树突状细胞(Dendritic cells, DC)被认为是最高效的抗原呈递细胞,具有启动和协调免疫反应的潜力。DCs的发育和激活既是一个整合细胞外信号和细胞内信号通路的协调过程,也是一个代谢适应过程,需要生物能量学和生物合成的细胞扩张和效应功能。
哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是一种保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,是信号转导和代谢传感的关键调节因子,因此对细胞命运的决定至关重要。通过磷酸化下游核糖体蛋白S6, mTOR介导一系列重要的生物过程,如核糖体生物发生、蛋白质翻译和细胞质量控制调节。mTOR包括mTORC1和mTORC2,这两个多蛋白复合体由支架蛋白区分,即mTOR的调控相关蛋白(RAPTOR)和mTOR的雷帕霉素不敏感伴蛋白(RICTOR)。
研究表明,包括DCs在内的免疫细胞通过mTOR途径感知抗原或代谢信号,并将其与环境信号耦合以指导细胞分化。mTOR信号的中断被证明会阻碍DCs的成熟和激活,并影响T细胞的刺激。与mTORC1在免疫调节中的重要作用相比,目前研究者对mTORC2的认识还处在初级阶段。
mTORC2是AGC亚家族激酶的强制性激活剂,能够调节细胞增殖、代谢和细胞骨架重组,可促进下游效应因子的激活。蛋白质磷酸酶PP2Cd是一种丝氨酸/苏氨酸磷酸酶,以应激相关底物网络为靶点,如p53, p38, Chk1/2, ATM和Akt,并介导DNA损伤反应的调节。新的研究表明,mTORC2激活ATP -柠檬酸裂解酶(ACLY)并促进乙酰辅酶A的生成,从而促进组蛋白乙酰化,以促进体细胞和免疫细胞(如巨噬细胞)分化所必需的基因的表达。
来自南京中医药大学的研究团队在期刊Frontiers in immunology发表了题为PP2Cd Controls the Differentiation and Function of Dendritic Cells Through Regulating the NSD2/mTORC2/ACLY Pathway的学术文章。该团队的研究揭示了PP2Cd在调节DCs激活和功能中的作用,并确立了Rictor/mTORC2/ACLY轴在免疫稳态代谢表观遗传控制中的重要性。
研究团队证明了: PP2Cd在控制DCs成熟和激活方面发挥着重要作用,其缺失将导致DCs过度激活和促炎。PP2Cd在调节DCs的抗原呈递和T细胞刺激特性方面发挥着关键作用,其缺失可增强DCs的抗原呈递活性,促进DCs诱导Th1/Th17发育的能力,同时限制Treg的分化。PP2Cd对自身限制性免疫反应和预防致病性Th1/ th17驱动的疾病至关重要。PP2Cd似乎是一种代谢检查点,可以限制DCs的线粒体呼吸和糖酵解代谢,其缺失导致过度的细胞代谢。
PP2Cd的缺失会导致DCs中mTORC2/Akt通路的激活增强。不受限制的mTOR激活,特别是mTORC2通路,在PP2Cd缺失时能极大地促进DCs的激活。PP2Cd控制的甲基转移酶NSD2参与Rictor的转录诱导。干扰NSD2的表达在很大程度上消除了PP2Cd消耗对DCs活性的影响。PP2Cd通过Rictor/ mTORC2/ACLY途径介导代谢-表观遗传,这对DCs的激活和功能至关重要。
综上所述,这项研究表明,PP2Cd通过NSD2调节Rictor/ mTORC2通路,是影响DCs活性的核心因素;mTORC2/ACLY通路在DCs稳态代谢-表观遗传调控中发挥重要作用。
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