衔接蛋白TRAF5通过拮抗IL-6受体信号限制炎性CD4(+) T细胞的分化

The adaptor TRAF5 limits the differentiation of inflammatory CD4(+) T cells by antagonizing signaling via the receptor for IL-6.

作者信息Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii, Takanori So
PMID24681564
发布时间2014-05
DOI10.1038/ni.2863

实验完整度

高

包含体外naive CD4+ T细胞分化、OT-II过继转移、Traf5−/−小鼠EAE模型及gp130突变体机制验证

主要模型

野生型与Traf5−/− C57BL/6小鼠naive CD4+ T细胞 野生型与Traf5−/− OT-II CD4+ T细胞过继转移模型 Traf5−/−与野生型B6小鼠MOG(35–55)诱导EAE模型 HEK293T细胞转染gp130/TRAF5突变体

重点核对

naive CD4+ T细胞在anti-CD3/anti-CD28及IL-6极化条件下培养3–5天,检测IL-17A+比例 OT-II细胞以0.1 μM OVA肽(323–339)和脾APC刺激,IL-6浓度梯度处理 CD4+ T细胞以200 ng/ml IL-6–IL-6R刺激10分钟检测STAT3 Tyr705磷酸化 Traf5−/−与野生型B6小鼠以150 μg MOG(35–55)/CFA免疫,第0、2天注射200 ng百日咳毒素 过继转移5×106 CD4+ T细胞至6 Gy照射CD45.1+ SJL受体后免疫MOG/CFA

摘要

肿瘤坏死因子(TNF)受体(TNFR)相关因子(TRAF)家族成员在T细胞免疫中的生理功能尚不清楚。我们发现,在白细胞介素6(IL-6)存在时,naive TRAF5缺陷CD4+ T细胞分化为辅助性T细胞TH17亚群的能力增强。相应地,TH17细胞相关的实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)在Traf5−/−小鼠中 greatly exaggerated(显著加重)。尽管TRAF5通常与TNFR信号通路相关联,但它组成性结合于信号转导受体gp130的胞质区,该区域与转录激活因子STAT3的结合位点重叠,并抑制IL-6诱导的STAT3募集和激活。我们的结果确定了TRAF5是IL-6受体信号通路的负调控因子,限制依赖IL-6发育的促炎性CD4+ T细胞的诱导。

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
TRAF5如何调控CD4+ T细胞中IL-6驱动的分化和炎性反应。
核心机制
TRAF5通过其羧基端TRAF-C结构域组成性结合gp130胞质区(Ser-Arg-Ser-Glu和Glu-Glu-Arg-Pro-Glu-Asp位点),拮抗IL-6诱导的STAT3向gp130募集和激活,从而负调控TH17分化。
主要证据
Traf5−/− CD4+ T细胞在IL-6存在下IL-17A+比例及TH17相关基因表达升高,IL-6–IL-6R诱导的STAT3磷酸化增强;HEK293T共转染显示TRAF5(242–558)抑制STAT3与gp130结合;Traf5−/−小鼠EAE临床评分加重且CNS中IL-17+和IFN-γ+ CD4+ T细胞增多。
研究意义
揭示TRAF5作为IL-6受体信号通路的负调控因子,限制促炎性CD4+ T细胞分化,为自身免疫和炎性疾病中控制效应CD4+ T细胞提供了新的调控机制。

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

体外CD4+ T细胞极化分化检测

验证TRAF5缺失是否增强IL-6驱动的TH17分化

纯化野生型或Traf5−/− naive CD4+ T细胞,在anti-CD3/anti-CD28及极化细胞因子条件下培养,流式检测IFN-γ、IL-4、IL-17A和Foxp3,RT-qPCR检测TH17相关基因,ELISA检测细胞因子

2

OT-II抗原特异性T细胞分化与过继转移

在抗原特异性体系中验证TRAF5对TH17分化的调控及体内效应

野生型或Traf5−/− OT-II CD4+ T细胞与OVA肽及脾APC共培养,检测IL-17A和IL-21;过继转移至CD45.1+ B6.SJL受体,OVA/CFA免疫后检测引流淋巴结IL-17A+细胞

3

IL-6–IL-6R诱导STAT3磷酸化检测

验证TRAF5是否负调控IL-6受体下游STAT3激活

纯化脾CD4+ T细胞,以IL-6–IL-6R复合物刺激,免疫印迹检测STAT3 Tyr705磷酸化及总STAT3

4

TRAF5与gp130相互作用及结合位点定位

解析TRAF5抑制STAT3募集的分子机制

HEK293T细胞共转染c-Myc-gp130与V5-TRAF5或其截短体,免疫共沉淀检测结合;制备gp130胞质区缺失和点突变体定位结合位点;检测TRAF5(242–558)对STAT3募集至gp130的影响

5

TRAF5截短体与gp130竞争肽对TH17分化的功能验证

验证TRAF5羧基端及TRAF5-gp130结合对TH17分化的调控作用

将表达GFP-TRAF5(1–558)、TRAF5(1–241)或TRAF5(242–558)的逆转录病毒感染Traf5−/− CD4+ T细胞,检测IL-17A+比例;表达GFP-gp130(769–800)竞争肽检测对野生型和Traf5−/− CD4+ T细胞TH17分化的影响

6

EAE模型体内验证

验证TRAF5在IL-6依赖的自身免疫疾病模型中的作用及CD4+ T细胞内在性

野生型与Traf5−/− B6小鼠以MOG(35–55)/CFA免疫诱导EAE,监测临床评分;过继转移野生型或Traf5−/− CD4+ T细胞至照射CD45.1+ SJL受体后免疫,评估EAE

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
eFluor450标记抗F4/80抗体Affymetrix48-4801
藻红蛋白标记抗Foxp3抗体Affymetrix12-5773
别藻蓝蛋白标记抗gp130抗体Affymetrix17-1302
异硫氰酸荧光素标记抗IFN-γ抗体Affymetrix11-7311
藻红蛋白标记抗IL-6R抗体Affymetrix12-1261
藻红蛋白标记抗IL-17A抗体Affymetrix12-7177
抗CD3ε抗体Biolegend100331 or 100306
抗CD28抗体Biolegend102112
别藻蓝蛋白标记抗IFN-γ抗体Biolegend505810 or 505827
藻红蛋白-别藻蓝蛋白标记抗IL-17A抗体Biolegend506905 or 506916
异硫氰酸荧光素-多甲藻叶绿素蛋白标记抗CD45.2抗体Biolegend109806 or 109826
太平洋蓝-多甲藻叶绿素蛋白-别藻蓝蛋白标记抗CD4抗体BD Biosciences558107, 553052 or 553051
抗c-Myc抗体Cell Signaling Technology2276
抗STAT3抗体Cell Signaling Technology9139
抗STAT3 Tyr705磷酸化抗体Cell Signaling Technology9145
抗gp130抗体Santa Cruz Biotechnologysc-656
抗TRAF5抗体Santa Cruz Biotechnologysc-6195
抗β-肌动蛋白抗体MilliporeMAB1501
抗gp130抗体MBLD022-3
Dynabeads蛋白G磁珠Life Technologies100-04D
重组小鼠IL-6PeproTech216-16
可溶性人IL-6RPeproTech200-06R
人TGF-β1PeproTech100-21C
Foxp3染色缓冲液Affymetrix--
高尔基体阻断剂BD Biosciences--
naive CD4+ T细胞分离试剂盒IIMiltenyi Biotec130-093-227
RPMI培养基----
FuGENE 6转染试剂Roche--

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
体外TH17极化分化
anti-CD3/anti-CD28包被浓度、IL-6浓度、TGF-β浓度、培养天数、流式检测时间点
阅读提示:Methods的T cells APCs and T cell culture小节及Figure 1图注
OT-II过继转移
供体细胞数量5×104、OVA肽0.1 μM、CFA免疫剂量2 mg OVA、第7–8天取淋巴结
阅读提示:Methods的In vivo experiments小节及Figure 2c图注
STAT3磷酸化检测
IL-6–IL-6R浓度200 ng/ml、刺激时间10分钟、p-STAT3/STAT3定量方法
阅读提示:Figure 3b–d图注及Results中对应段落
gp130结合位点定位
gp130胞质区774–848及774–798缺失突变体、位点1和位点2丙氨酸替换具体位置
阅读提示:Figure 4e–g图注及Results中对应段落
EAE模型
MOG(35–55) 150 μg、结核分枝杆菌400 μg、百日咳毒素200 ng于第0、2天、临床评分标准
阅读提示:Methods的In vivo experiments小节及Figure 6b图注
CD4+ T细胞过继转移诱导EAE
受体6 Gy照射、供体CD4+ T细胞5×106、转移后3天免疫MOG/CFA
阅读提示:Methods的In vivo experiments小节及Figure 6d图注