Mettl14介导的m6A修饰增强Foxp3+调节性T细胞的功能并促进同种异体移植物的接受

Mettl14-mediated m6A modification enhances the function of Foxp3+ regulatory T cells and promotes allograft acceptance.

作者信息Yanzhuo Liu, Yinglin Yuan, Zili Zhou, Yuanyuan Cui, Yan Teng, Hao Huang, Hao Yuan, Yanling Zhang, Lu Yang, Gaoping Zhao
PMID36341394
发布时间2022-10-19
DOI10.3389/fimmu.2022.1022015

实验完整度

包含体外实验(细胞培养、siRNA转染、混合淋巴细胞反应)、体内实验(胰岛移植模型、免疫组化、流式细胞术)及组学分析(RNA-seq),并有功能验证和机制验证。

主要模型

小鼠胰岛同种异体移植模型 Foxp3-Mettl14f/+ cKO小鼠 Treg细胞体外共培养体系

重点核对

METTL14表达降低后,Treg细胞比例变化(流式细胞术检测) Treg细胞抑制功能(CFSE标记的CD4+ T细胞增殖抑制实验) 细胞因子水平(ELISA检测IL-10、TGF-β、IL-2、IFN-γ) RNA-seq中SOCS家族表达变化及JAK-STAT通路富集

摘要

N6-甲基腺苷(m6A)是最常见的mRNA内部修饰形式,广泛参与Treg细胞的分化和功能。然而,m6A在功能性Treg细胞中参与移植耐受的作用仍有待阐明。通过使用实验性移植小鼠模型,我们通过斑点印迹分析发现,在移植耐受诱导过程中,Treg细胞中的m6A水平发生了改变。随后,我们使用异质性Treg特异性Mettl14敲除小鼠(Foxp3-Mettl14f/+ cKO)来降低METTL14表达,并进行胰岛同种异体移植。我们的结果显示,METTL14表达的降低阻止了Treg细胞的扩增,并促进了CD4+和CD8+ T细胞在移植物周围的浸润,这导致Foxp3-Mettl14f/+ cKO小鼠中移植物快速排斥。在Foxp3-Mettl14f/+ cKO小鼠中,包括IL-10和TGF-β在内的调节性细胞因子的表达显著降低,Treg细胞的抑制功能也被削弱。此外,对RNA-seq数据的分析显示,SOCS家族(SOCS1、SOCS2和SOCS3)是METTL14介导的m6A修饰在Treg细胞中调节移植后抑制功能所影响的后续信号通路。总而言之,我们的研究首次表明,METTL14介导的m6A修饰对于移植中Treg细胞的抑制功能至关重要,并可能作为移植医学中基于Treg细胞治疗的调节元件。

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
METTL14介导的m6A修饰是否影响移植后Treg细胞的抑制功能及同种异体移植物的存活?
核心机制
METTL14介导的m6A修饰可能通过调节SOCS家族蛋白(尤其是SOCS2)的翻译来影响Treg细胞的稳定性和功能,进而调控移植耐受。
主要证据
通过胰岛移植模型、Treg特异性Mettl14敲除小鼠、体外共培养实验、RNA-seq和qPCR/Western blot验证,表明METTL14缺乏导致Treg细胞功能丧失。
研究意义
首次证明m6A修饰在移植医学中调节Treg细胞功能,为基于Treg细胞的治疗提供新的策略。

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

建立胰岛移植模型并诱导耐受

验证m6A修饰是否与移植耐受相关

使用STZ诱导糖尿病小鼠,移植BALB/c小鼠胰岛,通过抗CD45RB和抗CD40L抗体诱导耐受,检测血糖水平和移植物存活。

2

检测Treg细胞中m6A水平及相关酶表达

比较耐受组和排斥组Treg细胞中m6A水平及METTL3/METTL14等表达差异

从耐受和排斥组小鼠脾脏分离Treg细胞,用斑点印迹检测m6A水平,用RT-qPCR和Western blot检测METTL3、METTL14、ALKBH5、FTO表达。

3

验证Treg特异性Mettl14敲除对移植结局的影响

评估METTL14缺失对移植物存活和T细胞浸润的影响

使用Foxp3-Mettl14f/+ cKO小鼠进行胰岛移植,监测血糖,通过免疫组化检测CD4和CD8 T细胞浸润。

4

评估Treg细胞数量和Th亚群比例

探讨METTL14缺失对Treg细胞维持的影响

通过流式细胞术检测脾脏和引流淋巴结中CD4+CD25+Foxp3+ Treg细胞比例,以及Th1、Th2、Th17比例。

5

检测Treg细胞抑制功能

验证METTL14缺失对Treg细胞抑制活性的影响

分离Treg细胞与CFSE标记的CD4+ T细胞共培养,检测增殖抑制;并进行混合淋巴细胞反应。

6

体外敲低METTL14验证功能

进一步确认METTL14对功能Treg细胞的作用

从耐受组分离Treg细胞,用siRNA敲低METTL14,然后进行混合淋巴细胞反应检测抑制功能。

7

RNA-seq分析下游信号通路

鉴定METTL14介导的m6A修饰影响的信号通路

对Foxp3-Mettl14f/+ cKO和对照的Treg细胞进行RNA-seq,分析差异表达基因和富集通路。

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
链脲佐菌素Sigma Aldrich--
胶原酶Roche--
CD4+CD25+调节性T细胞分离试剂盒Miltenyi--
CD4+初始T细胞分离试剂盒Miltenyi130-104-453
TRIzol试剂Invitrogen--
HiScript III RT SuperMix试剂盒Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
m6A抗体Millipore--
HRP化学发光试剂盒EMD Millipore--
RIPA裂解液Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Scientific--
PVDF膜Millipore--
Foxp3抗体Abcam--
METTL14抗体Peprotech--
METTL3抗体Peprotech--
ALKBH5抗体Peprotech--
FTO抗体Peprotech--
SOCS1-3抗体HUABIO--
β-肌动蛋白抗体Peprotech--
抗小鼠CD45RB抗体Bio X Cell--
抗小鼠CD40L抗体(MR-1)Bio X Cell--
抗CD4抗体Abcam--
抗CD8抗体Abcam--
链霉亲和素-HRP偶联物Cell Signaling Technology--
生物素化二抗Cell Signaling Technology--
DAB底物溶液Cell Signaling Technology--
刺激鸡尾酒试剂盒eBioscience--
抗IFN-γ-PE抗体BD Biosciences--
抗IL-4-PerCP-cy5.5抗体BD Biosciences--
抗IL-17a-PE抗体BD Biosciences--
抗Foxp3-PE抗体BD Biosciences--
ELISA试剂盒Neobioscience--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
Opti-MEM培养基Invitrogen--
羧基荧光素二乙酸琥珀酰亚胺酯Invitrogen--
抗CD3抗体BD Bioscience--
抗CD28抗体BD Bioscience--
Iscove改良Dulbecco培养基HyClone--
T激活CD3/CD28 DynabeadseBioscience--
Dynabeads mRNA纯化试剂盒Invitrogen--

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
胰岛移植模型
STZ剂量、血糖标准、移植物存活定义、n值
阅读提示:Materials and methods - Islet transplantation;Figure 1 legend
Treg细胞分离
分离试剂盒、纯度要求
阅读提示:Materials and methods - Isolation of Treg cells and CD4+ naïve T cell
免疫治疗
抗体种类、剂量、注射时间
阅读提示:Materials and methods - Immunotherapy
流式细胞术
刺激条件、抗体克隆、荧光标记
阅读提示:Materials and methods - Cell stimulation and flow cytometry
抑制实验
共培养比例、培养时间、刺激抗体浓度
阅读提示:Materials and methods - CFSE labeling and Treg cells suppression assays
RNA-seq
测序平台、差异基因阈值
阅读提示:Materials and methods - RNA sequencing