Nedd4-2/Ndfip1轴是IgE介导的肥大细胞活化的负调控因子

The Nedd4-2/Ndfip1 axis is a negative regulator of IgE-mediated mast cell activation.

作者信息Kwok Ho Yip, Natasha Kolesnikoff, Nicholas Hauschild, Lisa Biggs, Angel F Lopez, Stephen J Galli, Sharad Kumar, Michele A Grimbaldeston
PMID27786273
发布时间2016-10-27
DOI10.1038/ncomms13198

实验完整度

高

包含体外肥大细胞模型、多种基因敲除小鼠及被动皮肤过敏反应模型,并进行了信号通路的功能与机制验证。

主要模型

野生型和Nedd4-2−/−小鼠胎儿肝脏来源肥大细胞(FLMCs) 野生型和Nedd4-2−/−或Ndfip1−/−小鼠骨髓来源培养肥大细胞(BMCMCs) Cpa3-Cre; Mcl-1fl/fl等肥大细胞缺陷小鼠的被动皮肤过敏反应模型

重点核对

肥大细胞来源:E18.5胎儿肝脏或18-21天龄小鼠骨髓,培养5-7周 IgE致敏:抗DNP IgE(克隆SPE-7或H1-DNP-ɛ26)2 μg/ml处理16小时 抗原刺激:DNP-HSA(1-1000 ng/ml用于组胺释放,2-200 ng/ml用于细胞因子) 体内PCA:耳廓内注射100 ng IgE,16小时后静脉注射200 μg DNP-HSA 检测终点:组胺释放(30分钟)、细胞因子产生(6小时)、耳厚度变化(0-24小时)

摘要

肥大细胞上高亲和力免疫球蛋白E(IgE)受体(FcɛRI)被抗原交联在IgE依赖性过敏性疾病(如过敏性休克和哮喘)的病理过程中起关键作用。抑制促进肥大细胞释放促炎介质的细胞内信号转导通路对于减弱活化和恢复稳态是必要的。本研究表明,连接酶Nedd4-2和衔接蛋白Ndfip1(Nedd4家族相互作用蛋白1)通过泛素化磷酸化Syk(一种对下游FcɛRI信号体活性不可或缺的酪氨酸激酶)来限制IgE-FcɛRI诱导的正向信号转导的强度和持续时间。重要的是,肥大细胞中Nedd4-2或Ndfip1的缺失导致体内IgE介导的皮肤过敏性休克加重和延长。我们的发现揭示了Nedd4-2和Ndfip1在IgE依赖性肥大细胞活性中的重要负调控功能。

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
Nedd4-2和Ndfip1是否以及如何负调控IgE-FcɛRI诱导的肥大细胞活化和过敏反应?
核心机制
Nedd4-2通过衔接蛋白Ndfip1与磷酸化Syk结合并介导其泛素化,从而限制Syk下游信号转导的强度和持续时间。
主要证据
在Nedd4-2−/−或Ndfip1−/−肥大细胞中,IgE诱导的组胺和细胞因子释放增加,p-Syk及其下游p-ERK1/2、p-NF-κB p65和钙内流增强,p-Syk多泛素化降低;在多种肥大细胞缺陷小鼠中,植入Nedd4-2−/−或Ndfip1−/−肥大细胞导致被动皮肤过敏反应延长和炎症细胞浸润增加。
研究意义
揭示了Nedd4-2/Ndfip1轴是IgE依赖性肥大细胞活化的关键负调控机制,为理解过敏性疾病的发病机制提供了新视角,并提示靶向该通路可能有助于控制过敏性炎症。

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

体外肥大细胞模型建立与验证

确认Nedd4-2在肥大细胞中表达并评估其缺失对细胞发育的影响

从WT和Nedd4-2−/−小鼠胎儿肝脏或骨髓培养肥大细胞,检测Nedd4-2 mRNA和蛋白表达,并通过流式细胞术、染色和IL-3信号评估发育参数。

2

IgE诱导的介质释放功能验证

检测Nedd4-2或Ndfip1缺失对IgE诱导的组胺和细胞因子释放的影响

IgE致敏后以DNP-HSA刺激,测量组胺释放(30分钟)和IL-6、TNF、CCL2、CCL3、IL-13产生(6小时)。

3

体内被动皮肤过敏反应(PCA)验证

评估肥大细胞Nedd4-2或Ndfip1缺失对IgE介导的皮肤过敏反应的影响

将WT或Nedd4-2−/−或Ndfip1−/−肥大细胞植入肥大细胞缺陷小鼠耳廓,进行PCA实验,测量耳厚度、Evans蓝渗出和炎症细胞浸润。

4

FcɛRI信号通路机制解析

探究Nedd4-2缺失对FcɛRI下游信号分子磷酸化的影响

IgE致敏后DNP-HSA刺激不同时间,免疫印迹检测p-Lyn、p-Syk、p-LAT1、p-ERK1/2、p-NF-κB p65,并测量钙内流。

5

Nedd4-2与p-Syk相互作用及泛素化验证

验证Nedd4-2是否与Syk/p-Syk结合并介导其泛素化

免疫共沉淀检测Nedd4-2与Syk/p-Syk结合,使用TUBEs亲和纯化泛素化蛋白并免疫印迹检测Syk/p-Syk泛素化。

6

Ndfip1作为衔接蛋白的验证

验证Ndfip1是否作为衔接蛋白促进Nedd4-2对p-Syk的泛素化

在Ndfip1−/−肥大细胞中检测介质释放、信号磷酸化、钙内流,以及Ndfip1与Nedd4-2/p-Syk的相互作用和p-Syk泛素化。

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
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Bovogen--
重组小鼠IL-3Shenandoah Biotechnology--
DNP-HSA抗原Sigma-Aldrich--
Triton X-100Sigma-Aldrich--
EIA组胺检测试剂盒Beckman Coulter--
大豆胰蛋白酶抑制剂Sigma-Aldrich--
马铃薯羧肽酶抑制剂Sigma-Aldrich--
糜蛋白酶抑素Sigma-Aldrich--
小鼠IL-6、TNF、IL-13、CCL2、CCL3 ELISA试剂盒BD Bioscience, eBioscience, R&D Systems--
伊文思蓝染料Gurr-Searle Diagnostic--
HMEM-Pipes缓冲液Sigma-Aldrich--
表盘式厚度计Ozaki MFG. Co., Ltd--
Liberase TL研究级Roche--
抗小鼠CD16/CD32单克隆抗体(克隆93)eBioscience--
抗小鼠CD45.2(克隆104)BD Biosciences--
抗小鼠F4/80(克隆BM8)eBioscience--
Gr-1(Ly-6C RB6-8C5)BD Biosciences--
Live/Dead可固定Aqua死细胞染色剂Life Technologies--
可固定活力染色剂700BD Biosciences--
兔抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology9101
兔抗磷酸化p38抗体Cell Signaling Technology4511
兔抗磷酸化JNK1/2抗体Cell Signaling Technology4668
兔抗磷酸化NF-κB-p65抗体Cell Signaling Technology3033
兔抗磷酸化Syk抗体Cell Signaling Technology2710
兔抗磷酸化Lyn抗体Cell Signaling Technology2731
兔抗磷酸化LAT1抗体Millipore07-278
HRP标记抗兔IgG二抗Cell Signaling Technology7074
ECL化学发光试剂Amersham, GE Healthcare Life Sciences--
兔抗Nedd4-2抗体----
兔抗β-actin抗体Cell Signaling Technology4967
蛋白A琼脂糖珠Amersham Biosciences--
琼脂糖串联泛素结合实体Lifesensors--
MG132Merck--
氯喹Sigma-Aldrich--
Fluo-3 AM钙指示剂Life Technologies--
15μ显微观察室ibidi GmbH--
TRIzol试剂Life Technologies--
QuantiTect逆转录试剂盒QIAGEN--
GoTAQ绿色预混液Promega--

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
肥大细胞培养与分化
细胞来源(E18.5胎儿肝脏或18-21天龄骨髓)、培养基(DMEM+10% FCS+20% WEHI-3条件培养基)、IL-3浓度(3-4 ng/ml)、培养时间(5-7周)
阅读提示:Methods: Generation of mouse FLMCs and BMCMCs
IgE致敏与抗原刺激
IgE克隆(SPE-7或H1-DNP-ɛ26)、IgE浓度(2 μg/ml)、致敏时间(16小时)、DNP-HSA浓度(组胺1-1000 ng/ml,细胞因子2-200 ng/ml)、刺激时间(30分钟或6小时)
阅读提示:Methods: Histamine and cytokine measurement; Figure 1 legend
被动皮肤过敏反应(PCA)
小鼠品系(Cpa3-Cre; Mcl-1fl/fl、KitW-sh/W-sh、KitW/W-v)、肥大细胞植入数量(1×10^6/耳)、植入后时间(4-6周)、IgE剂量(100 ng/耳)、抗原剂量(200 μg静脉注射)、检测时间点(0-24小时)
阅读提示:Methods: Adoptive transfer and IgE-dependent passive cutaneous anaphylaxis; Figure 2 legend
信号通路免疫印迹
细胞数(2×10^6)、刺激时间(0-60分钟)、抗体稀释度(1:1000)、DNP-HSA浓度(20 ng/ml)
阅读提示:Methods: Immunoblotting and immunoprecipitation; Figure 4 legend
泛素化检测(TUBEs)
蛋白酶体抑制剂预处理(MG132 25 μM和氯喹50 μM,2小时)、细胞数(20×10^6)、TUBEs用量(20 μl)、刺激时间(1-5分钟)
阅读提示:Methods: Affinity purification of ubiquitinated proteins using TUBEs; Figure 4e legend