雷公藤红素通过介导树突状细胞中的抗原转运下调α-突触核蛋白特异性T细胞反应

Celastrol Downmodulates Alpha-Synuclein-Specific T Cell Responses by Mediating Antigen Trafficking in Dendritic Cells.

作者信息Lam Ng, Xiaohui Wang, Chuanbin Yang, Chengfu Su, Min Li, Allen Ka Loon Cheung
PMID35309340
发布时间2022-03-13
DOI10.3389/fimmu.2022.833515

实验完整度

高

包含体外细胞模型(MoDCs、BV2)、共培养实验、免疫荧光、Western blot、免疫沉淀等多层级验证,并明确功能与机制验证。

主要模型

人单核细胞来源的树突状细胞(MoDCs) α-syn特异性CD4+ T细胞共培养体系 小鼠BV2小胶质细胞系

重点核对

MoDCs分离与分化条件(CD14+磁珠、IL-4和GM-CSF) 纤维状α-syn处理浓度(1 µg/ml)及时间(4h、24h等) C1和Celastrol预处理浓度(1 µM和0.25 µM)及时间(1h) 共培养比例(MoDC:T细胞=1:5)及时间(1天、3天) 流式检测T细胞亚群(Th1、Th17、Treg)的标记物

摘要

帕金森病(PD)是一种影响老年人的神经退行性疾病。它与中脑内错误折叠或聚集的纤维状α-突触核蛋白(α-syn)的积累导致的运动功能障碍有关。目前的治疗主要集中于缓解症状,但伴有副作用,并且在阻止疾病进展方面有限。越来越多的证据指出外周免疫细胞是疾病发展的基础,特别是T细胞在PD中与α-syn相关的神经炎症中起作用。这些细胞的起始可能由树突状细胞(DCs)介导,其在α-syn特异性反应中的作用研究较少。此外,源自中药(TCM)的化合物可能是治疗PD的候选药物,可能减轻DC-T细胞介导的免疫反应。因此,我们的研究聚焦于DC在响应纤维状α-syn及随后诱导抗原特异性T细胞反应中的作用,以及中药姜黄素类似物C1和雷公藤红素(Celastrol)的效果。我们发现,尽管纤维状α-syn未诱导显著的炎症或T细胞介导的细胞因子,但将纤维状α-syn预处理的DC与α-syn特异性CD4+ T细胞共培养时,发现了强烈的促炎性T细胞反应。雷公藤红素(而非C1)通过促进内体、双性体和自噬囊泡与纤维状α-syn的相互作用,减少了促炎性T细胞分化的发生,这可能导致其降解,从而减少可用于呈递和T细胞识别的抗原肽。总之,通过DC调节α-syn的细胞内转运/加工可能是控制PD进展的潜在方法,其中雷公藤红素是实现这一目标的潜在候选药物。

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
本研究旨在探讨树突状细胞对纤维状α-synuclein的响应及其诱导α-syn特异性T细胞反应的能力,并评估中药化合物C1和Celastrol的调节作用。
核心机制
Celastrol通过促进α-syn与内体、双性体和自噬囊泡的共定位,增强α-syn的降解,减少可用于抗原呈递的肽段,从而抑制α-syn特异性T细胞分化。
主要证据
通过共培养实验,α-syn预处理的MoDCs可诱导Th1、Th17和Treg细胞;免疫荧光显示α-syn与Rab5、Rab7、Beclin1、LC3等共定位;Western blot和免疫沉淀显示Celastrol上调Beclin1、LC3-II/LC3-I比值和Rab5-GTP/Rab7-GTP活性。
研究意义
调节DC中α-syn的胞内转运/加工可能是控制PD进展的潜在策略,Celastrol可作为实现该策略的候选药物。

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

MoDCs的分离与分化

获取成熟的树突状细胞用于后续实验。

从健康供体外周血中分离PBMCs,用CD14微珠分选CD14+单核细胞,并在IL-4和GM-CSF存在下培养5-7天分化为MoDCs。

2

α-syn处理及药物预处理

检测纤维状α-syn对MoDCs的激活作用及C1和Celastrol的调节效应。

MoDCs用C1 (1 µM) 或Celastrol (0.25 µM) 预处理1小时,然后加入纤维状α-syn (1 µg/ml) 处理不同时间(4h、24h等),收集细胞进行后续检测。

3

MoDCs表面分子和细胞因子基因表达检测

评估α-syn处理对MoDCs抗原呈递分子、共刺激分子和炎症细胞因子表达的影响。

通过流式细胞术检测HLA-ABC、HLA-DR、CD80、CD86的表达;通过qRT-PCR检测IL-1β、IL-6、IL-23、TNF-α、IL-10、TGF-β的基因表达。

4

共培养实验诱导α-syn特异性CD4+ T细胞

验证α-syn预处理的MoDCs是否能诱导α-syn特异性T细胞分化,并测试C1和Celastrol的调节作用。

将α-syn特异性CD4+ T细胞与α-syn预处理的MoDCs以1:5比例共培养,1天后检测Th1(T-bet+IFN-γ+),3天后检测Th17(RORγt+IL-17A+)和Treg(CD25+FoxP3+)。

5

免疫荧光检测α-syn与内体/自噬蛋白共定位

确定α-syn在MoDCs中的胞内转运路径及Celastrol的影响。

用激光共聚焦显微镜观察α-syn与Rab5、Rab7、Rab9、Rab11、Rab14、Lamp1、Beclin1、LC3、p62的共定位。

6

Western blot和免疫沉淀验证蛋白表达和活性

验证Celastrol对自噬相关蛋白表达和Rab GTPase活性的影响。

通过Western blot检测Beclin1、LC3-I/II、p62的表达;通过免疫沉淀检测Rab5-GTP和Rab7-GTP的活性。

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
Lymphoprep密度梯度分离液Stemcell Technologies07851
人CD14微珠Miltenyi Biotec130-050-201
RPMI 1640培养基Gibco11875-085
胎牛血清Gibco10270-106
青霉素-链霉素(10000 U/ml)Gibco15140-122
重组人白细胞介素-4PeproTech200-04
重组人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子PeproTech300-03
雷公藤红素----
C1(姜黄素类似物)----
重组人α-突触核蛋白聚集体(活性)(纤维状α-syn)Abcamab218819
RNAiso Plus 总RNA提取试剂----
PrimeScript™ RT Master Mix逆转录试剂盒TakaraRR047A
TB Green Premix Ex Taq II (Tli RNase H Plus) 实时定量PCR试剂TakaraRR820A
StepOnePlus™ 实时荧光定量PCR仪Invitrogen4376600
高糖DMEM培养基Gibco11965-126
BV2细胞系ElabscienceEP-CL-0493
脂多糖----
BV421小鼠抗人HLA-ABC抗体BD Pharmingen565332
APC小鼠抗人HLA-DR抗体BD Pharmingen560896
PE-Cy7小鼠抗人CD86抗体BD Pharmingen561128
FITC小鼠抗人CD80抗体BD Pharmingen555683
BD FACSCanto™ II流式细胞仪BD--
GlutaMAX添加剂Gibco35050-061
α-syn多肽EQVTNVGGAVVTGVTChinaPeptides--
重组人白细胞介素-2PeproTech200-02
人CD4+ T细胞分选试剂盒Miltenyi Biotec130-096-533
FITC小鼠抗人CD3抗体BD Pharmingen555339
V500小鼠抗人CD4抗体BD Pharmingen560768
APC-Cy7小鼠抗人CD25抗体BD Pharmingen557753
PE-Cy7小鼠抗人IFN-γ抗体BD Pharmingen557643
PerCP-Cy5.5小鼠抗人T-bet抗体BD Pharmingen561316
Alexa Fluor 647小鼠抗人RORγt抗体BD Pharmingen563620
PerCP-Cy5.5小鼠抗人IL-17A抗体BD Pharmingen560799
PE小鼠抗人FoxP3抗体BD Pharmingen560046
Nunc™ Lab-Tek™ II 8孔腔室盖玻片(1.5硼硅酸盐玻璃)Invitrogen155409
正常山羊血清Invitrogen31873
牛血清白蛋白Sigma9048-46-8
Triton X-100----
小鼠抗Rab5抗体Abcamab66746
兔抗Rab14抗体Abcamab40938
小鼠抗Rab7抗体Abcamab50533
兔抗Rab11抗体Abcamab36112
小鼠抗Rab9抗体InvitrogenMA3-067
兔抗Lamp1抗体Abcamab24170
鸡抗α-syn抗体ArigobioARG10689
兔抗Beclin1抗体Abcamab62557
小鼠抗SQSTM1/p62抗体Abcamab56416
兔抗LC3B抗体Novus BiologicalsNB100-2220
Alexa Fluor 488山羊抗兔二抗InvitrogenA27034
Alexa Fluor 647山羊抗小鼠二抗InvitrogenA28181
DyLight抗鸡IgY H&L二抗Abcamab96948
Hoechst 33258核染色剂Abcamab228550
ibidi封片剂ibidi50001
Leica TCS SP5共聚焦显微镜Leica--
Pierce™ BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific23225
Immobilon®-P聚偏二氟乙烯(PVDF)膜SigmaP2938
Mini Trans-Blot电转印槽Bio-Rad--
抗β-actin单克隆抗体克隆RM112Merck MilliporeMABT523
HRP标记驴抗兔二抗Merck MilliporeAP182P
HRP标记山羊抗小鼠二抗Merck MilliporeAP130P
SuperSignal™ West Pico PLUS化学发光底物Thermo Scientific34580
SuperSignal™ West Femto最大灵敏度化学发光底物Thermo Scientific34094
ChemiDoc凝胶成像系统Bio-Rad--
抗Rab5-GTP小鼠单克隆抗体NewEast Biosciences83701
抗活化Rab7小鼠单克隆抗体NewEast Biosciences26923
重组蛋白G(HRP标记)Abcamab7460

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
MoDC分化
CD14+单核细胞分离方法(磁珠分选)、分化因子浓度(IL-4和GM-CSF均为25 µg/ml)、培养时间(5-7天)、细胞密度(1×10^6/ml)
阅读提示:见Materials and Methods中的CD14+ Monocytes Isolation and Differentiation Into MoDCs
药物预处理与α-syn刺激
C1浓度(1 µM)、Celastrol浓度(0.25 µM)、预处理时间(1小时)、α-syn浓度(1 µg/ml)、处理时间(不同实验不同,如qRT-PCR 4小时,流式24小时,免疫荧光15/30/60分钟、4/6/16小时)
阅读提示:见Materials and Methods中的qRT-PCR、Flow Cytometry、Immunofluorescence等及Figure legends
共培养实验
α-syn特异性T细胞的生成(多肽序列EQVTNVGGAVVTGVT 5 µg/ml、IL-2浓度、再刺激方案)、共培养比例(1:5)、共培养时间(1天和3天)、检测的T细胞亚群标志物
阅读提示:见Materials and Methods中的MoDC Stimulation of Antigen-Specific CD4+ T Cells
免疫荧光分析
抗体浓度(Rab5 1:200、Rab7 1:500、Rab9 1:500、Rab11 1:500、Rab14 1:200、Lamp1 1:300、Beclin1 1:200、LC3B 1:300、p62 1:200、α-syn 1:1000)、固定和透化条件、共定位分析软件(ImageJ)
阅读提示:见Materials and Methods中的Immunofluorescence Analysis of Rab and Autophagy-Related Proteins Using Confocal Microscopy
Western blot和免疫沉淀
裂解液成分、蛋白上样量、抗体稀释度(一抗1:500-1:1000、二抗1:10000)、化学发光底物选择、免疫沉淀抗体量(1 µg)和孵育时间(2小时)
阅读提示:见Materials and Methods中的Western Blot和Immunoprecipitation