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Immunity | 乳酸介导RNA剪接在免疫微环境中发挥作用

Immunity | 乳酸介导RNA剪接在免疫微环境中发挥作用 i米立
2024-08-26
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为了探究RNA剪接在代谢异常的肿瘤微环境 (TME) 中的功能,上海交通大学基础医学院、上海市免疫学研究所邹强研究团队等在Immunity杂志在线发表了题为“Lactate modulates RNA splicing to promote CTLA-4 expression in tumor-infiltrating regulatory T cells”的研究论文。
RNA剪接是真核生物细胞内转录后加工的一个关键环节,它决定了mRNA前体(pre-mRNA)在成熟mRNA中最终的序列,异常的RNA剪接会对癌症的发生发展产生作用。肿瘤细胞通常会伴随着高的糖酵解造成乳酸堆积。本研究表明:乳酸通过CTLA-4调节FOXP3依赖的RNA剪接,在维持肿瘤浸润调节性T(Treg)细胞的表型和功能状态发挥作用。在肿瘤免疫微环境(TME)中堆积的乳酸会通过Treg细胞膜上的MCT1进入细胞内,的,影响免疫细胞在TME中发挥功能。CTLA-4是活化T细胞和肿瘤浸润性调节性T细胞(Treg)细胞上高表达的抑制性检查点,了解在T细胞中控制CTLA-4表达的环境机制可能有助于发现在癌症和自身免疫性疾病中进行选择性免疫调节的有价值的方法。
1.为了探究乳酸在CTLA-4阻断治疗时发挥的作用,使用两种小鼠模型:Treg细胞中产生含有Usp39cKO的小鼠模型(Slc16a1fl/flFoxp3-Cre)和CTLA-4预处理后的Treg细胞皮下成瘤小鼠模型。在两个模型中都可以看到乳酸处理能使Treg细胞的效应分子含量增加,抑制肿瘤生长,这些结果说明Treg细胞摄取乳酸会提高CTLA-4阻断治疗疗效。
2.通过分析Treg细胞转录组数据、CRC转录组数据以及基因型-组织表达(GTEx)数据库,发现Treg细胞中的RNA剪接与TME中的Treg细胞特征相关。
3.检测Slc16a1fl/flFoxp3-Cre小鼠与Foxp3缺陷小鼠和CTLA-4缺陷小鼠出现了相似的致命的自身免疫的表型,T细胞等免疫细胞出现数量上的减少。将肿瘤植入模型小鼠体内时可以看到USP39在TME的环境中发挥作用,且对CTLA-4阻断有反应。
4. Treg细胞来源的USP39增加了rna剪接介导的CTLA-4表达,以增强Treg细胞的免疫抑制功能,从而抑制抗肿瘤免疫。
这一研究成果揭示了一个以前未被充分认识的机制,为我们提供了全新的视角去理解癌症免疫调节。通过调控RNA剪接机制来调节Tregs的CTLA-4表达,为开发新的免疫治疗手段提供了可能。未来的研究将进一步探索这一机制在各种类型肿瘤中的应用,并可能指导新型免疫疗法的研发。 
1. Treg细胞对乳酸的摄取有助于CTLA-4阻断的有效性
2. RNA剪接机制与肿瘤浸润的Treg细胞特征相关
3. 剪接体成分USP39通过CTLA-4维持Treg细胞的功能
4. 乳酸调节foxp3依赖的rna剪接介导的CTLA-4表达
1.目前尚不清楚乳酸是否调节RNA剪接来调节CTLA-4表达和Treg细胞功能。
2. Ctla4fl/flUsp39fl/flFoxp3-Cre小鼠非常虚弱且难以怀孕,需要进一步的研究来了解乳酸对RNA剪接以调节传统T细胞反应的影响。
研究目标
揭示乳酸调节RNA剪接促进CTLA-4表达的确切机制;
探索乳酸-RNA剪接-CTLA-4轴调节Tregs抑制活性的作用及机制;
评估乳酸-RNA剪接-CTLA-4轴在肿瘤模型中的临床应用价值。
研究内容
1. 乳酸调控RNA剪接因子的选择性机制
实验设计:利用CRISPR/Cas9技术构建RNA剪接因子敲除/过表达模型;
RNA-seq分析:比较乳酸刺激前后Tregs中CTLA-4 mRNA的不同剪接变体,并分析乳酸刺激下RNA剪接因子的变化;
分子机制研究:通过ChIP-seq和RNA pulldown实验探究RNA剪接因子与CTLA-4基因间的相互作用。
2. 验证乳酸对Tregs抑制活性的影响
功能验证:通过体外免疫抑制实验比较乳酸刺激下Tregs的功能差异;
动物模型验证:利用小鼠肿瘤模型探索乳酸在TME中对调节性T细胞抑制活性的调节作用;
药理学干预:测试抑制RNA剪接因子或CTLA-4阻断剂对T regs 功能的影响。
3. 乳酸调控机制的临床应用探索
患者样本分析:收集癌症患者的血样和肿瘤组织样本,分析肿瘤TME中乳酸水平、Treg亚群比例及CTLA-4表达水平;
临床相关性研究:通过统计学分析探讨乳酸水平与患者预后之间的关系;
药理学干预试验:基于体内外验证的结果,设计并实施小规模药理学干预试验以验证潜在的临床价值。

点击下方“阅读原文”可查看原文献。

文章作者:韦玉思
图文编辑:马文博

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