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切削刃:NLRC5 / I类反透视器的小鼠中的MHC类I表达受损

amlan biswas., Torsten B. Meissner., 芋头卡瓦 和 Koichi S. Kobayashi.
J免疫素 2012年7月15日, 189 (2) 516-520; DOI: //doi.org/10.4049/jimmunol.1200064
amlan biswas.
*癌症免疫学与艾滋病部,达纳飞贝斯癌研究所,波士顿,MA 02215;
†哈佛医学院哈佛医学院微生物学和免疫学系的免疫学分工,MA 02215;
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Torsten B. Meissner.
*癌症免疫学与艾滋病部,达纳飞贝斯癌研究所,波士顿,MA 02215;
†哈佛医学院哈佛医学院微生物学和免疫学系的免疫学分工,MA 02215;
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芋头卡瓦
‡大阪大学世界总理国际免疫学前卫研究中心,大阪大阪565-0871,Osaka 565-0871;和
§大阪大学微生物疾病研究所,大阪565-0871
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Koichi S. Kobayashi.
*癌症免疫学与艾滋病部,达纳飞贝斯癌研究所,波士顿,MA 02215;
†哈佛医学院哈佛医学院微生物学和免疫学系的免疫学分工,MA 02215;
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抽象的

MHC I类和II类对自适应免疫系统至关重要。虽然CIita的MHC II类表达的调节已经很久,但MHC I类反辐期的机制在很大程度上是未知的,直到最近发现NLRC5 / I类反辐期气旋器。在这项研究中,我们展示使用NLRC5. - 构成和诱导MHC I类表达所需的小鼠NLRC5需要NLRC5。 lossNLRC5.导致MHC类I和相关基因如β的表达严重降低2-microglobulin.,Tap1或LMP2,但没有影响MHC II类水平。 IFN-γ刺激无法克服I表达的受损的MHC类NLRC5. - e乐彩下载。感染histeria单核e乐彩下载, NLRC5.-Defigle小鼠显示了CD8的受损+Te乐彩下载活化,伴有增加的细菌载荷。这些发现说明了CD8在MHC I类基因调节中的NLRC5 / I类异透视器的关键角色+Te乐彩下载应答。

介绍

主要的组织相容性复合体I类和II类分子在激活自适应免疫系统的激活中发挥关键作用。 MHC I类分子呈现e乐彩下载内起源的肽AG,如肿瘤或病毒AGS至CD8+ Te乐彩下载,而MHC II类分子将e乐彩下载外源的肽AG呈递给CD4+ T cells (1)。组成型和诱导型MHC II类的表达需要母癌母转录共同诱导剂CIITA(2)。虽然CIITA本身缺乏DNA结合结构域,但CIITA可以通过接合称为MHC增强体的核蛋白复合物激活MHC II类基因的启动子(3, 4),与启动子 - 常规转录因子一起,包括三聚体调节因子X蛋白复合物,CREB ​​/活化转录因子1家族成员和NF-Y蛋白(5, 6)。 CIITA还可以至少在体外转移MHC类I基因(7, 8),虽然秃头淋巴e乐彩下载综合征患者患有e乐彩下载质基因和CIITA缺陷小鼠的突变患者保持完整的MHC I类表达,表明还有另一种机制用于激活MHC级I在体内(2, 9–12)。

最近对MHC I类基因,NLRC5的特异性转椎动因子的发现确定了MHC基因调节剂的新增功能(13, 14)。 NLRC5和CIITA都属于NLR或核苷酸结合结构域(NBD),富含亮氨酸的重复系列蛋白质,并且系统邻彼此最密切相关(13, 15)。 NLRC5或I类异椎动酰剂(CITA)也是IFN-γ-诱导核蛋白,但NLRC5特别关联和转移MHC I类启动子,导致MHC I类和相关基因如β的表达。2-microglobulin.(β.2m),Tap1和大型多功能蛋白酶2(13, 14)。 NBD是NLRC5功能的关键结构域,因为MHC级别I基因的核导入和转移所需的NBD(16)。在核中,NLRC5参与MHC类I特异性增生,与调节因子X组分和CREB ​​/激活转录因子1系列转录因子激活MHC I类基因启动子(17)。除了作为MHC I类反辐期气旋器的功能外,据报道,NLRC5还参与了TLR和RIG-I形受体信号传导,抗病毒响应和炎症体激活的调节( 15, 18–21)。但是,这些报告提供了相互冲突的结果,并且他们的结论不受从初始表征获得的数据 NLRC5. - 小鼠(14, 22)。

虽然NLRC5作为MHC I类基因转移剂的鉴定是显着的,但NLRC5在体内MHC I类表达中的作用尚未得到阐明。要解决这个问题,我们调查了NLRC5的功能 NLRC5. - 小鼠。在这项研究中,我们表明MHC类I的本构和诱导型表达需要NLRC5。 NLRC5. - 更容易感染的小鼠更容易感染 李斯特菌,正如CD8受损的那样突出显示+ 感染器官的Te乐彩下载活化和增加的细菌负担,表明NLRC5 / CITA在MHC I类依赖的CD8中的关键作用+Te乐彩下载应答。

材料和方法

老鼠

NLRC.5缺乏小鼠由T.Kawai和S.Akira(大阪大学,日本大阪大学)提供(22)。野生型小鼠(F.1 从Taconic获得129SVEV和C57BL / 6小鼠的小鼠。 OT-1 TCR转基因小鼠是H. Cantor的礼物(Dana-Farber Cancer Institute,波士顿,MA)。小鼠在无理的无病原质下维持,并根据机构和国家卫生机构使用。

e乐彩下载培养和试剂

之前描述了骨髓衍生的巨噬e乐彩下载和树突e乐彩下载的产生和刺激(23)。在补充10%FBS的RPMI 1640中培养脾e乐彩下载和胸腺e乐彩下载,55μm2-ME(Life Technologies)和青霉素/链霉素(Life Technologies)。鼠Rifn-γ来自 生物政策。孤立腹膜e乐彩下载而不用巯基乙酸乙酸酯预处理。

RNA分离和定量PCR

如前所述进行RNA分离和定量PCR(13)。引物序列列于补充表I中。

Western印迹分析

如前所述进行蛋白质印迹分析(13),使用以下ABS:抗H2-Kb,抗β2M(华盛顿大学T. Hansen的礼物)和抗热休克蛋白(HSP)90 AB(F-8; Santa Cruz Biotechnology)。

流动e乐彩下载术分析

如前所述进行FACS分析(13),使用以下ABS:FITC抗小鼠B220,FITC抗小鼠CD11C,联素粘蛋白抗小鼠CD4,PE / CY5抗小鼠CD8,联合粘蛋白抗小鼠F4 / 80,PE抗小鼠I-Ab/ i-ad (eBioscience),PE抗小鼠H2,和联霉素抗小鼠IFN-γ(生物政策)。

OT-1e乐彩下载共培养测定

MACS - 排序CD8+ 具有CD45.1背景的OT-1小鼠的Te乐彩下载是CFSE标记,并通过SiinFek1(1μm)脉冲照射脾脏B220+ 来自NLRC5的e乐彩下载+/-或nlrc5. - / - 小鼠以1:25(b:t)的比例为72小时。通过CFSE稀释度的CFSE稀释e乐彩下载的FACS分析测定OT-1 Te乐彩下载的增殖。

L.单核e乐彩下载增生 infection

L.单核e乐彩下载增生 (在加利福尼亚大学的D. Portnoy提供的D. Portnoy提供的菌株10403s)成长为中学阶段(A600,0.1)通过横向尾静脉注射到小鼠中。通过裂解物连续稀释的CFU计数测定感染小鼠的脾肾和肝脏的细菌负担。

统计分析

对使用棱镜(GraphPad)进行单向ANOVA以分析统计显着性。结果是平均值±SEM。一种 p value <0.05被认为是显着的。

结果与讨论

为了澄清NLRC5在体内MHC I类中的作用,我们分析了 NLRC5. - 小鼠。杂合子凋落物(+/-)和f1 将来自C57BL / 6×129SVEV繁殖(+ / +)的小鼠用与敲除小鼠( - / - )的类似混合遗传背景用作对照。可以看出 图。1A,MHC级别I(H2-Kb)胸腺,脾,肾脏和回肠中的转录物水平显着降低 NLRC5. - 与野生型或杂合小鼠相比,缩义小鼠,证实MHC I类表达确实在很大程度上依赖于NLRC5。 MHC类I相关基因的表达, β2m, Tap1, Lmp2以及非分化MHC I类基因, H2-M3,胸腺和脾脏受损 NLRC5. - 小鼠(图。1B)。相比之下,NLRC5缺乏不影响MHC II类的表达(H2-Aα)和ciita(图1C.),确认NLRC5的特异性用于激活MHC I类基因。同意转录数据,MHC I类蛋白水平I(H2-K.b)和β2在脾脏和胸腺中也被降低 NLRC5. - 小鼠(图。1D)。一起携带,NLRC5是特别需要MHC类I在淋巴和非糊状器官中的表达,并且可以分配MHC II类表达。

图1。
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图1。

NLRC5. is required for the constitutive expression of MHC class I in various organs. (A)MHC级别的表达(H2-Kb)在野生型小鼠的指示器官(+ / +, n = 3),或小鼠杂合(+/-, n = 4)或纯合( - / - , n = 3)对于目标中断 NLRC5. 通过使用基因特异性引物通过定量PCR(QPCR)分析确定的基因。误差栏代表±SEM。 (B)表达 β2m, Tap1, Lmp2, 和 H2-M3 在脾脏和胸腺 NLRC.5+ / + (n = 3)和 NLRC.5 - / - mice (n 使用指定的基因特异性引物通过QPCR分析= 3。误差栏代表±SEM。 (C) 分析 NLRC5.,MHC II级(H2-Aa)和脾e乐彩下载中的CIITA基因表达,如QPCR测定。 n = 3.误差栏代表±SEM。 ns,不重要。 (D)MHC I类I的Western印迹分析(H2-K.b)和β2M与指定基因型的脾脏和胸腺中的蛋白表达。 HSP90的表达显示为负载控制。 *p < 0.05, **p <0.01; ns,不重要。

随着我们观察到胸腺和脾脏中MHC I类水平的减少,我们进一步通过流式e乐彩下载术研究了在这些器官中的e乐彩下载类型的MHC类I表达。 CD4中严重降低了MHC I类(H2-D,-K,-L)的表面表达+ 和 CD8+ 脾脏,胸腺和淋巴结中的Te乐彩下载 NLRC5. - 小鼠(图2A-C)。此外,MHC类I表达减少了 NLRC5. - 来自脾脏,淋巴结,腹膜腔,脾f4 / 80的乙型e乐彩下载+ 巨噬e乐彩下载和CD11C+ 树突状e乐彩下载,虽然它们在其表面上保留了显着水平的MHC I类(图2A-C,补充图1A)。此外,骨髓衍生的巨噬e乐彩下载和树突状e乐彩下载中MHC类I的转录物水平显着降低(补充图1B),表明NLRC5对于巨噬e乐彩下载和树突e乐彩下载中MHC I类基因的诱导是重要的,无论是组织源或骨髓衍生。有趣的是,MHC类I在这些骨髓衍生e乐彩下载上的表面表达在很大程度上不受影响(补充图1A),表明似乎是拯救培养e乐彩下载中的MHC级缺乏的补偿后术语机制。这些发现表明NLRC5在MHC I类基因表达的调节中发挥着重要作用,尽管MHC I类表达中NLRC5的要求的程度在不同的e乐彩下载类型之间变化。

图2。
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图2。

减少MHC类I表达各种e乐彩下载类型 NLRC5. - 小鼠。脾脏的单e乐彩下载悬浮液(A, 左侧面板; D),胸腺(B, 左侧面板)和淋巴结(C, 左侧面板) 从 NLRC5.+/- (灰线)和 NLRC5. - / - (黑线)通过流式e乐彩下载术进行分析小鼠,用于表达MHC等级I [H2-K / D / L,IN(a),(b)和(c), 左侧面板]或MHC II类(D)分子(I-Ab/ i-ad),在CD8上门控+, CD4+, B220+,f4 / 80+,或cd11c+ e乐彩下载。阴影区域表示同学控制。数据代表两个独立实验。条形图(a–C, 右侧面板)呈现相应平均荧光强度的平均值和SEM(n 每个基因型= 3)。 *p < 0.05, **p < 0.01.

我们之前已经证明了NLRC5对于IFN-γ刺激的MHC I类基因表达需要NLRC5(13)。因此,我们检查了影响的影响 NLRC5. 通过刺激脾e乐彩下载的IFN-γ-诱导MHC I类表达的缺乏 NLRC5. - 用IFN-γ的小鼠。如前所述(13, 15, 20, 21),IFN-γ处理导致上调 NLRC5. 与MHC I类基因的诱导相关的转录物(H2-K.b)野生型和杂合脾e乐彩下载中的表达(图3A)(13)。在 NLRC5.然而,与在控制中观察到的MHC等级的水平相比,IFN-γ刺激无法拯救MHC类表达的损伤图3A)。 β2M表达也仅部分救出(图3A)。相反,统计数据的上调,其在NLRC5独立的方式中由IFN-γ刺激诱导(13),在三种基因型中相当,表明IFN-γ受体的下游的JAK /统计信号传导级联完好无损 NLRC5. - e乐彩下载。有趣的是,有一个小而明显,诱导MHC类I表达 NLRC5. - 在IFN-γ刺激的脾e乐彩下载上,支持存在MHC I类表达的NLRC5独立机制(图3A)。同意与转录数据,IFN-γ刺激没有恢复MHC I类的表达(H2-Kb)和β2m在蛋白质水平 NLRC5. - 乙纤维e乐彩下载和胸腺e乐彩下载(图3B.)。此外,流式e乐彩下载术分析表明,IFN-γ刺激并未拯救CD4中的降低的MHC I类表面表达+, CD8+ Te乐彩下载,Be乐彩下载,F4 / 80+ 巨噬e乐彩下载和CD11C+ 从脾脏获得的树突e乐彩下载 NLRC5. - 小鼠(图3C.)。

图3。
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图3。

IFN-γ.刺激不会拯救观察到的IS表达的减少的MHC等级 NLRC5. - 小鼠。 (A)来自的脾e乐彩下载 NLRC.5+ / +, NLRC.5+/-, 和 NLRC.5 - / - mice (n = 3 for each genotype) were stimulated for 18 h with IFN-γ(100U / ml),使用指定的基因特异性引物通过QPCR分析转录水平。误差栏代表±SEM. (B)MHC级I(H2-Kb)和β2M蛋白在脾e乐彩下载中的蛋白质表达和来自小鼠的纤维素e乐彩下载,具有指定的基因型。用IFN-γ制备18小时后刺激并通过Western印迹分析e乐彩下载提取物。 HSP90级别被描绘为加载控制。 (C)来自的脾e乐彩下载 NLRC.5+ / +, NLRC.5+/-, 和 NLRC.5 - / - mice (n 在IFN-γ存在下培养过夜,并通过流式e乐彩下载仪进行培养过夜,用于表达MHC I类分子(H2-K / D / L),在CD8上进行+, CD4+, B220+,f4 / 80+和CD11c.+ e乐彩下载。条形图代表相应平均荧光强度(MFI)的平均值和SEM。 *p < 0.05, **p <0.01; ns,不重要。

为了解决由NLRC5缺乏症引起的损失的MHC类I表达是否对免疫应答产生影响,OT-1 CD8+ 用肽加载的Be乐彩下载与Te乐彩下载共培养。 ot-1 te乐彩下载培养 NLRC5.-DefigleS Be乐彩下载显示出损害的增殖,表明NLRC5确实需要CD8的AG特异性刺激所需的+ T cells (图4A)。通过使用e乐彩下载内细菌的感染研究进一步研究了NLRC5在MHC类I介导的免疫应答中的作用, L.单核e乐彩下载增生,因为CD8+ Te乐彩下载反应对于对这种细菌的宿主防御至关重要。虽然 李steria. 感染明显诱导特定的CD8+ 在野生型小鼠的脾脏和肝脏中的Te乐彩下载活化,如因杀死细菌的离体刺激后的IFN-γ阳性e乐彩下载数量增加(图4B.,补充图1c),在 NLRC5. - 缩义小鼠,特定的CD8+ Te乐彩下载活化受损,并且小鼠患有脾脏和肝脏中的细菌数增加(图4B., 4C)。这 李steria.-Uscuctible的表型与先前提出的NLRC5作为TLR抑制剂的功能矛盾,如这种情况 NLRC5. - 应更受保护的小鼠,而不是更容易感染。的确, NLRC5. - 在LPS,CpG oligo和Poly(IC)刺激后,巨噬e乐彩下载在转录物和蛋白质水平上表达了IL-6,TNF-α,IL-12P40和IL-1β的正常水平,确认了在前一次的观察结果使用 NLRC5. - 缩义小鼠(补充图1d,1e)(22)。这些数据共同证明了NLRC5 / CITA在体内MHC I型介导的免疫反应中的关键作用。

图4。
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图4。

NLRC5. is required for MHC class I-mediated immune responses. (A) NLRC5.-Defitie Be乐彩下载显示CD8的特异性刺激受损+ Te乐彩下载。 CFSE标记的OT-1(CD45.1)CD8+ 用SiinFek1(1μm)叠种B220与e乐彩下载共同化+ 脾e乐彩下载来自 NLRC5.+/- 或者 NLRC5. - / - 小鼠以1:25(b:t)的比例为72小时。通过CFSE稀释的流式e乐彩下载术分析测定CD45.1门控e乐彩下载的增殖。数据代表两个独立实验 (n = 3). (B) NLRC5.+ / +, NLRC5.+/-, 或者 NLRC5. - / - 小鼠感染了 L.单核e乐彩下载增生 (1 × 104 CFU)。脾e乐彩下载和肝脏白e乐彩下载被隔绝 NLRC.5+ / + 和 NLRC5. - / - 在第6天的小鼠用热杀死培养 L.单核e乐彩下载增生 16小时并通过流式e乐彩下载术分析IFN-γ对CD8的表达+ e乐彩下载。数字表示e乐彩下载的百分比。数据代表两个独立实验 (n = 3)。条形图(B, 右侧面板)呈现CD8百分比的平均值和SEM+ IFN-γ+ cells (n 每个基因型= 3)。 (C)脾脏和肝脏中的细菌负荷 L.单核e乐彩下载增生-已感染 NLRC5.+ / +, NLRC5.+/-, 或者 NLRC5. - / - 确定小鼠。数据代表两个独立实验; *p < 0.05, **p < 0.01.

除了我们以前的研究,我们使用人淋巴和上皮e乐彩下载系(13),目前的研究迫使地证明了NLRC5在体内中的构成和诱导MHC类I表达中NLRC5的关键作用 NLRC5. - 小鼠。此外,我们表明CD8需要NLRC5+ Te乐彩下载以特定的方式反应。加载Ag肽 NLRC5.-DefieBe乐彩下载未能有效激活OT-1 Te乐彩下载。令人惊讶的是,我们的 李steria. 感染研究表明CD8+ 从中获得的Te乐彩下载 NLRC5. - 缺乏小鼠显示出特异性的Ag特异性活化,小鼠在脾脏和肝脏中增加了细菌载荷。因此,我们得出结论,NLRC5在体内MHC I型介导的免疫应答中发挥着关键作用。本研究还揭示了MHC类I基因表达中NLRC5的要求在不同的e乐彩下载类型之间变化。 CD4中的减少的MHC I类表型最为突出 + 和 CD8+ Te乐彩下载和Be乐彩下载突出突出(图2A-C)。此外,巨噬e乐彩下载和树突状e乐彩下载保留残留的MHC I类表达(图2A)。这可能表明,存在替代,NLRC5独立机制的MHC I类转移。有趣的是,在CIita缺陷小鼠中报道了MHC II类基因的类似残余表达; CIita缺陷的树突e乐彩下载保留了MHC II类表达,尽管表达水平显着降低(12)。这些观察结果表明,尽管NLRC5 / CITA和CIITA对于MHC I类和II类的表达至关重要,但APC可能具有替代机制,以确保AGS对Te乐彩下载的有效呈递。总之,我们展示了NLRC5 / CITA在MHC I类表达和CD8中的关键作用+ 体内的Te乐彩下载反应。进一步分析 NLRC5. - 缺乏小鼠肯定会延长我们对MHC I类生物学的理解,因此,可以改善传染病领域的治疗干预措施,移植和癌症免疫疗法。

披露

作者没有财务利益冲突。

致谢

我们感谢Drs。 Peter Cresswell和Ted Hansen为提供试剂和Yuen-Joyce Liu和Amy Li,用于批判性校对手稿。

脚注

  • 该工作得到了国家卫生研究院和克罗恩和结肠炎基金会的补助金。 K.S.K.是癌症研究所和克劳迪娅亚当斯巴尔奖的调查员奖的受援人士。 T.B.M.一直是欧洲分子生物学组织长期奖学金的受援人员,以及A.B.是克罗恩角质炎基金会的受援子奖学金。

  • 本文的在线版本中包含补充材料。

  • 本文中使用的缩写:

    Cita.
    I类反透视器
    HSP.
    热休克蛋白
    β2m
    β2-microglobulin.
    NBD.
    核苷酸结合结构域
    QPCR.
    定量PCR。

  • 已收到 2012年1月10日。
  • 公认 2012年5月16日。
  • 版权所有©2012由美国免疫医生,Inc。

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免疫学杂志:189(2)
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