TAGAP通过桥接Dectin激活与EPHB2信号指导Th17分化以参与先天抗真菌免疫应答

TAGAP instructs Th17 differentiation by bridging Dectin activation to EPHB2 signaling in innate antifungal response.

作者信息Jianwen Chen, Ruirui He, Wanwei Sun, Ru Gao, Qianwen Peng, Liwen Zhu, Yanyun Du, Xiaojian Ma, Xiaoli Guo, Huazhi Zhang, Chengcheng Tan, Junhan Wang, Wei Zhang, Xiufang Weng, Jianghong Man, Hermann Bauer, Qing K Wang, Bradley N Martin, Cun-Jin Zhang, Xiaoxia Li, Chenhui Wang
PMID32312989
发布时间2020-04
DOI10.1038/s41467-020-15564-7

实验完整度

高

含BMDMs、THP-1、293T、DCs、TAGAP-KO小鼠、白念珠菌感染及EAE模型,涵盖信号通路、基因敲除、回补、免疫共沉淀、体内功能验证等多层次证据。

主要模型

TAGAP缺陷小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDMs) THP-1细胞系(CRISPR敲除或敲低) TAGAP缺陷小鼠(白念珠菌感染模型) TAGAP缺陷小鼠(MOG35–55诱导EAE模型)

重点核对

BMDMs经Curdlan(100 μg/ml)、热灭活白念珠菌(MOI=2)或D-zymosan(100 μg/ml)刺激后的NF-κB和MAPK信号激活及促炎基因表达 TAGAP Y310位点磷酸化依赖EPHB2,且Y310F突变体丧失与CARD9结合及膜定位 TAGAP缺陷小鼠感染白念珠菌后的生存率、体重丢失、肝/肾真菌负荷及淋巴结Th17比例 TAGAP缺陷小鼠EAE临床评分、脊髓炎症浸润和脱髓鞘程度 Dasatinib(0.3 μM)和Vandetanib(2 μM)预处理对Dectin配体诱导促炎基因表达的抑制

摘要

TAGAP基因位点已被发现与多种感染性疾病或自身免疫性疾病相关,包括念珠菌血症和多发性硬化。虽然先前研究描述了TAGAP在T细胞中的作用,但对其在其他细胞类型中的功能知之甚少。在此我们报道,TAGAP是髓系细胞中Dectin诱导的抗真菌信号和促炎细胞因子产生所必需的。在Dectin配体刺激后,TAGAP被EPHB2在酪氨酸310位点磷酸化,从而将Dectin诱导的近端EPHB2活性与下游CARD9介导的信号通路桥接。在白念珠菌感染期间,缺少TAGAP的小鼠产生缺陷的免疫应答、受损的Th17细胞分化以及更高的真菌负荷。类似地,在多发性硬化的实验性自身免疫性脑脊髓炎模型中,TAGAP缺陷小鼠发生显著减轻的疾病。总之,我们报道TAGAP在将Dectin诱导的信号与促进有效T辅助细胞免疫应答联系起来方面发挥重要作用,这发生在抗真菌宿主防御和自身免疫中。

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
TAGAP在髓系细胞抗真菌免疫应答中的功能及其与Th17分化、自身免疫疾病易感性的关系是什么?
核心机制
Dectin配体激活Syk,Syk磷酸化EPHB2,EPHB2在Y310位点磷酸化TAGAP,磷酸化TAGAP招募CARD9以激活下游NF-κB和MAPK信号,促进IL-23a、IL-12a等促炎因子分泌,进而驱动Th17和Th1分化。
主要证据
BMDMs、DCs和THP-1细胞中TAGAP缺失或敲低导致Dectin配体诱导的NF-κB/MAPK激活和促炎基因表达降低;TAGAP缺陷小鼠在白念珠菌感染后Th17细胞减少、真菌负荷升高、生存率下降,在EAE模型中疾病减轻;人PBMC中TAGAP mRNA水平与Th17丰度正相关。
研究意义
揭示了TAGAP基因多态性增加自身免疫和感染性疾病易感性的机制,将抗真菌信号通路与自身免疫疾病易感性联系起来,并为Th17介导的自身免疫疾病提供了潜在治疗靶点。

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

TAGAP在巨噬细胞抗真菌信号中的功能验证

验证TAGAP是否参与Dectin-1等受体介导的抗真菌信号激活和促炎因子产生。

使用TAGAP缺陷小鼠BMDMs和TAGAP敲低THP-1细胞,经Curdlan、热灭活白念珠菌、D-zymosan、α-mannan或TDB刺激,检测NF-κB/MAPK磷酸化及促炎基因表达。

2

TAGAP与EPHB2及Dectin受体的相互作用鉴定

确定TAGAP如何被招募至Dectin受体复合物。

免疫共沉淀和质谱鉴定TAGAP结合蛋白;在HEK293T细胞中共转染TAGAP、TAGAPΔGAP、EPHB2及各结构域突变体,分析相互作用;在EPHB2敲低的293T细胞中检测TAGAP与Dectin-1/2的相互作用。

3

EPHB2对TAGAP Y310位点的磷酸化及CARD9招募

验证EPHB2激酶是否磷酸化TAGAP并介导CARD9结合。

体外激酶实验检测Syk对EPHB2的磷酸化;共转染EPHB2与TAGAP野生型或Y310F突变体,检测磷酸化;免疫共沉淀和免疫荧光检测TAGAP与CARD9结合及共定位。

4

TAGAP缺陷小鼠的T辅助细胞分化分析

明确TAGAP在体内T细胞分化中的作用及是否通过先天免疫细胞间接影响Th17/Th1极化。

流式细胞术检测TAGAP缺陷小鼠淋巴结和脾脏中Th17和Th1比例;MOG35–55免疫及再刺激后检测T细胞极化;将TAGAP缺陷DCs与野生型CD4+ T细胞共培养,检测Th17分化。

5

TAGAP缺陷小鼠的抗真菌感染和EAE模型验证

评估TAGAP在体内抗真菌防御和自身免疫疾病模型中的作用。

白念珠菌感染后监测生存率、体重丢失、肝/肾真菌负荷和淋巴结Th17比例;MOG35–55诱导EAE,评估临床评分、脊髓炎症浸润和脱髓鞘。

6

Dasatinib和Vandetanib对EAE的干预

测试广谱酪氨酸激酶抑制剂对Th17/Th1分化和EAE严重程度的影响。

体外检测Dasatinib和Vandetanib对EPHB2介导TAGAP磷酸化的抑制;BMDMs预处理后检测Dectin配体诱导的基因表达;EAE小鼠口服给药2周,评估临床评分和脑/脾Th17、Th1比例。

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
Ficoll-paque PREMIUM密度梯度离心液GE Healthcare17-5442-02
巨噬细胞集落刺激因子Peprotech--
粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子Peprotech--
白细胞介素-4Peprotech--
可得然胶Invivogentlrl-cud
D-酵母聚糖Invivogentlrl-zyd
酵母聚糖Invivogentlrl-zyn
α-甘露聚糖SigmaM3640
抗磷酸化IκBα抗体(14D4)Cell Signaling Technology2859
抗磷酸化p65抗体(93H1)Cell Signaling Technology3033
抗磷酸化p38抗体(D3F9)Cell Signaling Technology4511
抗磷酸化JNK抗体(81E11)Cell Signaling Technology4668
抗磷酸化Raf-1抗体(56A6)Cell Signaling Technology9427
抗磷酸化SYK抗体(C87C1)Cell Signaling Technology2710
抗HA标签抗体(C29F4)Cell Signaling Technology3724
抗Flag标签抗体(D6W5B)Cell Signaling Technology14793
抗HA抗体(H9658)SigmaH9658
抗Flag抗体(F1804)SigmaF1804
抗磷酸化ERK抗体(12D4)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-81492
抗磷酸化酪氨酸抗体(PY20)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-508
抗EPHB2抗体(2D12C6)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-130068
抗HSP90抗体(AC-16)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-101494
抗肌动蛋白抗体(C-2)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-8432
抗CARD9抗体(A-8)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-374569
抗GAPDH抗体(2E3-2E10)SANT CRUZ BIOTECHNOLOGYsc-293335
抗Syk抗体AbclonalA2123
抗磷酸化EPHB2抗体(T594, T604)Thermo FisherPA5-38480
抗TAGAP抗体[EPR15593]Abcamab187664
抗CD4抗体(GK1.5)BioLegend100406
抗CD8抗体(53-6.7)BioLegend100758
抗F4/80抗体(BM8)BioLegend123116
抗Ly6G抗体(1A8)BioLegend127606
抗B220抗体(RA3-6B2)BioLegend103212
抗CD11C抗体(N418)BioLegend117324
抗IL-17A抗体(TC11-18H10.1)BioLegend506908
抗CD3抗体(17A2)BioLegend100204
抗CD44抗体(IM7)BioLegend103010
抗CD62L抗体(MEL-14)BioLegend104412
抗CD21抗体(7E9)BioLegend123418
抗CD23抗体(B3B4)BioLegend101608
抗IgM抗体(RMM-1)BioLegend406506
抗IgD抗体(11-26c.2a)BioLegend405736
抗IFN-γ抗体(XMG1.2)eBioscience11-7311-82
卢卡斯快蓝MBS溶液Electron Microscopy Sciences26681
完全弗氏佐剂Difco--
百日咳毒素Sigma--
初始CD4+ T细胞分离试剂盒Miltenyi Biotec130-104-453
GenMute转染试剂SignaGen Company--
PepMute转染试剂SignaGen Company--
达沙替尼MCEHY-10181
凡德他尼MCEHY-10260B
MOG35–55肽段R&D systems2568
转化生长因子-βPeprotech--
白细胞介素-6Peprotech--
白细胞介素-12aPeprotech--

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
BMDMs和BMDCs分化
M-CSF 20 ng/ml培养5–7天(BMDMs);GM-CSF 20 ng/ml和IL-4 10 ng/ml培养9天(BMDCs);小鼠年龄6–8周
阅读提示:Methods - Mouse BMDMs and BMDCs preparation
Dectin配体刺激
Curdlan 100 μg/ml;热灭活白念珠菌sc-5314 MOI=2;D-zymosan 100 μg/ml;α-mannan 100 μg/ml;TDB 50 μg/well;刺激时间点(如图注所示)
阅读提示:图1、图2、图3图注及Methods - Reagents
TAGAP Y310磷酸化检测
HEK293T共转染EPHB2与TAGAP野生型或Y310F;抗HA免疫沉淀后抗磷酸化酪氨酸印迹;热灭活白念珠菌MOI=2刺激THP-1
阅读提示:图4e、4f图注及Methods - Tyrosine phosphorylation detection
白念珠菌感染模型
尾静脉注射活菌5×10^5(生存)或2×10^5(真菌负荷和Th17);感染后7天检测真菌负荷和淋巴结Th17;器官匀浆铺板计数CFU
阅读提示:图6图注及Methods - C. albicans infection
EAE模型
MOG35–55 200 μg + H37RA 400 μg皮下免疫;第0、3、7天腹腔注射百日咳毒素0.2 μg;每日 blinded 评分;Dasatinib/Vandetanib 20 mg/kg/天口服灌胃2周
阅读提示:图8图注及Methods - Induction and assessment of EAE
体外Th17/Th1分化
naive CD4+ T细胞用抗CD3 1 μg/mL和抗CD28 1 μg/mL激活;Th17条件:TGF-β 2 ng/mL、IL-6 20 ng/mL、抗IL-4 5 μg/mL、抗IFN-γ 5 μg/mL;Th1条件:IL-12a 20 ng/mL、抗IL-4 5 μg/mL;培养3–5天
阅读提示:Methods - In vitro naive CD4+ T-cell differentiation及图5e图注
人PBMC刺激
PBMC 1×10^6 cells/ml,Curdlan 100 μg/ml或α-mannan 100 μg/ml刺激3 h;TAGAP SNP基因型分组
阅读提示:Methods - Human PBMC study及图7图注