白细胞细胞来源趋化因子2是通过原癌基因MET发挥作用的抗病毒调节因子

Leukocyte cell-derived chemotaxin 2 is an antiviral regulator acting through the proto-oncogene MET.

作者信息Takayoshi Shirasaki, Satoshi Yamagoe, Tetsuro Shimakami, Kazuhisa Murai, Ryu Imamura, Kiyo-Aki Ishii, Hiroaki Takayama, Yukako Matsumoto, Natsumi Tajima-Shirasaki, Naoto Nagata, Ryogo Shimizu, Souma Yamanaka, Atsushi Abe, Hitoshi Omura, Kazunori Kawaguchi, Hikari Okada, Taro Yamashita, Tomoki Yoshikawa, Kazuhiro Takimoto, Motoko Taharaguchi, Shogo Takatsuka, Yoshitsugu Miyazaki, Toshikatsu Tamai, Yamato Tanabe, Makoto Kurachi, Yasuhiko Yamamoto, Shuichi Kaneko, Kunio Matsumoto, Toshinari Takamura, Masao Honda
PMID35676290
发布时间2022-06-08
DOI10.1038/s41467-022-30879-3

实验完整度

高

包含细胞系、原代肝细胞、转基因/敲除小鼠和患者样本,并有功能验证和机制验证

主要模型

HepG2细胞系 KH细胞系 LECT2转基因和敲除小鼠 慢性丙型肝炎患者肝组织

重点核对

r-LECT2处理浓度50 ng/mL,处理1小时 HCV-RNA转染后12小时检测IFNB1表达 LCMV感染剂量1.0×10^4 pfu(低剂量)或1.0×10^6 pfu(高剂量),腹腔注射 LCMV感染后7天检测肝脏病毒载量 HGF处理浓度5和10 ng/mL,处理1小时

摘要

视黄酸诱导基因(RIG)-I是识别病原体RNA并诱导干扰素(IFN)产生的关键天然免疫传感器。然而,宿主蛋白如何调控RIG-I活化的机制尚不清楚。本研究发现,白细胞细胞来源趋化因子2(LECT2)作为一种肝细胞因子和MET受体酪氨酸激酶的配体,是促进RIG-I介导的天然免疫应答的抗病毒调节因子。LECT2与MET结合后,诱导磷酸酶PTP4A1募集至MET,并促进磷酸化SHP2从MET上解离和去磷酸化,从而保护RIG-I免受SHP2/c-Cbl介导的降解。在体内,LECT2过表达增强RIG-I依赖的IFN产生并抑制淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(LCMV)在肝脏中的复制,而这些变化在LECT2敲除小鼠中被逆转。强制抑制MET可在体外和体内消除IFN产生和抗病毒活性。有趣的是,原始的MET配体肝细胞生长因子(HGF)抑制LECT2介导的抗病毒信号;反之,LECT2-MET信号与HGF-MET信号竞争。我们的发现揭示了MET介导的增殖与天然免疫之间此前未被认识的交叉对话,并提示靶向LECT2可能在感染性疾病和癌症中具有治疗价值。

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
LECT2是否及如何通过MET调控RIG-I介导的天然免疫应答和抗病毒反应。
核心机制
LECT2与MET结合后诱导PTP4A1募集至MET,促使SHP2去磷酸化并从MET解离,从而抑制SHP2/c-Cbl介导的RIG-I K48连接泛素化和降解,增强RIG-I-IFN信号。
主要证据
在HepG2、KH细胞及原代小鼠肝细胞中,LECT2过表达或重组蛋白增强HCV-RNA或Poly(I:C)诱导的IFNB1和ISG表达,且依赖RIG-I和MET;在Lect2-TG和KO小鼠中,LECT2增强或削弱Poly(I:C)及LCMV诱导的Ifnb1表达并影响病毒载量;MET敲低或敲除消除LECT2的抗病毒作用。
研究意义
揭示了MET介导的增殖与天然免疫之间的交叉对话,提示靶向LECT2可能在感染性疾病和癌症中具有治疗价值。

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

LECT2对RIG-I介导天然免疫的调控验证

验证LECT2是否正向调控RIG-I介导的IFN应答。

构建LECT2过表达HepG2细胞,使用重组LECT2蛋白处理细胞,转染HCV-RNA或Poly(I:C),检测IFNB1、ISG表达及IRF3磷酸化;利用siRNA敲低RIG-I或MDA5;在Lect2-TG和KO小鼠中注射Poly(I:C)检测肝脏Ifnb1和ISG表达。

2

LECT2抗病毒功能的体内外验证

验证LECT2是否抑制HCV和LCMV复制。

在KH细胞中转染H77S.3/GLuc-RNA并检测GLuc活性;在Lect2-TG和KO小鼠中腹腔注射LCMV,检测肝脏病毒载量和Ifnb1表达;给WT小鼠静脉注射重组鼠LECT2后感染LCMV,检测病毒载量。

3

MET在天然免疫中的作用验证

验证MET是否参与RIG-I介导的天然免疫应答。

利用CRISPR-Cas9构建MET-KO HepG2细胞,转染Poly(I:C)检测IFNB1;使用LNA-Gapmer沉默小鼠肝脏Met表达,感染LCMV后检测Ifnb1和病毒载量;用HGF处理HepG2细胞,检测MET下游信号和RIG-I泛素化。

4

LECT2通过MET调控天然免疫的验证

验证MET是否为LECT2介导天然免疫活化所必需。

在HepG2细胞中共转染FLAG-LECT2和MET质粒,共免疫荧光检测共定位;用MET siRNA敲低MET,检测r-LECT2诱导的IFNB1;在HepG2-MET-KO细胞中转染HCV-RNA,检测IFNB1和HCV复制。

5

LECT2通过抑制MET Tyr1349磷酸化激活天然免疫

确定LECT2影响MET的具体磷酸化位点。

将MET WT、Y1234/1235F、Y1349F、Y1356F或Y1349D突变体转染HepG2-MET-KO细胞,r-LECT2处理后转染HCV-RNA,检测IFNB1表达和MET磷酸化。

6

SHP2在LECT2介导RIG-I稳定中的作用验证

验证LECT2是否通过抑制SHP2来稳定RIG-I。

用r-LECT2处理HepG2细胞,检测GAB1和SHP2磷酸化;构建SHP2-KO HepG2和KH细胞,检测r-LECT2对IFNB1的诱导;使用SHP2抑制剂SHP099处理细胞;在HepG2-RIG-I-KO细胞中共转染RIG-I、HA-ubiquitin、SHP2和LECT2,检测RIG-I泛素化。

7

PTP4A1在LECT2增强天然免疫中的作用验证

验证PTP4A1是否介导LECT2对MET和SHP2的调控。

在HepG2和KH-MET-KO细胞中共转染MET和PTP4A1,r-LECT2处理后检测IFNB1和HCV复制;构建PTP4A1-KO细胞,检测LECT2对IFNB1的增强作用;免疫共沉淀检测MET、PTP4A1、p-SHP2和c-Cbl的相互作用。

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
Dulbecco改良Eagle培养基Life Technologies--
胎牛血清Life Technologies--
青霉素和链霉素Sigma-Aldrich--
RPMI 1640培养基Life Technologies--
EGMTM-2内皮细胞生长培养基-2 BulletKitTMLonza--
聚肌胞苷酸Sigma-Aldrich--
脂多糖Sigma-Aldrich--
MG132Sigma-Aldrich--
SHP099Cayman Chemical--
重组人肝细胞生长因子蛋白Thermo Fisher Scientific--
抗RIG-I抗体Cell Signaling Technology3743
抗MDA5抗体Cell Signaling Technology5321
抗磷酸化IRF3抗体Cell Signaling Technology83611
抗IRF3抗体Cell Signaling Technology4302
抗磷酸化MET (Tyr1234/1235)抗体Cell Signaling Technology3077
抗磷酸化MET (Tyr1349)抗体Cell Signaling Technology3121
抗MET抗体Cell Signaling Technology3127
抗磷酸化GAB1抗体Cell Signaling Technology12745
抗GAB1抗体Cell Signaling Technology3232
抗磷酸化SHP2抗体Cell Signaling Technology5431
抗SHP2抗体Cell Signaling Technology3397
抗磷酸化ERK抗体Cell Signaling Technology9101
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology9102
抗DC-SIGN抗体Cell Signaling Technology13193
抗DYKDDDDK标签(FLAG)抗体Cell Signaling Technology14793
抗Myc抗体Cell Signaling Technology2276
抗GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118
抗β-肌动蛋白(ACTB)抗体Cell Signaling Technology4970
抗磷酸酪氨酸抗体Merck Millipore05-321
抗K48-泛素抗体Merck Millipore05-1307
抗PTP4A1(PRL-1)抗体Abcamab168643
抗LECT2抗体Abcamab119429
抗磷酸化MET (Tyr1356)抗体Thermo Fisher ScientificPA5-40218
Lipofectamine 3000转染试剂Invitrogen--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen--
High Pure RNA分离试剂盒Roche Applied Science--
High Capacity cDNA逆转录试剂盒Applied Biosystems--
7900HT实时PCR系统Applied Biosystems--
GloMax-Multi检测系统Promega--
RIPA裂解缓冲液EMD Millipore--
complete蛋白酶抑制剂混合物Roche Applied Science--
PhosSTOP磷酸酶抑制剂Roche Applied Science--
Blocking One或Blocking One-P封闭液Nacalai Tesque--
ChemiDoc成像系统Bio-Rad--
Dynabeads蛋白G磁珠Invitrogen--
RIP检测试剂盒MBL--
Dragonfly CR-DFLY-301共聚焦成像系统Oxford Instruments--
Hi-Trap肝素柱GE Healthcare--
cOmplete His标签纯化柱Roche--
BCA蛋白检测试剂盒Thermo Scientific--
Lenti-X 293T细胞Takara Bio--
慢病毒高滴度包装混合物Takara Bio--
FuGENE-HD转染试剂Promega--
第三代包装系统混合物Applied Biological Materials--
QuikChange定点突变试剂盒Agilent Technologies--
T7 RiboMAX™ Express大规模RNA生产系统Promega--
RNeasy Mini试剂盒Thermo Fisher Scientific--

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
LECT2对RIG-I介导天然免疫的调控验证
r-LECT2处理浓度(50 ng/mL)和处理时间(1小时);HCV-RNA或Poly(I:C)转染后检测时间点(6小时、12小时);HepG2-LECT2细胞构建方法(慢病毒表达系统)
阅读提示:Methods中“Recombinant LECT2 protein”和“HCV-RNA and Poly(I:C) transfection”小节;Fig. 1图注
LECT2抗病毒功能的体内验证
LCMV感染剂量(1.0×10^4 pfu或1.0×10^6 pfu)、感染途径(腹腔注射)、检测时间点(感染后7天);r-mLect2剂量(50 μg)和注射途径(静脉注射)
阅读提示:Methods中“Viruses”和“Mice”小节;Fig. 2图注
MET在天然免疫中的作用验证
MET-KO细胞构建方法(CRISPR-Cas9);Met Gapmer注射剂量和途径(静脉注射)、LCMV感染剂量(1.0×10^4 pfu)和检测时间点(感染后5天);HGF处理浓度(5和10 ng/mL)和时间(1小时)
阅读提示:Methods中“Establishment of MET, SHP2, PTP4A1 and RIG-I KO cell lines”和“Plasmids, miRNAs and Gapmer”小节;Fig. 3图注
LECT2通过MET调控天然免疫的验证
r-LECT2处理浓度(50 ng/mL)和时间(1小时);HCV-RNA转染后检测时间点(12小时);miR-122共转染条件
阅读提示:Methods中“HCV-RNA and Poly(I:C) transfection”小节;Fig. 4图注
LECT2通过抑制MET Tyr1349磷酸化激活天然免疫
MET突变体质粒转染方法;r-LECT2处理浓度(50 ng/mL)和时间(1小时);HCV-RNA转染后检测时间点(12小时)
阅读提示:Methods中“Plasmids, miRNAs and Gapmer”小节;Fig. 5图注
SHP2在LECT2介导RIG-I稳定中的作用验证
SHP2-KO细胞构建方法;SHP099处理浓度(文中未明确说明)和处理时间(文中未明确说明);MG132处理条件(文中未明确说明)
阅读提示:Methods中“Establishment of MET, SHP2, PTP4A1 and RIG-I KO cell lines”小节;Fig. 6图注
PTP4A1在LECT2增强天然免疫中的作用验证
PTP4A1-KO细胞构建方法;r-LECT2处理浓度(50 ng/mL)和时间(1小时);免疫共沉淀使用抗体(抗MET抗体)
阅读提示:Methods中“Establishment of MET, SHP2, PTP4A1 and RIG-I KO cell lines”和“Immunoprecipitation”小节;Fig. 7和图8图注