GLK-IKKβ信号诱导AhR-RORγt复合物二聚化及转位,促进IL-17A诱导与自身免疫疾病

GLK-IKKβ signaling induces dimerization and translocation of the AhR-RORγt complex in IL-17A induction and autoimmune disease.

作者信息Huai-Chia Chuang, Ching-Yi Tsai, Chia-Hsin Hsueh, Tse-Hua Tan
PMID30214937
期刊Sci Adv
发布时间2018-09-12
DOI10.1126/sciadv.aat5401

实验完整度

高

包含多种转基因/敲除小鼠模型、细胞系实验、生化分析(激酶实验、质谱)、免疫共沉淀及报告基因等,并进行功能验证。

主要模型

T细胞特异性GLK转基因小鼠(Lck-GLK Tg) Jurkat T细胞 HEK293T细胞 PKCθ敲除小鼠、AhR条件敲除小鼠、IKKβ条件敲除小鼠、RORγt条件敲除小鼠

重点核对

Lck-GLK Tg小鼠中GLK过表达特异诱导IL-17A产生 PKCθ磷酸化AhR Ser36并促进其核转位 IKKβ磷酸化RORγt Ser489并诱导AhR-RORγt相互作用 AhR-RORγt复合物结合IL-17A启动子(-877和-254区) TCR信号或GLK过表达诱导IL-17A转录依赖IKKβ和AhR-RORγt

摘要

激酶GLK诱导AhR-RORγt二聚化,导致细胞因子IL-17A的诱导和自身免疫反应。

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
GLK过表达如何导致T细胞中IL-17A转录激活及自身免疫疾病?
核心机制
GLK信号通过PKCθ磷酸化AhR Ser36促进其核转位,并通过IKKβ磷酸化RORγt Ser489,诱导AhR-RORγt复合物形成,该复合物结合IL-17A启动子并激活转录。
主要证据
Lck-GLK Tg小鼠自发自身免疫病且血清IL-17A升高;T细胞中PKCθ磷酸化AhR Ser36、IKKβ磷酸化RORγt Ser489及AhR-RORγt相互作用通过co-IP、PLA、激酶实验和质谱验证;ChIP与报告基因显示AhR-RORγt复合物结合IL-17A启动子关键位点。
研究意义
揭示GLK-PKCθ/IKKβ-AhR/RORγt通路是IL-17A介导自身免疫病的关键机制,提示GLK或AhR-RORγt复合物抑制剂可作为IL-17A阻断剂用于治疗。

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

构建Lck-GLK转基因小鼠

研究T细胞中GLK过表达对自身免疫和IL-17A产生的影响

在C57BL/6背景上通过原核显微注射生成T细胞特异性GLK转基因小鼠(Lck-GLK Tg),使用两条独立品系,并验证T细胞中GLK过表达。

2

表型分析:自身免疫和细胞因子

确定GLK过表达是否诱导自身免疫表型及哪些细胞因子异常

通过组织学染色、血清自身抗体ELISA、血清细胞因子ELISA评估Lck-GLK Tg小鼠的炎症和自身免疫。

3

IL-17A的致病性验证

验证IL-17A在自身免疫中的作用

将Lck-GLK Tg小鼠与IL-17A缺陷小鼠杂交,分析血清自身抗体、炎症细胞浸润;并用GLK shRNA敲低T细胞中的GLK,检测IL-17A产生。

4

IL-17A转录机制研究

确定GLK如何调控IL-17A基因转录

检测IL-17A mRNA水平、IL-17A启动子报告基因活性、ChIP分析转录因子结合,以及突变启动子报告实验。

5

AhR核转位与磷酸化

研究GLK信号如何促进AhR核转位及其磷酸化机制

通过共聚焦显微镜、亚细胞分离、免疫印迹、体外激酶实验等分析AhR定位和磷酸化,并鉴定激酶为PKCθ。

6

AhR-RORγt相互作用与核转位

确定AhR是否与RORγt相互作用并介导其核转位

使用共免疫沉淀、PLA、共定位分析、ChIP检测AhR与RORγt的相互作用及RORγt入核,并在AhR KO、PKCθ KO、IKKβ KO背景下验证。

7

鉴定RORγt磷酸化位点

确定IKKβ磷酸化RORγt的位点并验证其功能

通过体外激酶实验、质谱鉴定RORγt磷酸化位点,生成磷酸化特异性抗体,验证Ser489磷酸化及其对AhR结合的影响。

8

TCR信号诱导的验证

验证TCR信号是否通过相同通路诱导IL-17A

用抗CD3刺激T细胞,检测RORγt Ser489磷酸化、AhR-RORγt相互作用及IL-17A产生,并使用IKKβ cKO和RORγt cKO小鼠验证。

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
RPMI 1640培养基Invitrogen--
DMEM培养基Invitrogen--
胎牛血清Invitrogen--
青霉素/链霉素Invitrogen--
磁珠分选试剂盒Miltenyi Biotec--
生物素偶联抗CD3抗体----
链霉亲和素----
抗GLK抗体(克隆C3)----
抗磷酸化AhR(Ser36)抗体Assay BiotechnologyA0765
抗AhR抗体(克隆RPT9)Abcam--
抗磷酸化IKKβ(Ser180/181)抗体Abcamab55341
抗GAPDH抗体Abcamab9482
抗PKCθ抗体Epitomics3551-1
抗肌动蛋白抗体Epitomics--
抗磷酸化PKCθ(Thr538)抗体Abcamab63365
抗磷酸化STAT3(Tyr705)抗体Cell Signaling Technologyclone
抗IKKα抗体Cell Signaling Technology2682
抗IKKβ抗体Cell Signaling Technology2678
抗磷酸化SGK1(Thr256)抗体Cell Signaling Technology2939
抗SGK1抗体Cell Signaling Technologyclone
抗组蛋白H3抗体Cell Signaling Technology9715S
抗IRF4抗体Cell Signaling Technology4964S
抗BATF抗体Cell Signaling Technology8638S
抗STAT3抗体Millipore06-596
抗RORγt抗体Milliporeclone
抗KLF4抗体R&D SystemsAF3158
抗IL-23受体抗体Bioss antibodiesbs-1460
抗磷酸化RORγt(Ser489)抗体----
pCMV6-AC-CFP载体OriGene Technologies--
pCMV6-AC-YFP载体OriGene Technologies--
pCMV6-AC-Myc载体OriGene Technologies--
pCMV6-AC-HA载体OriGene Technologies--
pCMV6-AC-Flag载体OriGene Technologies--
pGEX-4T载体----
GLK shRNA----
pSUPER-GFP载体Oligoengine--
pGL4.43-Luc2P-XRE报告载体Promega--
pGL4.47-Luc2P-SIE报告载体Promega--
pGL4.32-Luc2P-NF-κB-RE-Hygro报告载体Promega--
pRL-TK内参质粒Promega--
GST-PKCθ重组蛋白SignalChem--
GST-IKKβ重组蛋白SignalChem--
6×His-RORγt重组蛋白MyBioSource--
GST标记AhR重组蛋白Abnova--
IL-17A ELISA试剂盒BioLegend--
多种细胞因子ELISA试剂盒eBioscience--
自身抗体ELISA试剂盒Alpha Diagnostic International--
Duolink原位PLA试剂盒Sigma-Aldrich--
蛋白A/G琼脂糖珠----
谷胱甘肽琼脂糖珠GE Healthcare--
镍琼脂糖珠GE Healthcare--
蛋白G磁珠Invitrogen--
PCR纯化试剂盒GE Healthcare--
InstantBlue蛋白染色液GeneMark--
含DAPI封片剂GeneTex--
驴抗兔IgG-Alexa Fluor 568二抗Abcam--
山羊抗小鼠IgG-Alexa Fluor 488二抗Life Technologies--
IL-23重组蛋白R&D Systems--
IL-6重组蛋白R&D Systems--
TGF-β重组蛋白R&D Systems--
抗IL-4抗体BioLegend--
抗IFN-γ抗体BioLegend--
IL-12重组蛋白R&D Systems--
Jurkat T细胞系ATCCTIB-152
HEK293T细胞系ATCCCRL-11268
AhR条件敲除小鼠Jackson LaboratoryJAX
IL-17A缺陷小鼠Jackson LaboratoryJAX
RORγt条件敲除小鼠Jackson LaboratoryJAX
IKKβ条件敲除小鼠European Mouse Mutant ArchiveEMMA

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
小鼠模型
Lck-GLK Tg小鼠构建;与IL-17A缺乏、AhR cKO、PKCθ KO、IKKβ cKO杂交
阅读提示:Methods: Generation of Lck-GLK Tg mice and PKCθ KO mice; Mice; Results
细胞培养与刺激
Jurkat和HEK293T培养条件;T细胞分离;抗CD3/抗CD28刺激浓度
阅读提示:Methods: Cells; Cell transfections, T cell stimulation
激酶分析
PKCθ和IKKβ体外激酶实验条件;RORγt Ser489磷酸化检测
阅读提示:Methods: In vitro kinase assays; Results: IKKβ phosphorylates RORγt Ser489
蛋白质相互作用
co-IP, PLA, GST/His pulldown, FRET, ALPHA技术条件
阅读提示:Methods: Immunoprecipitation, GST/His pulldown, ALPHA technology, FRET assays, In situ PLA
转录分析
ChIP引物序列和PCR循环数;报告基因构建和转染;突变位点
阅读提示:Methods: ChIP assays; Luciferase reporter assays; Plasmids and recombinant proteins
细胞因子检测
ELISA试剂盒品牌和检测方法;血清样本采集和年龄
阅读提示:Methods: Enzyme-linked immunosorbent assays; Figure legends for ELISA data