人巨细胞病毒UL23利用PD-L1抑制性信号通路逃避免疫T细胞介导的细胞毒性

Human cytomegalovirus UL23 exploits PD-L1 inhibitory signaling pathway to evade T cell-mediated cytotoxicity.

作者信息Qin Yuan, Zhaosong Fan, Wenqiang Huang, Xiaoping Huo, Xiaoping Yang, Yanhong Ran, Jun Chen, Hongjian Li
PMID38829126
期刊mBio
发布时间2024-07-17
DOI10.1128/mbio.01191-24

实验完整度

包含体外细胞共培养、基因敲除/过表达、RNA-seq、PD-L1中和/敲低、PBMC验证等多个独立证据层级,且明确功能与机制验证。

主要模型

HFFs(人包皮成纤维细胞) Jurkat T细胞系 外周血单个核细胞(PBMCs) HCMV Towne株及ΔUL23突变株

重点核对

HCMV感染复数(MOI=3)及共培养比例(Jurkat:T细胞=3:1) IFN-γ中和抗体浓度(10 µg/mL)及处理时间(30分钟) PD-L1 siRNA敲低效率(qPCR和Western blot验证) anti-CD3/CD28激活Jurkat细胞的浓度(各1 µg/mL)及时间(24小时) 共培养时间(24小时至5天)及病毒滴度检测方法(PFU)

摘要

人巨细胞病毒(HCMV)是一种广泛流行的人类β-疱疹病毒,在原发感染后在宿主中建立终身持续性感染。在健康个体中,该病毒被HCMV特异性T细胞有效控制,通常表现为无症状。T细胞免疫应答在对抗HCMV感染中发挥关键作用,而HCMV在宿主体内采用各种策略来对抗它。先前,我们报道了HCMV的基质蛋白UL23通过干扰素-γ(IFN-γ)应答促进病毒免疫逃逸,并且众所周知IFN-γ主要来源于T细胞。然而,UL23是否参与病毒逃避免疫T细胞介导的免疫尚不清楚。在此,我们提供了令人信服的证据,通过HCMV感染细胞与T细胞的共培养实验,证明UL23在HCMV感染期间显著增强病毒抵抗T细胞介导的细胞毒性。我们发现IFN-γ在调控UL23介导的T细胞细胞毒性中起主要作用。更有趣的是,我们证明了UL23不仅调控IFN-γ下游应答,还通过调节T细胞活性来调节IFN-γ的分泌。进一步的实验表明,UL23上调程序性死亡配体1(PD-L1)的表达和信号传导,通过RNA-seq分析和抑制剂阻断实验确定,PD-L1负责抑制T细胞活性的多个方面,包括活化、凋亡和IFN-γ分泌,最终促进病毒复制和传播。我们的发现强调了UL23作为抑制T细胞细胞毒性的替代拮抗剂的潜在作用,并揭示了HCMV逃避免疫T细胞免疫的新策略。

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
HCMV UL23蛋白是否及如何通过调节T细胞活性来逃避免疫T细胞介导的细胞毒性。
核心机制
UL23上调PD-L1表达,通过PD-L1/PD-1轴抑制T细胞活化、增殖、促进凋亡,从而减少IFN-γ分泌,增强病毒抵抗。
主要证据
基于HCMV感染HFFs与激活Jurkat细胞或PBMCs共培养,结合UL23敲除/过表达、siRNA敲低PD-L1/IFNGR1、中和抗体阻断等实验,证明UL23依赖性PD-L1上调是关键机制。
研究意义
首次揭示HCMV编码蛋白通过利用PD-L1抑制性信号通路调控T细胞活性以逃避免疫监视,为理解HCMV免疫调节及开发抗病毒治疗策略提供新见解。

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UL23对病毒抵抗T细胞杀伤的作用

确定UL23是否增强HCMV抵抗T细胞介导的细胞毒性。

将HCMV Towne或ΔUL23感染HFFs,与抗CD3/CD28激活的Jurkat细胞共培养,检测病毒滴度、GFP表达、IE1水平。

2

鉴定IFN-γ在UL23调控T细胞杀伤中的关键作用

探讨IFN-γ是否为UL23介导的T细胞杀伤调控的主要因子。

使用不同阻断剂(EGTA、Kp7-6、IFN-γ NAb、TRAIL NAb、infliximab)处理共培养体系,检测病毒滴度;同时使用siR-IFNGR1敲低受体,观察IE1表达。

3

检测UL23对T细胞功能的影响

验证UL23是否影响T细胞活化、增殖和凋亡。

在共培养体系中检测IL-2分泌(ELISA)、CFSE稀释(流式)、annexin V/7-AAD染色(流式)及cleaved Caspase-3表达(Western blot)。

4

探索UL23调控T细胞功能的下游机制

确定UL23是否通过调节免疫检查点分子(如PD-L1)影响T细胞。

通过RNA-seq比较Towne和ΔUL23感染HFFs差异表达基因,筛选候选调节因子,并使用中和抗体或siRNA敲低验证。

5

验证PD-L1在UL23介导的T细胞抑制中的作用

证实PD-L1是否为UL23抑制T细胞功能的关键介质。

通过siRNA敲低或中和抗体阻断PD-L1,检测IFN-γ、IL-2分泌、T细胞增殖和凋亡,并评估病毒滴度。

6

检测UL23对PD-L1表达的上调作用

明确UL23是否促进PD-L1表达及机制。

利用PD-L1启动子荧光素酶报告实验、qPCR、Western blot、流式分析及ELISA检测PD-L1表达。

7

评估UL23-PD-L1轴对病毒免疫逃逸的影响

确认PD-L1在UL23介导的病毒抵抗T细胞杀伤中的必要性。

在siRNA敲低或中和PD-L1条件下,检测病毒滴度及IE1表达,并在PBMC中验证。

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
杜尔贝科改良伊格尔培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清ExCell BioFSS500
青霉素/链霉素Gibco15140-122
RPMI 1640培养基GibcoC11875500BT
HCMV Towne株----
病毒DNA/RNA提取试剂盒Yeasen19321ES50
SYBR Green qPCR试剂盒Yeasen11201ES08
总RNA提取试剂盒Yeasen19221ES50
逆转录试剂盒VazymeR223-01
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
SYBR Green预混液试剂盒Yeasen11201ES08
Taq预混液VazymeP111
Western blot细胞裂解液BeyotimeP0013
脱脂奶粉Bio-Rad1706404
辣根过氧化物酶标记二抗ProteintechSA00001-1
增强化学发光检测试剂Yeasen36208ES60
抗PD-L1抗体Proteintech66248-1-Ig
GAPDH抗体Yeasen30201ES60
抗IE1抗体Abcamab53495
DYKDDDDK抗体(FLAG)Proteintech66008-3-lg
抗IFNGR1抗体Santa Cruzsc-12755
抗caspase-3抗体Cell Signaling Technology9662S
Lipo2000转染试剂Invitrogen11668030
siR-PD-L1Shanghai GenePharma--
人IFNGR1 siRNASanta Cruzsc-29357
对照siRNASanta Cruzsc-37007
Lipo293转染试剂BeyotimeC0521
细胞计数试剂盒-8BeyotimeC0037
pGL3载体PromegaE1751
pRL-TK海肾荧光素酶质粒PromegaE2241
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Yeasen11402ES60
CD274-PE抗体eBioscience12-5983-42
小鼠IgG1 K同型对照PEeBioscience12-4714-81
ELISA试剂盒R&D SystemsDB7H10
抗CD3抗体BD Biosciences555329
抗CD28抗体BD Biosciences555725
IFN-γ ELISA试剂盒ProteintechKE00146
IL-2 ELISA试剂盒ProteintechKE00017
CFSE染料BeyotimeC1031
膜联蛋白V-7-AAD凋亡检测试剂盒VazymeA213-01
乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸MedChemExpressHY-D0861
Kp7-6Calbiochem341291
纯化抗人CD253(TRAIL)抗体BioLegend308202
纯化抗IFN-γ抗体BioLegend502401
英夫利昔单抗MedChemExpressHY-P9970
抗CD274(PD-L1,B7-H1)抗体eBioscience16-5983-82
纯化抗人CD66a/b/c/e(CEACAM1/1/5/6/8)抗体BioLegend398902
抗人IL-10R β抗体R&D SystemsMAB874
小鼠IgG同型抗体eBioscience16-4714-82
重组PD-L1蛋白(PD-L1 Fc)Sino Biological10084-H02H
TRIzol试剂Invitrogen--
GraphPad Prism 8软件GraphPad--

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
共培养实验
HFFs和Jurkat细胞比例(3:1)、MOI(3)、激活抗体浓度(anti-CD3/CD28各1 µg/mL)、共培养时间(24小时至5天)
阅读提示:Methods: 'IFN-γ and IL-2 expression assay' 和 'T cell proliferation assay'
IFN-γ中和实验
抗IFN-γ抗体浓度(10 µg/mL)及预处理时间(30分钟)
阅读提示:Figure 2 legend
PD-L1敲低/中和实验
siR-PD-L1转染浓度(50 pmol)、PD-L1中和抗体浓度(10 µg/mL)、敲低效率验证(qPCR和Western blot)
阅读提示:Methods: 'siRNA interference and plasmid transfection' 和 'Pathway inhibition'
病毒滴度检测
MOI(3)、感染时间(0-8天)、PFU检测方法
阅读提示:Methods: 'Viral infection and viral titer analysis'
细胞功能检测
CFSE浓度(2.5 µM)、凋亡检测试剂(Annexin V-7-AAD)、ELISA试剂盒(IFN-γ和IL-2)
阅读提示:Methods: 'T cell proliferation assay' 和 'T cell apoptosis assay'