TIGIT信号恢复Th1 Treg的抑制功能

TIGIT signaling restores suppressor function of Th1 Tregs.

作者信息Liliana E Lucca, Pierre-Paul Axisa, Emily R Singer, Neal M Nolan, Margarita Dominguez-Villar, David A Hafler
PMID30728325
发布时间2019-02-07
DOI10.1172/jci.insight.124427

实验完整度

包含体外细胞实验(Treg诱导、抑制功能测定)、信号通路分析(磷酸化检测、免疫荧光)、CRISPR基因敲除、患者样本验证(MS患者Treg)等多层级功能与机制验证。

主要模型

健康供者外周血CD4+CD25hiCD127lo Treg 体外IL-12诱导的Th1 Treg模型 新发未治疗RR-MS患者外周血Treg

重点核对

Treg分选纯度(CD4+CD25hiCD127lo) TIGIT刺激方式(Fc-CD155或激动性αTIGIT抗体)及浓度 IL-12浓度(20 ng/ml)和处理时间(4天) FoxO1抑制剂AS1842856浓度(25 nM) SHIP-1抑制剂3AC浓度(1 μM)

摘要

Th1 Treg的特征是获得促炎细胞因子分泌和降低抑制活性。在自身免疫疾病(包括1型糖尿病和多发性硬化症(MS))中,Th1 Treg的频率增加。我们先前报道,体外IL-12刺激重现了MS相关Th1 Treg的功能和分子特征,揭示了Akt通路过度激活在其诱导中的核心作用。TIGIT是一种新发现的共抑制受体,标记特异控制Th1和Th17反应的Treg。在这里,我们报道,通过TIGIT的信号传导抵消了IL-12诱导Th1程序的作用。具体而言,TIGIT信号抑制IFN-γ的产生和T-bet表达,并恢复经IL-12处理的Treg的抑制功能。FoxO1功能抑制消除了TIGIT的保护作用,表明TIGIT信号促进FoxO1核定位。与此观察一致,通过TIGIT的信号传导导致Akt功能和FoxO1磷酸化的快速抑制。最后,TIGIT刺激减少IFN-γ的产生并纠正MS患者Treg的抑制缺陷。我们的结果表明TIGIT通过抑制Akt控制Treg功能稳定性中起重要作用,提示TIGIT通路可作为人类自身免疫疾病免疫调节治疗的靶点。

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
TIGIT信号是否以及如何抑制Th1 Treg的诱导并恢复其抑制功能?
核心机制
TIGIT信号通过SHIP-1抑制Akt磷酸化,促进FoxO1核定位,从而抑制T-bet和IFN-γ表达,维持Treg功能稳定性。
主要证据
在人Treg中,Fc-CD155或激动性αTIGIT抗体刺激降低IL-12诱导的IFN-γ和T-bet表达,恢复抑制功能;抑制FoxO1或SHIP-1消除TIGIT的作用;MS患者Treg经TIGIT刺激后IFN-γ减少且抑制功能恢复。
研究意义
TIGIT通路可作为人类自身免疫疾病免疫调节治疗的潜在靶点。

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

TIGIT与CD226表达分析

确定Treg中TIGIT和CD226的表达及其与IFN-γ产生的关系

通过流式细胞术分析健康供者或MS患者Treg中TIGIT、CD226和IFN-γ的表达。

2

TIGIT刺激对IFN-γ和T-bet表达的影响

验证TIGIT信号是否抑制Th1 Treg的诱导标志物

用Fc-CD155或激动性αTIGIT抗体刺激Treg,流式检测IFN-γ和T-bet表达。

3

CD226敲除验证TIGIT特异性

确定Fc-CD155的作用主要通过TIGIT而非CD226

利用CRISPR/Cas9敲除CD226后,再评价Fc-CD155对IFN-γ+ Treg频率的影响。

4

抑制功能测定

评估TIGIT刺激是否恢复Th1 Treg的抑制功能

预激活的Treg与CFSE标记的Teff共培养,检测Teff增殖。

5

信号通路分析

探究TIGIT信号对Akt/FoxO1通路的影响

通过流式检测磷酸化Akt(Thr308)和FoxO1(Ser256),通过免疫荧光检测FoxO1核定位。

6

FoxO1和SHIP-1抑制实验

确认FoxO1和SHIP-1在TIGIT介导的IFN-γ抑制中的必要性

在FoxO1抑制剂AS1842856或SHIP-1抑制剂3AC存在下,检测Fc-CD155对IFN-γ+ Treg频率的影响。

7

MS患者Treg验证

验证TIGIT刺激能否恢复MS患者Treg的抑制功能

分离新发未治疗RR-MS患者和健康对照的Treg,经αCD3+αCD28+IL-2预激活(伴或不伴Fc-CD155),与健康Teff共培养检测抑制功能,并检测IFN-γ和T-bet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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化

产品清单

实验环节名称品牌货号
Easysep CD4+ T细胞富集试剂盒StemCell Technologies19052
Ficoll----
RPMI 1640培养基Gibco--
GemCell人AB血清GemBio--
白细胞介素-2AIDS Research and Reference Reagent Program--
白细胞介素-12Stemcell78027
重组人CD155 Fc嵌合蛋白R&D Systems9174-CD-050
抗TIGIT抗体(克隆318.28.2.1)Bristol-Myers Squibb--
AS1842856EMD Millipore--
3ACMerck Millipore--
抗AKT 1/2/3 Thr305/308/309抗体Biossbs-5182R
抗FoxO1 Ser256抗体Biossbs-3142R
抗SHIP-1 Tyr1020抗体Biossbs-3398R
抗FoxO1抗体(克隆C29H4)Cell Signaling Technologies--
抗兔多克隆抗体Alexa Fluor 555Cell Signaling Technologies--
LIVE/DEAD可固定近红外死细胞染色试剂盒Invitrogen--
Foxp3染色缓冲液套装eBioscience--
CellTrace CFSEInvitrogenC34554
Treg抑制检测磁珠Miltenyi130-092-909
人T细胞活化磁珠CD3/CD28Thermo Fisher111.32D
Lonza电穿孔缓冲液P3Lonza--

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
Treg分选与培养
Treg分选表型(CD4+CD25hiCD127lo)、培养条件(RPMI 1640+5%人AB血清)、细胞密度(20,000/孔)
阅读提示:Methods: Cell isolation and FACS sorting of T cell populations; Induction of Th1 Tregs
Th1 Treg诱导
刺激抗体浓度(αCD3、αCD28各1 μg/ml)、细胞因子浓度(IL-2 20 U/ml,IL-12 20 ng/ml)、处理时间(4天)
阅读提示:Methods: Induction of Th1 Tregs
TIGIT刺激
Fc-CD155浓度(10 μg/ml)或αTIGIT抗体浓度(50 μg/ml)及包被方式(plate-bound)
阅读提示:Methods: TIGIT agonists and small-molecule inhibitors
信号通路抑制
FoxO1抑制剂AS1842856浓度(25 nM)、SHIP-1抑制剂3AC浓度(1 μM)及载体对照(DMSO、EtOH)
阅读提示:Methods: TIGIT agonists and small-molecule inhibitors; Figure 4
抑制功能测定
Treg预激活条件(αCD3+αCD28+IL-2±IL-12±Fc-CD155,4天)、共培养Treg/Teff比例(1:1至1:16)、检测时间(4天)
阅读提示:Methods: Suppression assays; Figure 2