《European Journal of Immunology》:The RNA- and DNA-Binding Protein Y-Box Binding Protein 1 (YB-1) Regulates iNKT Cell Development
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Y 盒结合蛋白 1(Y-box binding protein 1, YB-1)是一种多功能的 RNA 和 DNA 结合蛋白,在基因表达调控,特别是在转录后水平上具有广泛的调节功能。研究人员证实,在双阳性(double-positive, DP)胸腺细胞阶段条
Y 盒结合蛋白 1(Y-box binding protein 1, YB-1)是一种多功能的 RNA 和 DNA 结合蛋白,在基因表达调控,特别是在转录后水平上具有广泛的调节功能。研究人员证实,在双阳性(double-positive, DP)胸腺细胞阶段条件性敲除 YB-1,会导致胸腺、脾脏和肝脏中的不变自然杀伤 T(invariant natural killer T, iNKT)细胞减少约 80%,这一现象在出生后第 14 天的新生儿中已显而易见并持续至成年。研究数据显示 CD44?NK1.1?第 1 阶段细胞积聚以及 CD44?NK1.1?第 3 阶段 iNKT 细胞的选择性缺失,表明存在选择后成熟缺陷。所有 iNKT 细胞亚群(iNKT1、iNKT2、iNKT17)均减少,其中胸腺 iNKT1 和脾脏 iNKT17 细胞受影响最为严重。经 PMA/离子霉素刺激的 YB-1 缺陷型 iNKT 细胞显示出保留的 IFN-γ?/IL-4?频率,但单细胞细胞因子产量减少且 IL-17 产生能力丧失。有趣的是,YB-1 敲除(YB-1KO)DP 胸腺细胞表现出升高的 CD1d 水平,提示 YB-1 缺陷小鼠胸腺中的 T 细胞受体(T-cell receptor, TCR)信号强度增加。虽然 CD5 水平升高,但 iNKT 细胞中基础的 Nur77、诱导性 T 细胞共刺激因子(inducible T-cell costimulator, ICOS)和 CD122(IL-15Rβ)表达降低。此外,细胞凋亡增加,特别是在 iNKT 细胞的第 2 至 3 阶段。综上所述,这些发现确定 YB-1 为 iNKT 细胞发育的核心调节因子,它整合 TCR、共刺激和 IL-15 信号以确保选择后 iNKT 细胞的成熟、效应亚群特化和存活。
不变自然杀伤 T(invariant natural killer T, iNKT)细胞是一类连接固有免疫和适应性免疫的重要淋巴细胞亚群,其在抗感染、自身免疫性疾病及肿瘤免疫监视中发挥关键作用。iNKT 细胞的发育区别于常规α/βT 细胞,主要在胸腺双阳性(double-positive, DP)阶段通过识别由 CD1d 分子呈递的脂质抗原而经历阳性选择,并依赖于 T 细胞受体(T-cell receptor, TCR)信号强度、SLAM 家族受体的同源相互作用以及 IL-15 等细胞因子信号的精确协调。尽管已知多种转录因子如 PLZF、Egr2 等参与该过程,但整合这些复杂信号通路的调控机制尚未完全阐明。Y 盒结合蛋白 1(Y-box binding protein 1, YB-1)作为一种保守的冷休克结构域蛋白,广泛参与 RNA 和 DNA 代谢及基因表达调控,并在 T 细胞增殖与存活中发挥作用,但其在 iNKT 细胞发育中的具体功能此前知之甚少。鉴于此,研究人员利用条件性敲除小鼠模型,深入探讨了 YB-1 在 iNKT 细胞发育中的关键作用及其潜在机制,该研究成果发表于《European Journal of Immunology》。
研究人员构建了在 CD4?细胞中特异性表达 Cre 重组酶的条件性 Ybx1 敲除小鼠(YB-1KO),并以同基因型野生型小鼠作为对照。研究主要采用了流式细胞术作为核心技术技术方法,对来自胸腺、脾脏和肝脏的淋巴细胞进行了多参数表型分析。通过特异性抗体标记 TCRβ、CD1d 四聚体(CD1dTet)、CD44、NK1.1 以及转录因子 PLZF 和 RORγt 等,精确区分 iNKT 细胞的不同发育阶段(第 0-3 阶段)和功能亚群(iNKT1、iNKT2、iNKT17)。此外,研究还利用了胞内染色技术检测细胞因子(IFN-γ、IL-4、IL-17)的产生情况,通过 Annexin V/碘化丙啶(PI)染色及活化型 Caspase-3/7 检测试剂盒评估细胞凋亡水平,并利用 Nur77 表达量作为 TCR 信号强度的指示剂。实验样本主要来源于 C57BL/6 背景下的成年小鼠及出生后第 14 天的新生小鼠的胸腺、脾脏和肝脏组织。
研究结果表明,YB-1 的缺失导致 iNKT 细胞发育严重受损。首先,在 YB-1KO 小鼠的胸腺、脾脏和肝脏中,iNKT 细胞的数量减少了约 80%,且这种缺陷在新生期即已存在并持续至成年,表明 YB-1 对 iNKT 细胞的早期发生和维持至关重要。其次,发育阶段分析显示,YB-1 缺陷导致 CD44?NK1.1?第 1 阶段细胞积聚,而 CD44?NK1.1?第 3 阶段细胞选择性缺失,提示存在选择后成熟障碍。在功能亚群方面,所有 iNKT 亚群数量均显著下降,其中胸腺 iNKT1 和脾脏 iNKT17 细胞受损最重。功能上,虽然产生 IFN-γ和 IL-4 的细胞比例未变,但单细胞 cytokine 产量降低,且 IL-17 的产生几乎完全丧失。机制探索发现,YB-1 缺陷的 DP 胸腺细胞表面 CD1d 表达升高,导致 TCR 信号过强(表现为 CD5 升高),但同时 iNKT 细胞基础的 Nur77、ICOS 和 CD122(IL-15Rβ)表达降低。进一步分析证实,YB-1 缺失并未影响细胞增殖,但显著增加了第 2 和第 3 阶段 iNKT 细胞的凋亡率,表明存活障碍是细胞数量减少的主因。
讨论部分总结指出,YB-1 是 iNKT 细胞发育的关键调节因子。YB-1 缺陷导致的 CD1d 表达上调可能引起了过强的初始 TCR 信号,导致部分前体细胞发生阴性选择或凋亡;同时,YB-1 通过维持 CD122(IL-15Rβ)和 ICOS 的表达,保障了 iNKT 细胞成熟所需的 IL-15 信号和共刺激信号,从而促进其存活和终末分化。YB-1 通过整合 TCR、共刺激及细胞因子信号,确保 iNKT 细胞完成选择后成熟、效应亚群特化及存活。研究结论认为,YB-1 通过协调 TCR 信号整合、共刺激作用和细胞因子受体可用性,使选择后的 iNKT 前体细胞能够存活并成熟为具有功能的 iNKT1、iNKT2 和 iNKT17 细胞亚群。