初始CD4+ T细胞中的下游信号通路。通过酵母双杂交筛选和免疫共沉淀鉴定IPMK结合蛋白和蛋白复合物。结果:IPMKΔCD4小鼠表现出减轻的ConA诱导的急性肝炎。这些小鼠的CD4+辅助T细胞显示出降低的PLCγ1 Y783磷酸化,随后抑制钙信号传导和IL-2产生。发现IPMK通过直接与68 kDa的有丝分裂期间Src相关底物(Sam68)结合来促进PLCγ1激活。机制上,IPMK稳定Sam68与PLCγ1之间的相互作用,从而促进PLCγ1磷酸化。用IPMK显性负性肽干扰这种IPMK-Sam68结合相互作用削弱了PLCγ1磷酸化。结论:我们的结果表明,IPMK通过稳定PLCγ1-Sam68复合物非催化性促进PLCγ1磷酸化。在CD4+ T细胞中靶向IPMK可能是一种治疗TCR过度刺激引起的免疫疾病的有前景的策略。

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
IPMK在TCR信号传导中对PLCγ1激活的作用及其分子机制是什么?
核心机制
IPMK通过与Sam68直接结合,稳定Sam68与PLCγ1的相互作用,从而促进Src家族激酶介导的PLCγ1 Y783磷酸化,增强TCR信号传导。
主要证据
在IPMKΔCD4小鼠中,初始CD4+ T细胞中PLCγ1 Y783磷酸化、钙流和IL-2产生均降低;体外实验显示IPMK直接与Sam68结合,且IPMK-DN肽抑制PLCγ1磷酸化。
研究意义
靶向CD4+ T细胞中的IPMK可能成为治疗TCR过度激活引起的免疫疾病(如自身免疫性肝炎)的潜在策略。

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

建立CD4+ T细胞特异性IPMK敲除小鼠模型

研究IPMK在CD4+ T细胞中的生理功能。

通过将Ipmk floxed小鼠与CD4-Cre小鼠杂交,获得IPMKΔCD4小鼠,并验证T细胞发育正常。

2

ConA诱导急性肝炎模型评估IPMK删除的体内效应

评估IPMK缺失对T细胞介导的肝脏损伤的影响。

对IPMKf/f和IPMKΔCD4小鼠静脉注射ConA(12 mg/kg),12小时后检测血清ALT/AST水平、肝组织病理和TUNEL凋亡。

3

分析初始CD4+ T细胞中TCR刺激诱导的PLCγ1信号

检验IPMK缺失对PLCγ1激活及下游信号的影响。

从脾和淋巴结分离初始CD4+ T细胞,用anti-CD3和anti-CD28抗体刺激,通过Western blot检测PLCγ1 Y783磷酸化,流式检测钙流和IL-2产生。

4

验证IPMK与Sam68的相互作用

鉴定IPMK的新的结合伙伴。

通过酵母双杂交筛选、体外结合实验、GST pull-down和免疫共沉淀,验证IPMK与Sam68的直接相互作用,并定位结合区域。

5

证明IPMK稳定Sam68-PLCγ1复合物

验证IPMK是否通过稳定Sam68-PLCγ1复合物来促进PLCγ1磷酸化。

通过免疫共沉淀检测IPMK缺失或过表达对Sam68-PLCγ1结合的影响,并在细胞中检测复合物形成。

6

使用显性负性肽干扰IPMK-Sam68相互作用

验证IPMK-Sam68相互作用对PLCγ1磷酸化和T细胞活化的必要性。

在NIH3T3和初始CD4+ T细胞中转导或转导IPMK-DN片段(93-182或93-126),检测PLCγ1磷酸化、钙流和IL-2。

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
刀豆蛋白ASigma-Aldrich--
原位细胞死亡检测试剂盒(荧光素)Roche--
DMEM培养基Biowest--
胎牛血清Atlas Biologicals--
青霉素/链霉素Welgene--
jetPRIME转染试剂Polyplus--
Lipofectamine LTX转染试剂Invitrogen--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
IPMK siRNABioneer--
MACS小鼠初始CD4+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec--
MagniSort小鼠CD4初始T细胞富集试剂盒Invitrogen--
抗CD3抗体eBioscience16-0031-85
抗CD28抗体eBioscience16-0281-86
β-巯基乙醇Gibco--
CellTrace CFSE增殖试剂盒InvitrogenC34554
抗亚美尼亚仓鼠IgG二抗Jackson ImmunoResearch Laboratory--
PTD肽Peptron--
pCMV-GST载体Addgene--
pMD2G包装质粒----
psPAX2.0包装质粒----
pCL-Eco包装质粒----
聚凝胺----
嘌呤霉素Gibco--
重组人IL-2Peprotech--
蛋白酶抑制剂混合物Roche--
Bradford蛋白定量试剂盒Bio-rad--
抗Flag抗体Sigma AldrichF1804
抗Tubulin抗体Sigma AldrichT5109
抗Sam68抗体Santa Cruz Biotechnologysc-1238
正常兔IgGSanta Cruz Biotechnologysc-2027
抗GAPDH抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32233
抗LAT抗体Santa Cruz Biotechnologysc-53550
抗HA抗体BiolegendMMS-101R
抗GST抗体Cell Signaling Technology2622
抗β-actin抗体Cell Signaling Technology4970
抗磷酸化PLCγ1 (Tyr783)抗体Cell Signaling Technology2821
抗PLCγ1抗体Cell Signaling Technology5690
抗磷酸化Src家族(Tyr416)抗体Cell Signaling Technology6943
抗Src抗体Cell Signaling Technology2108
抗磷酸化PKCθ (Thr538)抗体Cell Signaling Technology9377
抗PKCθ抗体Cell Signaling Technology13643
抗IPMK抗体Novus BiologicalsNBP1-32250
抗Flag M2磁珠Millipore--
TrueBlot磁珠Rockland Immunochemicals--
谷胱甘肽琼脂糖磁珠Incopharm--
重组Flag-Sam68蛋白OriGeneTP300263
Flag-PLCγ1重组蛋白OriGeneTP316448
GST-Src重组蛋白Sino Biological10755-H20B
TRIzol试剂Molecular Research Center--
Superscript III逆转录酶enzynomics--
SYBR Green预混液Toyobo--
Step One Plus实时PCR系统Applied Biosystems--
PMACalbiochem--
离子霉素Sigma Aldrich--
布雷菲德菌素AInvitrogen--
可固定活力染料eBioscience65-0866-14
抗小鼠CD4 eFluor450抗体eBioscience48-0042-82
抗小鼠CD44 APC eFluor780抗体eBioscience47-0441-82
抗小鼠CD25 PE抗体eBioscience12-0251-82
抗小鼠TCRβ抗体eBioscience11-5961-82
抗小鼠IL-2 APC抗体eBioscience17-7021-82
抗小鼠IFNγ PE抗体eBioscience12-7311-82
抗小鼠IL-4抗体eBioscience12-7041-82
抗小鼠IL-17A PE-Cyanine7抗体eBioscience25-7177-82
抗小鼠CD69 Alexa Fluor 700抗体BD Biosciences561238
抗小鼠TNF PE抗体BD Biosciences561063
抗磷酸化PLCγ1 (Tyr783) Alexa Fluor 647抗体Cell Signaling Technology88717
Fluo4 AM钙指示剂InvitrogenF14201
Fura Red钙指示剂InvitrogenF3020
GraphPad Prism软件9.0GraphPad--

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
动物模型
小鼠品系、年龄、性别、体重范围,ConA剂量和给药途径,检测时间点。
阅读提示:Methods: Animal experiments, Induction of ConA-induced hepatitis; Figure 1 legend
T细胞分离与刺激
细胞来源(脾、淋巴结),分离试剂盒,刺激抗体浓度(anti-CD3 10 μg/mL, anti-CD28 10 μg/mL),刺激时间(3-10分钟),培养基成分。
阅读提示:Methods: In vitro CD4+ helper T cell differentiation, proliferation, and TCR stimulation; Figure 2 legend
IPMK敲除或敲低
细胞类型(MEF、NIH3T3、T细胞),敲除方法(CRISPR/Cas9, 4-OHT处理条件),siRNA序列和浓度。
阅读提示:Methods: Cell culture and transfection, Virus production and transduction; Figure 3 legend
蛋白相互作用检测
抗体种类和用量,免疫沉淀条件(珠子类型),GST pull-down条件,体外结合实验蛋白浓度。
阅读提示:Methods: Immunoprecipitation and GST pull-down assays, In vitro binding assay; Figure 4 legend
PLCγ1磷酸化检测
抗体(phospho-PLCγ1 Tyr783),刺激条件(TCR或PDGF),时间点,蛋白上样量。
阅读提示:Methods: SDS-PAGE and immunoblotting; Results sections; Figure 5-7 legends
显性负性肽处理
IPMK-DN肽序列(93-126),浓度(1 μM),处理时间,TCR刺激条件。
阅读提示:Methods: In vitro CD4+ helper T cell differentiation, proliferation, and TCR stimulation; Figure 7 legend