Az emberi TH17-sejtek a Gasdermin E pórusaiba kapcsolódnak, hogy IL-t szabadítsanak fel-1 az NLRP3 gyulladásos aktiválódása során

Kimutatták, hogy a veleszületett immunválaszok adaptív tulajdonságokat is felvehetnek, például a memóriát. Nem ismert, hogy a T-sejtek felhasználják-e a veleszületett immunjelátviteli útvonalakat az effektorfunkciók repertoárjának diverzifikálására. A Gasdermin E (GSDME) egy membránpórusképző molekula, amelyről kimutatták, hogy piroptotikus sejthalált hajt végre, és így potenciális rákellenőrző pontként szolgál. Jelen tanulmányunkban kimutattuk, hogy a humán T-sejtek GSDME-t expresszálnak, és meglepő módon ez az expresszió tartós életképességgel jár, és az alarmin interleukin (IL)-1 felszabadulására szolgál. Ez a tulajdonság a 17-es típusú humán helper T-sejtek egy részhalmazára korlátozódott, amelyek specifikusak a Candida albicansra, és amelyet egy T-sejtben intrinsic NLRP3 gyulladás szabályozott, és annak szerepe az egymást követő kaszpázok proteolitikus kaszkádjában-8, kaszpáz{{6 }}, és a GSDME hasítása a T-sejt-receptor stimuláció és a pro-IL-1 forma kalcium-licenc calpain érése után. Eredményeink azt mutatják, hogy a GSDME pórusképződés a T-sejtekben a nem hagyományos citokin felszabadulás mechanizmusa. Ez a megállapítás változatossá teszi a T-sejtek funkcionális repertoárjával és mechanikai berendezéseivel kapcsolatos ismereteinket, és hatással van a gombaellenes immunitásra.

cistanche tubulosa – erősíti az immunrendszert

A segítő T-sejtek (TH-sejtek) fontos szerepet játszanak az antigén-specifikus effektorválaszokban, különálló citokinek szekréciója révén. A helper típusú 17-es T-sejteket (TH17-sejteket) különösen gombaellenes funkcióikról ismerik fel az IL-17A citokin szekréciója révén, amelyet a transzkripciós faktor RAR-kapcsolódó árva receptor (ROR) szabályoz. t1. Ők a fő bűnösök az autoimmun betegségek patogenezisében is2. TH17 sejtről korábban felismerték, hogy funkcionális heterogenitást mutatnak3. A pro- vagy gyulladásgátló funkciók az IL-17 és az interferon (IFN)- vagy IL-10 eltérő koexpressziója révén fejtik ki hatásukat4–7. Összességében ez formálta a TH17-sejtek dualizmusának koncepcióját, és ösztönözte azon jelek és molekuláris célpontok vizsgálatát, amelyek szabályozzák a két funkcionális TH17-sejt-eredmény közötti dichotómiát terápiás alkalmazásokhoz3,4,8,9. A patogén és az immunszabályozó TH17 sejtek sorsának azonosságának és mechanikai alapjainak mély megértése azonban továbbra is megfoghatatlan. További, még fel nem talált effektormechanizmusok, amelyek túlmutatnak az IL-17 termelésén, szintén működhetnek gombaellenes vagy antibakteriális célspecifitással rendelkező TH17 sejtekben. Az IL-1 citokinek, amelyek közül az IL-1 és az IL-1 a legjelentősebb tagjai, mélyreható gyulladásos hatást fejtenek ki. Az antigénprezentáló sejtekből (APC) felszabadulva nemcsak gyors veleszületett gyulladásos válaszokat indukálnak, hanem adaptív immunitást is létrehoznak azáltal, hogy elősegítik a TH17-sejtek polarizációját és a T-sejtek patogenitását a közös IL-1R1-receptorhoz 4,10,11. . Az IL-1-független TH17 sejtpriming, amelyet korábban szintén leírtak, gyulladásgátló TH17 sejtek termelését eredményezi4. A veleszületett sejtforrásokból származó IL-1 ezért váltófaktorként szolgál a gyulladásgátló TH17 sejtek sorsának ellentétében. A legtöbb más citokintől eltérően az IL-1 citokinekből hiányzik a szignálpeptid, ezért nem szokványos, endoplazmatikus retikulum (ER)-Golgi-független mechanizmus választja ki őket.

A Pro-IL-1 enzimatikus hasítást igényel, mielőtt az extracelluláris térbe kerül, és a receptora bekapcsolódik. Az NLRP3 inflammaszóma egy multimer citoszolikus fehérjekomplex, amely összeállítja a mikrobiális fertőzést és a sejtkárosodást, és kaszpázt-1 toboroz a későbbi pro-IL-1 hasításhoz12. Az IL-1 kilépéséhez kaszpáz-1-mediált gázdermin D (GSDMD) hasítása és pórusképzése is szükséges a piroptózisnak nevezett folyamatban, amely a sejthalál gyulladásos formája13,14. Ezzel szemben úgy gondolják, hogy az IL-1 az NLRP3 gyulladástól függetlenül kerül feldolgozásra olyan szabályozási ellenőrző pontokon keresztül, amelyek még mindig kevéssé ismertek10. Annak ellenére, hogy az IL-1 és IL-1 érésének és felszabadulásának ezek a teljesen eltérő útvonalak, mindkét citokint közösen termelik a veleszületett immunrendszer sejtjei, ami arra utal, hogy léteznek még azonosítatlanok. társszabályozási útvonalak. Jelen tanulmányunkban bemutatjuk, hogy a humán TH17 sejtek egy részhalmaza egy NLRP3-függő jelátviteli kaszkádba kapcsol be, hogy a GSDME membránpórusok képződését indukálja, ami a proinflammatorikus IL-1 autokrin felszabadulását szolgálja. Ez a felfedezés a humán T-sejtek citokin-szekréciójának nem szokványos módját tárja fel, és ezáltal változatossá teszi a T-sejtek funkcionális és mechanikai repertoárját.

A cistanche előnyei a férfiak számára – erősítik az immunrendszert

Eredmények

Az IL-1 termelése az emberi TH-sejtek jellemzője

A humán TH17 sejt alcsoport heterogenitásának vizsgálatára, valamint az eltérő funkciók és molekuláris szabályozásuk feltárására egysejtes RNS-szekvenálást (scRNA-seq) végeztünk aktivált humán TH17 sejtekből, amelyeket ex vivo izoláltunk a perifériás vérből az alábbiak szerint. a kemokin receptor felszíni markerek egyedi kifejeződése15. Az egységes sokféleség közelítéssel és projekcióval (UMAP) végzett feltáró elemzés, valamint az összes TH17 sejt Leiden klaszterezése hat egyedi klasztert azonosított (1a. ábra). Az IL1A-t expresszáló TH17 sejtek különálló és ritka (6%) populációja szelektíven gazdagodott az 1. klaszterben (1a, b ábra). Az 1. klaszter összes génjének összehasonlítása az összes többi klaszterrel azt mutatta, hogy az IL1A jelentősen felszabályozott (1. kiegészítő táblázat). Ez váratlan volt, mivel az IL-1 nem tekinthető a T-sejtek kanonikus effektor citokin repertoárjához tartozónak, hanem veleszületett veszélyjelzést jelent16. Az IL1A azonban nem volt az 1. klaszterben a legjobban differenciáltan expresszált gének (DEG) között, ami mélyebb keresési stratégiát tett szükségessé ahhoz, hogy felfedje jelentős felszabályozását a TH17 sejtek egy alpopulációjában (1. kiegészítő ábra). Fehérje szinten a TH17 sejtklónok különálló IL-1 + és IL-1 – T-sejt klónokra is szegregálódtak, így támogatva az IL-1 fehérje expressziójának heterogenitását az egysejtszinten belül. a TH17 sejtpopuláció (1c. ábra). Ahhoz, hogy a TH17 sejtek IL1A expresszióját összehasonlíthassuk más immunsejttípusokkal, különösen a korábban bejelentett IL-1 jóhiszemű termelőivel, több nyilvános scRNS-seq adatkészletet kérdeztünk meg humán perifériás vér mononukleáris sejtjeiről (PBMC). Meglepő módon ez nem mutatott ki IL1A-expressziót a nyugvó PBMC-k különböző immunsejt-típusaiban, beleértve a T-sejteket, B-sejteket, természetes ölősejteket (NK-sejteket), NKT-sejteket, monocitákat és dendritikus sejteket (2a, b-kiegészítő ábra). Még a monociták sem mutattak IL1A expressziót egysejtszinten, kivéve, ha specifikus IL1A-indukáló ingert, konkrétan lipopoliszacharidot (LPS) alkalmaztak ezekre a sejtekre (2c, d kiegészítő ábra), amely felfedte IL1A-termelő képességüket. és az IL1A expressziójának összefüggése egy folyamatban lévő gyulladásos veleszületett immunválaszsal (kiegészítő 2e. ábra). Érdekes, hogy a TH17 sejtekből származó IL1A+ és IL1A– sejtek és a monociták közötti DEG-ek egysejtű transzkriptomikus összehasonlítása alig mutatott átfedést a génkoexpresszióban (IL1A és CCL3), ami erősen utalt az IL1A szabályozásának eltérő módjára T-ben. sejtek kontra monociták (1d. ábra). Összességében ezek az eredmények azt mutatják, hogy az IL{54}}expresszáló sejtek különálló alpopulációja létezik a TH17 sejtalcsoporton belül.

A TH17 sejtek IL-1 -termelő alcsoportja gyulladást előidéző ​​hatású

Az IL1A expresszió fiziológiai jelentőségének feltárása érdekében humán TH17 sejtekben az IL1A+ és az IL1A–TH17 sejtek elfogulatlan transzkriptomikus összehasonlítását végeztük el scRNS-seq után. A TH17 sejtekben az IL1A-val együtt expresszált gének génkészlet-dúsítási analízise (GSEA), valamint a DEG-ekkel végzett dúsítási analízis feltárta az IL1A és a T-sejt-aktiváció és -proliferáció feltűnő összefüggését, miután az összes rendelkezésre álló génontológia (GO) kifejezést elfogulatlan lekérdezték. 2a. ábra és 3. kiegészítő ábra). Ez a megállapítás megkérdőjelezte az IL-1 korábban kijelölt szerepét az öregedésben és a sejthalálban a T-sejtek új kontextusában17. A dúsítási elemzés azt is feltárta, hogy a „gyulladással” kapcsolatos számos GO kifejezés erősen túlreprezentált, ami arra utal, hogy a TH17 sejtek IL1A expressziója hozzájárult a patogén T-sejt azonossághoz, és szerepet játszik a gyulladásos betegségekben (2a. ábra). Ezt az elképzelést alátámasztotta az „interleukinre adott sejtválasz-1” GO kifejezéssel ellátott gének felszabályozása, figyelembe véve az IL-1 korábban közölt gyulladásgátló hatását a TH17 sejt teljes működésére4 és a szuppresszív hatást. autokrin IL-1 az IL-10 kifejezésen (bővített adatok, 1a–c. ábra). Az IL1A+ és az IL1A–TH17 sejtek közvetlen összehasonlítása az összes klaszterben azt mutatta, hogy az IL1A+ TH17 sejtek szignifikánsan fokozott proinflammatorikus, de csökkentett gyulladáscsökkentő jeleket mutattak (2b. ábra) 7. Továbbá az 1. klaszter, amely IL1A+ TH17 sejtekben gazdagodott szignifikánsan több proinflammatorikus és kevésbé gyulladáscsökkentő, mint az összes többi öt klaszter, amint azt a GSEA jelzi (2b. ábra). Érdekes, hogy a gyulladásgátló TH17 sejtek alcsoportjainak tömeges transzkriptomikus összehasonlítása azt mutatta, hogy az IL1A még a gyulladást okozó TH17 sejtalcsoportban is a legjobban szabályozott gének közé tartozik (2c., d. ábra és kiterjesztett adatok, 2. ábra). Ehelyett az IL10 erősen leszabályozott, amint az a korábbi jelentések szerint várható volt4,7. A TH17 sejtek IL-1 és IL-10 expressziójának ezt a kölcsönös korrelációját fehérjeszinten is megfigyelték áramlási citometriával (2e. ábra). A DEG-ekkel végzett dúsítási elemzés kimutatta, hogy a KEGG (Kyotói Gének és Genomok Enciklopédia) útvonalai túlreprezentáltak olyan autoimmun betegségekben, mint a „rheumatoid arthritis” és a „gyulladásos bélbetegség” (2f. ábra), ami alátámasztotta az IL1A-t expresszáló TH17 proinflammatorikus természetét. cella részhalmaza. Valójában a juvenilis idiopátiás ízületi gyulladásban (JIA) szenvedő betegeknél, a rheumatoid arthritis egy erősen gyulladásos formája olyan gyermekeknél, akiknek patogenezisét korábban a veleszületett IL{58}} és IL-1 1819 hozták összefüggésbe, jelentős és határozott eredményeket mutattak fel. megemelkedett IL-1 expresszió az IL-17+ TH sejtek által, összehasonlítva az egészséges kontrollvérből származó IL-17+ TH sejtekkel (2g. ábra). A JIA-ban szenvedő betegek véréből származó IL-17+ TH sejtekben nem figyeltek meg IFN-növekedést a kontroll donor véréhez képest, ehelyett annak ellenére, hogy az IFN- és a TH17 sejt patogenitását korábban közölték (2g. ábra, jobb oldali panel) 4. Ezen túlmenően a vér szerinti ízületi folyadék elemzése az IL-1 + TH-sejtek nagyon magas gyakoriságát mutatta ki, ami arra utal, hogy a T-sejtek a veleszületett sejteken kívül a betegséggel összefüggő IL{74} releváns sejtes forrásai is lehetnek. } a gyulladás helyén.

A cistanche tubulosa előnyei- erősíti az immunrendszert

Az IL-1 kifejezést egy TH17 program szabályozza

Annak vizsgálatára, hogy az IL-1 expresszió a T-sejtek általános tulajdonsága-e, a PBMC-kből származó egyes TH-sejt-alcsoportokat gazdagítottuk a kemokinreceptorok eltérő expressziója alapján (bővített adatok, 3. ábra), és összehasonlítottuk az IL-1-t. kiválasztás. Az IL-1-t specifikusan a TH17 sejtalcsoport termelte, de a TH1 sejtalcsoport, a TH2 sejtalcsoport vagy a szabályozó T-sejtek (Treg-sejtek) nem (3a–c. ábra). Meglepő módon az anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel stimulált szekréciós szintje megegyezett az LPS-sel és nigericinnel stimulált humán monocitákéval, ami azt jelzi, hogy a humán TH17 sejtek adaptív immunazonosságuk ellenére az IL veszélyjel fő forrásaként szolgálnak. -1 (3a. ábra). Az intracelluláris IL-1 fehérje expressziója hiányzik a frissen izolált nyugvó TH-sejtekben, de indukálható a T-sejt-receptor (TCR) aktiválásával, és a TH17 sejtekben jelentős mértékben gazdagodott a TH1, TH2 és Treg sejtekben dúsított TH-sejtekhez képest (3b. ábra). ,c). Úgy tűnik, hogy ezek az eredmények az emberi immunrendszerre jellemzőek, mivel a korábbi jelentések kizárták az egér T-sejtek általi IL-1 termelését16. Az IL-1 egyedülálló asszociációja a TH17 sejtalcsoporttal arra késztetett bennünket, hogy mechanikusan boncolgassuk ennek a citokinnek a szabályozását. Érdekes, hogy az IL-1 expressziója csökkent a ROR-t, a TH17 sejtek fő transzkripciós faktorának specifikus gátlása következtében (3d, e ábra) 1. Ezek az adatok összhangban vannak a feltételezett kötőhelyek jelenlétével. ROR-t és ROR- az IL1A promoter és enhanszer régiókban (bővített adatok, 4a, b ábra). Egy adott TH-sejt-alcsoport sorsát a naiv T-sejt-stimuláció során fellépő eltérő polarizáló citokin mikrokörnyezet határozza meg. Az IL-1 legmagasabb intracelluláris expresszióját és szekrécióját naiv T-sejt-priming hatására figyeltük meg TH17 sejtpolarizációs körülmények között (IL-1 és transzformáló növekedési faktor (TGF)-) (3f,g. ábra). Az IL-1 vagy TGF- önmagában végzett egyszeri kezelések azonban nem eredményeztek szignifikáns IL-1 expressziót naiv T-sejtekben, hangsúlyozva a kombinatorikus TH17 sejtindító citokinek szinergikus hatását a sejtek de novo indukciójára. IL-1 (4. kiegészítő ábra). Ezzel szemben a TH1 (IL-12) és TH2 (IL-4) sejtpriming körülmények nem változtatták meg szignifikánsan az IL-1 szekréciót a polarizáló citokinek hiányában végzett stimulációhoz képest. Ezek az eredmények együttesen azt mutatják, hogy a naiv T-sejtek a TH17 sejtpolarizáló citokinek révén képesek IL-1 termelésére. A memória TH sejtek IL-1 effektor citokinjük további jelentős növekedését mutatták IL-1 és TGF-mikrokörnyezetben (3h. ábra).

1. ábra|A humán TH17 sejtek egy különálló alcsoportja képes IL-1 expresszálására.

A TH-sejt-alcsoportok azonosságát a kemokin-receptorok differenciális expressziójával összefüggő eltérő migrációs tulajdonságok is jellemzik20. Megfigyeltük, hogy az IL-1 expressziója feldúsult a CCR6+-ban, de nem a CCR6–T-sejtekben, és csökkent a CXCR3–T-sejtekben a CXCR3+ T-sejtekhez képest, bár nem volt különbség IL-1 expresszió a CCR4+ és a CCR4–T-sejtek között (3i. ábra). Ezek az adatok azt mutatják, hogy az IL{10}}termelő sejtek az IL-17-termelő sejtekhez korábban hozzárendelt migrációs mintát mutatják15. Összességében ezek az adatok következetesen azt mutatják, hogy az IL-1 a humán TH17-sejtek egyedülálló funkciója.

2. ábra|Az IL-1-termelő TH17 sejtek gyulladáskeltőek

3. ábra|A T-sejtek IL-1-termelése a TH17-sejtek sorsára korlátozódik

A calpain előfeltétele a TH17 sejtek IL-1 szekréciójának

Az IL-1 szekréció mechanizmusának feltárása érdekében a TH17 sejteket fehérjeexport gátló brefeldin A-val (BFA) kezeltük, és azt találtuk, hogy az IL-1 szekréciója nincs hatással, ellentétben a hagyományos citokinekével, pl. mint IL-17A (bővített adatok, 5a–c. ábra). Ez alátámasztja a T-sejtek IL-1 szekréciójának nem hagyományos ER–Golgi-független útvonalát, és összhangban van a veleszületett sejttípusokról szóló korábbi jelentésekkel21,22. Egy egyedülálló tulajdonság, amelyet korábban az IL-1-hoz rendeltek, az egyidejű lokalizációja a citoplazmában és a plazmamembránban23. Azt találtuk azonban, hogy a TH17 sejtek, ellentétben a monocitákkal, nem mutattak membránhoz kötött IL-1-t (kiterjesztett adatok, 5d. ábra). Bár a pro-IL-1 hasítása szükséges a bioaktív extracelluláris IL-1 előállításához, az IL-1 sejthalálkor passzívan szabadul fel, és az IL-hez való kötődés után kifejti bioaktív potenciálját. {19}}RI hasítatlan vagy hasított formában24. Annak megállapítására, hogy a pro-IL-1 átesik-e intracelluláris feldolgozáson a humán T-sejtek általi szabályozott felszabadulás érdekében, értékeltük az IL-1 teljes hosszúságú és érett formáit az aktivált TH17 sejtek felülúszójában. Annak érdekében, hogy kizárjunk minden szennyező monocitát, mint a szekretált IL-1 potenciális forrását, TH17 sejtklónokat hoztunk létre 2 hét alatt, és anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel újrastimuláltuk őket további 5 napig az immunblot vizsgálat előtt. Mind a hat tesztelt TH17 sejtklónban az IL-1 hasított formájának preferenciális feldúsulását találtuk a tenyészet felülúszójában (4a. ábra). Ezzel szemben a TH17 sejtlizátumok a nem hasított pro-IL-1 forma preferenciális feldúsulását mutatták, amint az várható volt (kiegészítő 5a. ábra). Ezek az eredmények kizárják a pro-IL-1 passzív felszabadulását a sejtnekrózis során, mint az alapértelmezett IL-1 kilépési módot a T-sejtekben, és ehelyett azt sugallják, hogy a humán TH17 sejteknek rendelkezniük kell a pro-IL{{ molekuláris gépezetével. 46}} hasítással, hogy lehetővé tegye ennek a potens bioaktív molekulának az életképes T-sejtek általi szabályozott extracelluláris felszabadulását, ellentétben a veleszületett sejtekkel (kiegészítő 5b. ábra). Ez azonban nem zárja ki a T-sejt-nekrózis további hozzájárulását az IL-1 bioaktív pro-formájának felszabadulásához (kiegészítő 5a. ábra). A különböző hasítási helyeken történő Pro-IL{52}} feldolgozást számos proteáz katalizálhatja17,25,26. A kalpain egy kalcium-dependens cisztein-proteáz, amely érett IL-1 p17 fragmentumot26 hozhat létre, amelyet itt azonosítottunk. TH17 sejtekben calpain aktivitást mutattunk ki. Az anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel történő aktiválás hatására nőtt (4b. ábra). A TH17 sejtek IL-1 szekréciója a T-sejtek belső kalpain aktivitásától függött, mivel a farmakológiai kalpaingátlás dózisfüggő módon csökkentette az aktivált TH17 sejtek IL-1 szekrécióját az extracelluláris térbe (4c. ábra). . Ennek megfelelően a kalpain-gátlás a pro-IL-1 intracelluláris felhalmozódását eredményezte (4d. ábra). Az IL-1 szekréció kalpaintól való függésének alátámasztására a calpaint genetikailag is kiütöttük humán TH17 sejtekből klaszterezett, szabályosan interspaced short palindromikus ismétlődések (CRISPR) – Cas9 segítségével. Ez feltárta a CAPN2 szerepét, de nem a CAPN1-nek a humán TH17 sejtek IL{81}} szekréciójában (4e. ábra). Ezzel szemben a monociták LPS-/nigericin-indukált IL-1-szekréciója nem függött a kalpaintól (4f. ábra). Ezek az adatok összhangban voltak a CAPN2 preferenciális expressziójával, de nem a CAPN1 humán T-sejt alcsoportjaiban, ellentétben a dendritikus sejtekkel, amelyek fordított kalpain génexpressziós mintát mutattak (kiegészítő 6. ábra). Az IL-1 szekréció a TH17 sejtekben megnőtt a kalcium intracelluláris felhalmozódása és a szarko-/ER Ca2+ ATPáz thapsigarginnal történő gátlása miatt (4g. ábra), és csökkent az extracelluláris kalcium kelátáció hatására (etilénbisz(oxinitrid)) )tetra-acetát (EGTA) (4h. ábra), amely összhangban van a kalpain kalciumfüggő funkciójával és a TCR-függő IL{100}} szekrécióval26. Ezek az adatok együttesen azt mutatták, hogy a kalcium-dependens proteáz kalpain proteolitikus aktivitása előfeltétele a TCR-aktivált humán TH17 sejtek nem hagyományos IL{103}} szekréciójának.

A TH17 sejtek IL-1 szekrécióját az NLRP3 gyulladásos aktiváció szabályozza

Annak ellenére, hogy a kalpain alapvető szerepet játszik a pro-IL-1 érésében, a hasított IL-1 extracelluláris kilépéséhez vezető mechanizmus ismeretlen maradt, ezért a következővel foglalkozunk. A mieloid sejtek extracelluláris IL-1 felszabadulását korábban összefüggésbe hozták az NLRP3 gyulladásos aktivációjával, a kaszpáz-1 nem enzimatikus aktivitásával és az IL-1 16,27 felszabadulásával. Megvizsgáltuk, hogy a humán TH17 sejtek rendelkeznek-e az NLRP3 gyulladás molekuláris vázával, és találtuk az NLRP3 fehérje expresszióját és az adaptermolekulát, az apoptózishoz kapcsolódó, CARD-ot (ASC) tartalmazó foltszerű fehérjét humán TH17 sejtekben (bővített adatok, 6a. ábra, b). Folyamatos gyulladásos aktivációt figyeltünk meg TCR-aktivált TH17 sejtekben az ASC foltok ImageStream technológia segítségével történő azonosításával (5a, b ábra) 28, 29. Meglepő módon az ASC-foltok megnövekedett gyakorisága egyedülállóan a TH17 sejtalcsoportra korlátozódott (5b. ábra, bal). A TH17 sejtek még az LPS- és ATP-stimulált makrofágok ASC-foltos képződését is megközelítették (5b. ábra, jobbra). Ezzel szemben a TH1 és TH2 cellarészhalmazok háttér ASC-speck szinteket jelenítettek meg (5b. ábra balra). Ezenkívül az ASC-speck és az NLRP3-foltok képződése teljesen megszűnt a specifikus NLRP3 gyulladásgátló, MCC950 jelenlétében, ami alátámasztja a folyamatban lévő NLRP3 gyulladásos aktiváció létezését a TH17 sejtekben (5b. ábra, bal oldali és kiterjesztett adatok 1. ábra). 6c). Az NLRP3 inflammaszóma TH17 sejtek általi szelektív bekapcsolódását tovább támasztotta az NLRP3 transzkriptum erős indukciója a T-sejt stimulációra a TH17 sejtpolarizáló citokinek, IL-1 és TGF- jelenlétében (5c. ábra). Fontos, hogy a TH17 sejtek IL-1 szekrécióját szignifikánsan csökkentette az NLRP3 gyulladás MCC950-nel történő specifikus gátlása (5d. ábra), bizonyítva ezzel az NLRP3 gyulladás kritikus szerepét az IL-1 szekréciójában. humán TH17 sejtek. A kaszpáz-1 a kanonikus effektor fehérje az NLRP3 gyulladásos komplexumban30. Pro-kaszpáz{59}} expressziót figyeltünk meg aktivált humán TH17 sejtekben (5e. ábra). Azonban az LPS-sel és nigericinnel stimulált monocitáknál tapasztalt eredményekkel ellentétben a humán TH17 sejtlizátumokban nem mutattak ki hasított kaszpázt{64}} (5e. ábra). Ezt a megfigyelést megerősítette a kaszpáz-1 FLICA festődés hiánya azokban a TH17 sejtekben, amelyeket IL-1-t elősegítő citokiningerek jelenlétében vagy hiányában stimuláltak (bővített adatok, 7a–e. ábra). Továbbá kizártuk a kaszpáz-1 extracelluláris felszabadulását ELISA-val, miután a TH17 sejteket anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel 5 napig stimuláltuk (5f. ábra). A kaszpáz-1 szekréció még az IL-1 stimulus IL-1 jelenlétében sem volt indukálható, és olyan alacsony maradt, mint a nyugalmi monocitákban (5f. ábra). A kaszpáz-1 farmakológiai gátlása Ac-YVAD-CMK-val nem csökkentette az IL-1 szekréciót IL-1 IL-1 általi IL-1 indukciója jelenlétében vagy hiányában. Inkább enyhén megnövekedett IL-1 szekréciót figyeltünk meg a kaszpáz-1 gátlásakor (kiegészítő 7a, b ábra). Fontos, hogy a TH17 sejtek nem mutattak semmilyen változást az IL-1 szekrécióban a CASP1 expresszió CRISPR–Cas9- tervezett kimerülése miatt (5g. ábra). A bioaktív kaszpáz-1 hiányával összhangban nem észleltünk IL-1 szekréciót a humán TH17 sejtekben. Ez ellentétben állt a monociták esetével, amelyek kaszpáz-függő IL{101}} szekréciót mutattak LPS-sel és ATP-vel végzett stimuláció hatására (kibővített adatok, 7f. ábra). Ezenkívül nem volt kimutatható vagy indukálható intracelluláris IL{103}} IL{{104}polarizáló citokinekkel TH17 sejtekben vagy TH17 sejtklónokban, illetve aktivált TH17 sejtekben scRNS-seq analízissel (bővített adatok, 7g,h ábra, én). Ez ellentétben állt a monocitákra vonatkozó megállapításokkal, amelyek egysejt szinten együtt expresszálták az IL-t és az IL-t citokinek (bővített adatok, 7g. ábra)16,27. Ezek az adatok összesítve azt mutatják, hogy a humán TH17 sejtek a kaszpáztól-1 és az IL-1-tól függetlenül termelnek IL{118}}-t, ellentétben a monocitákkal és feltehetően más veleszületett immunsejtekkel, annak ellenére, hogy az NLRP3 gyulladás egyértelműen érintett.

cistanche tubulosa – erősíti az immunrendszert

Kattintson ide a Cistanche Enhance Immunity termékek megtekintéséhez

【Kérjen többet】 E-mail:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Az IL-1a a GSDME pórusokon keresztül lép ki a TH17 sejtekből

A gasderminok a közelmúltban azonosított pórusképző effektormolekulák családjába tartoznak, amelyek lehetővé teszik a gyulladásos mediátorok felszabadulását31. Transzkriptomanalízisünk kimutatta a GSDME expresszió szelektív fokozódását a proinflammatorikus IL-1 -stimulált TH17 sejtalcsoportban, de a gasztrincsalád egyetlen más tagjában sem (6a. ábra). Ez meglepő volt, tekintve, hogy a GSDME expresszióját korábban soha nem jelentettek primer T-sejtekben. Ezzel szemben a GSDMD-t, amelyről ismert, hogy az NLRP3 gyulladás szabályozza, és amely a kaszpáz-1 célpontja (31. hivatkozás), nem volt szabályozva, ami alátámasztja a nem kanonikus NLRP3 gyulladásos jelátvitel gondolatát. Korábban kimutatták, hogy a GSDME membránpórusokat képez a veleszületett immunsejtekben, amelyek csatornaként szolgálhatnak az alarminok extracelluláris felszabadulásához, és a GSDMD32-hez hasonlóan piroptotikus sejthalált indítanak el. A GSDME és a TH17 sejtalcsoport közötti kapcsolat tesztelésére megvizsgáltuk, hogy a TH17 sejtpolarizáló citokinek együttszabályozzák-e a GSDME-t. Csak a TGF- és az IL-1 (TH17) kombinációja, de az IL-12 (TH1) vagy IL-4 (TH2) nem növelte a GSDME transzkriptum szintjét a reverz transzkripcióval – kvantitatív módon értékelve. PCR (RT–qPCR) (6b. ábra). Ezt alátámasztotta a TH17 sejthez kapcsolódó ROR- és BATF (alap leucin cipzáros transzkripciós faktor, ATF-szerű) kötőhelyek létezése a GSDME promóter régióiban (bővített adatok, 8a, b ábra)33. Ezzel szemben a GSDMD expresszióját nem szabályozták a T-sejt-polarizáló citokinek (8. kiegészítő ábra). Ez az eredmény arra késztetett bennünket, hogy értékeljük a GSDME expresszióját fehérje szinten humán TH17 sejtekben. A GSDME pro-forma indukálható volt TCR aktiválással. A GSDME fehérje indukciója erre az adaptív immunszignálra válaszul váratlan volt, de ezt tovább támasztja a TCR jelátvitelre reagáló transzkripciós faktorok feltételezett kötőhelyei, mint például az NFAT, FOS, JUN és RELA a GSDME promóter régiókban (bővített adatok, 8a. ábra). ,b). A GSDME már 24 órával a poliklonális stimuláció után expresszálódott. A hasított N-terminális pórusképző GSDME késői időpontokban volt kimutatható, 3-4 nappal a TH17 sejtek TCR-stimulációja után (6c. ábra). A teljes hosszúságú GSDMD-t egyidejűleg indukálták a T-sejt aktiválással. Ezzel szemben a kaszpáz-1 és az IL-1 szekréció hiánya alapján nem figyeltek meg GSDMD hasítást, így a GSDMD szerepe a TH17 sejtekben nyitva maradt további elemzésre (6c. ábra). Következő célunk volt annak feltárása, hogy a GSDME pórusok csatornaként szolgálnak-e az IL-1 extracelluláris felszabadulásához a TH17 sejtekben. Ezért kiütöttük a GSDME-t a CRISPR–Cas9 technológiával, és ELISA-val követtük az IL-1 felszabadulását a felülúszóban. A GSDME hiánya, de a GSDMD nem, szignifikánsan gátolta az IL-1 felszabadulását a TH17 sejtek által (6d. ábra). Ez egyértelműen bizonyítja, hogy a GSDME pórusok kialakulása a humán TH17 sejtek nem hagyományos IL{52}} felszabadulási mechanizmusaként szolgál.

4. ábra|A kalpain előfeltétele a hasított IL-1 emberi TH17 sejtek általi felszabadulásának

5. ábra|A nem hagyományos NLRP3 gyulladásos aktiválás szabályozza a humán TH17 sejtek IL-1 termelését

A kaszpáz{0}}/3 GSDME hasítási kaszkád lehetővé teszi az NLRP3-függő IL-1 szekréciót

Ezt követően megvizsgáltuk a mechanikus áthallás lehetőségét az NLRP3 gyulladásos aktivációja és a GSDME hasítása között humán TH17 sejtekben. A kaszpáz-3 a közelmúltban kimutatták, hogy hasítja a GSDME-t, ami viszont az NLRP3 gyulladásos interaktor kaszpáz-8 célpontja (34., 35. hivatkozás). Valójában mind a pro-kaszpáz-8, mind a pro-kaszpáz-3 kimutatható volt a TH17 sejtekben. Azt találtuk, hogy mindkét kaszpáz hasítása TCR-stimuláció hatására történt, és megelőzte a GSDME-hasítást (6e. ábra). Ezzel szemben a nigericin- és LPS-stimulált monocitákban a kaszpáz-8 és a kaszpáz-3 hasított terméke nem volt kimutatható (6e. ábra). Annak megállapítására, hogy ezek a kaszpázok ok-okozati szerepet játszanak a GSDME hasításában és az IL-1 T-sejtek általi szekréciójában, farmakológiailag blokkoltuk a kaszpáz-3 vagy kaszpáz-8 aktivitását a Z-DEVD inhibitorral. -FMK vagy Z-IETD-FMK. A kaszpáz-8 aktivitásának Z-IETD-FMK-val történő gátlása megszüntette a downstream cél kaszpáz-3 hasítását, összhangban a más sejttípusokról szóló korábbi jelentésekkel36. Mindkét kezelés csökkentette a GSDME hasítását, miközben megszüntette az IL-1 szekréciót is (6f–i. ábra és kiterjesztett adatok, 9a,b. ábra). Ehelyett a kaszpáz-1 gátlása nem befolyásolta a kaszpáz-3 vagy a GSDME hasítását (9. kiegészítő ábra). Ezek az adatok egyértelműen bizonyították, hogy a kaszpáz-8–kaszpáz-3–GSDME tengely működött a humán TH17 sejtekben a TCR aktiválásakor, és szabályozta az IL-1 szekréciót ezekben a sejtekben. A proteolitikus hasítási kaszkád és az NLRP3 gyulladás közötti kapcsolat végleges megállapítása érdekében MCC950-et alkalmaztunk a stimulált TH17 sejtekre, amelyek valóban jelentősen csökkentették a kaszpáz-3 és a GSDME hasítását az 5. napon (6f, g ábra). és kiterjesztett adatok 9c. ábra). A kaszpáz-8 hasításának csökkenése azonban kevésbé volt kifejezett az analízis azonos időpontjában, ami összhangban volt a korábbi aktiválási időablakkal (6e, f ábra). Összefoglalva, az egyes molekuláris játékosok célzott gátlása létrehozta az NLRP3 gyulladásos-kaszpáz-8-kaszpáz-8-GSDME-kaszkádot, mint a bioaktív IL-1 humán általi extracelluláris felszabadulásának proteolitikus útvonalát. TH17 sejtek.

6. ábra|Az NLRP3–casp8/3 hasítási kaszkád GSDME pórusokhoz vezet az IL-1 felszabadulásához

A TH17 sejtek a GSDME pórusok ellenére ellenállóak a piroptózissal szemben

A gasdermin pórusképződését korábban piroptotikus sejthalálhoz hozták összefüggésbe számos sejttípusban13, 14, 37. A hasított pórusképző N-GSDME egység expresszióját a plazmamembránban találtuk, de a citoszolban nem, ami támogatta a GSDME pórusképző funkcióját T-sejtekben (7a. ábra). Meglepő módon a GSDME-ép és a CRISPR-Cas9 gén által szerkesztett, GSDME-hiányos tömeges humán TH17 sejtek GSEA-val végzett transzkriptomikus összehasonlítása kizárta a sejthalál különböző formáiban mutatkozó különbségeket; azonban különösen feltárta, hogy a GSDME-hiányos TH17 sejtekben az érintett folyamatok és útvonalak főként a transzmembrán transzportot szabályozó génekhez kapcsolódnak, összhangban az N-GSDME által alkotott pórusképző vezetékekkel (7b. ábra és kiegészítő 10. ábra). . A jelenlétre szelektált egyedi TH17-sejtek egysejtű transzkriptomikus összehasonlítása a GSDME-expresszió hiányával szemben a GSDME-t expresszáló TH17-sejtek életképességét a proliferációhoz szükséges génkészlet-dúsítás révén támogatta (7c. ábra). Végül validáltuk a humán GSDME-t expresszáló TH17 sejtek piroptózissal szembeni ellenálló képességét azáltal, hogy kimutattuk, hogy nincs különbség a laktát-dehidrogenáz (LDH) felszabadulásában a CRISPR–Cas9 gén által szerkesztett, GSDME-hiányos és GSDME-intakt TH17 sejtek között TCR-stimuláció hatására (1. 7d). Ezután összehasonlítottuk az IL-1 + és az IL-1 – TH17 sejteket életképességük és proliferációs potenciáljuk tekintetében, mivel a TH17 sejtek nem mutattak semmilyen IL-1 felszíni expressziót, ellentétben az IL{{36} }}más sejtvonalak sejtjeit, például monocitákat termelő (bővített adatok, 5d. ábra). Az IL-1 + és az IL-1 – TH17 sejtek összehasonlítása szükségessé tette egy házi készítésű IL-1 -szekréciós vizsgálat létrehozását, amely lehetővé tette az IL-1 + -életképes TH17 sejtek izolálását a szekretált sejtek befogásával. autokrin IL-1 a sejtfelszínre forbol-12-mirisztát-13-acetát (PMA) és ionomicin stimuláció után. Nem figyeltek meg különbséget azon TH17 sejtek klónozási hatékonyságában, amelyeket a felszíni IL-1 jelenlétére vagy hiányára történő válogatás után egyedi sejtként helyeztek el (kiegészítő 11. ábra). Ez a megállapítás kizárta az IL-1 + és az IL-1 – TH17 sejtek életképességében és expanziójában mutatkozó különbségeket egysejtszinten. Tovább klónoztuk azokat a TH17 klónokat, amelyeket szkríneltünk a különböző mértékű intracelluláris IL{55}} expresszió alapján, és nyomon követtük a klónozási hatékonyságukat. Ha a GSDME-képes IL{57}} felszabadulás piroptotikus sejthalálhoz kapcsolódik, akkor a T-sejt klónokban az IL-1 expressziója és a klónok növekedésének gyakorisága az egyéni újraklónozás során (klónozási hatékonyság) között fordított összefüggés mutatható ki. várható. A T-sejt újraklónozási hatékonysága azonban független volt a TH17 sejtklónok IL-1 expressziós szintjétől, és ehelyett hasonló volt a kontroll T-sejt klónokéhoz, amelyeket az IFN-expressziós szintjei alapján szelektáltak, az IFN hiányában. IL-1 koexpresszió (7e. ábra). Fontos, hogy az IL-1 + TH17 sejtklónok az ismétlődő TCR újrastimulációs ciklusok során folytatták az IL-1 ismételt expresszióját (7f. ábra). Így a megfelelő klonális T-sejt-populációból származó IL{70}}termelő sejtek sejthalálból eredő elvesztése az újrastimuláció során kizárt. Nevezetesen, ez a megállapítás azt jelzi, hogy a T-sejt citokin memóriája indukálható IL-1 számára van. Transzkriptomikus összehasonlítást végeztünk a tömeges IL-1 + és az IL-1 – TH17 sejtek között, és azt tapasztaltuk, hogy az IL-1 + proliferációs génkészletei még nagyobb mértékben gazdagodtak az IL-1 – TH17 sejtekhez képest. klónok (7g. ábra). Az IL1A+ és az IL1A–TH17 sejtek egysejtes transzkriptomikus összehasonlítása megerősítette a proliferáció transzkriptomikus feldúsulását. Ez a helyzet az IL1A-t expresszáló TH17 sejtekkel és gyulladásos szignatúrákkal dúsított Leiden 1. klaszter és az összes többi klaszter összehasonlításakor is (7.h ábra). IL-1 + A TH17 sejtek magasabb Ki67 expressziót mutattak az áramlási citometrikus analízis szerint, mint az IL-1 – megfelelői 5 napos poliklonális stimuláció után (7i. ábra), ami ismét alátámasztja azt az elképzelést, hogy a humán TH17 sejtekben az IL{ A {96}} kilépés nem társul sejthalálhoz, ellentétben a veleszületett sejtekkel. Összességében ezek az adatok kizárják az IL-1-termelés és a (piroptotikus) sejthalál közötti összefüggést még egysejtszinten is, és azt mutatják, hogy a humán T-sejtek rendelkeznek citokinmemóriával az IL-1-termeléshez ismétlődő TCR-restimuláció esetén. .

A T-sejtből származó IL-1 hozzájárul a gazdaszervezet gombaellenes védelméhez

Megállapításunk, miszerint a humán TH17 sejtek a veleszületett veszélyjelet IL-1 termelik, és a veleszületett jelátviteli gépezetet az extracelluláris felszabadulás érdekében újrahasznosítják, elmossák az adaptív és a veleszületett immunválaszok közötti különbséget, és így kiterjesztik a T-sejtek általános funkcionális repertoárját. Az adaptív memóriaválaszokra továbbra is jellemző kritikus jellemző a TCR által felruházott antigénspecifitás. Ezért azt vizsgáltuk, hogy a humán TH17 sejtek IL-1 termelő képessége specifikus antigénspecifitásokra korlátozódik-e. A TH17 sejtekről korábban kimutatták, hogy nagymértékben gazdagok a C. albicans és Staphylococcus aureus antigénekre specifikus sejtekben15. Érdekes, hogy szignifikánsan nagyobb IL-1 expressziót és szekréciót figyeltünk meg a C. albicans-specifikus, mint a S. aureus-specifikus TH17 sejtklónok esetében (8a. ábra). Ezt követően megvizsgáltuk, hogy a S. aureus helyett a C. albicans-t felismerő naiv T-sejteket a rokon antigénjük beindítja-e szelektív IL-1 termelésére. A naiv (CD45RA+ CCR7+ ) TH sejteket hővel inaktivált C. albicans vagy S. aureus antigénekkel pulzált autológ monocitákkal együtt tenyésztettük, vagy poliklonálisan stimuláltuk anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel, majd a 7. napon klónoztuk. allogén tápláló sejtekkel. Minden klónt a 14. napon újrastimuláltunk anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel 5 napig a felülúszó ELISA-vizsgálatához. Meglepő módon azt találtuk, hogy a C. albicans, de nem a S. aureus vagy a poliklonális TCR aktiváció, de novo IL-1 termelést indukált humán differenciáló TH17 sejtekben (8b. ábra). Kombinált ex vivo visszahívási és in vitro priming megközelítésünk tehát megállapítja, hogy az IL-1 termelésének képessége a C. albicansra TCR-specifitású T-sejtekre korlátozódik. Végül megvizsgáltuk, hogy a C. albicans-specifikus TH17-sejtek IL-1-termelő képessége összefüggésben van-e a gombaellenes gazdaszervezet védekezésében játszott fiziológiás szereppel. Ehhez humán monocitákat tenyésztettünk humán TH17 sejtek felülúszójával, miután 5 napig poliklonális újrastimulációt végeztünk anti-CD3 és anti-CD28 monoklonális antitestekkel. Áramlási citometriával megfigyeltük a FITC-vel jelölt C. albicans monociták szignifikánsan megnövekedett fagocitózisát. Fontos, hogy a TH17 sejtfelülúszók által megnövekedett C. albicans fagocitózis IL-1-függő volt, amint azt a C. albicans fagocitózis jelentős megszüntetése mutatta, ha a TH17 sejtfelülúszó IL-1-től mentes volt az immunabszorpció vagy a {CRISPR–Cas után {46}}célzott IL-1 kimerülés a TH17 sejtekben (8c. ábra). Az élő sejtes in vitro képalkotás tovább erősítette a C. albicans monociták általi fokozott felvételét és eliminációját IL{50}}tartalmú TH17 sejtfelülúszó jelenlétében (8d. ábra, videó adatok). Összességében ezek az eredmények erősen azt sugallják, hogy a TH17 sejtek nem csak az IL -17 termelésével tisztítják meg a fertőzéseket, amint azt korábban gondolták38, hanem jelentős mértékben azáltal is, hogy egy egyedülálló TH17 sejtalcsoport képes a fertőzésekre. előállítani IL-1 . Összesítve, azok az eredmények, amelyek a T-sejtekben a GSDME pórusok képződését a proinflammatorikus IL-1 kilépési stratégiájaként azonosítják, valamint a GSDME szabályozását az NLRP3 inflammaszóma–kaszpáz-8–kaszpáz-3 tengelyen, új felfedezést mutatnak A T-sejt-citokin-szekréció módja, amely a TH17-sejtek egy gombaellenes TCR-specifitással rendelkező proinflammatorikus alcsoportjához kapcsolódik. Ez új terápiás célpontokat biztosít a humán TH17 sejtek modulálásához, amelyek fontosak a gombaellenes gazdaszervezet védekezésében, és részt vehetnek a krónikus gyulladásos betegségek patogenezisében is.

cistanche tubulosa – erősíti az immunrendszert

Vita

Összefoglalva, eredményeink egy korábban ismeretlen biológiai útvonalat és citokin szekréciós módot tárnak fel humán T-sejtekben, amely diverzifikálja a T-sejtpopuláció általános funkcionalitását. Azt találtuk, hogy az IL-1 expressziója egyedülállóan a TH17 sejt sorsára korlátozódik, amint azt az IL-17A-val való együttes expressziója, a ROR-t általi szabályozás, a TH17 sejtindító citokinek IL{{ általi indukciója bizonyítja. 6}} és TGF-, valamint TH17 sejthez kapcsolódó kemokin receptor expressziós profilja alapján. Ezek az eredmények összhangban vannak a ROR-t és ROR- kötőhelyek meglétével az IL1Α enhanszer és promóter régiókban, amint azt a jelen tanulmányban leírtuk, valamint a korábban közölt ROR-t-kötő helyekkel az NLRP3 promoter régióban39. Megfigyeltük továbbá, hogy a TH17 sejtindító citokinek növelték az NLRP3 és a GSDME expresszióját. Ennek megfelelően a TH17 sejtsors fő szabályozói, mint például a ROR- és BATF, valamint több TCR-indukálható transzkripciós faktor feltételezett kötőhelyeket mutattak ki a GSDME enhanszer régiókban. A TH17 sejtpolarizáció tehát nemcsak az IL-1 expresszióját, hanem annak extracelluláris kilépését is elősegítette (Bővített adatok 10. ábra, grafikus összefoglaló). Váratlanul azt találtuk, hogy az NLRP3 gyulladás aktív, és a TCR-aktivált TH17 sejtekben IL-1 helyett IL-1 felszabadítására használták. A veleszületett sejtekkel ellentétben a T-sejtek nem a veleszületett veszélyérzékelésre specializálódtak, amelyről ismert, hogy kiváltja az NLRP3 gyulladásos összetevőinek összeállítását. Korábban azonban kimutatták, hogy a citoplazmatikus Ca2+ növekedése megkerüli az NLRP3 gyulladásos aktiválódásának veleszületett veszélyjelzését16,40. Ez összhangban van azzal a megállapításunkkal, hogy a TCR aktiválása, amelyhez kalciumfluxus társul, elengedhetetlen a humán TH17 sejtek IL-1 felszabadulásához. Megfigyeltük, hogy a TH17 sejtek egy alternatív NLRP3 downstream jelátviteli kaszkádot kapcsoltak be a kaszpáz bevonásával-8. Ezt elősegíthette a kaszpáz-1 hasítás hiánya, mivel korábban már kimutatták a kompetitív kaszpáz-1 versus kaszpáz-8 gyulladásos toborzását34,41. Prokaszpázt-1 és hasítatlan GSDMD-t is találtunk humán TH17 sejtekben, de nem volt bizonyíték az NLRP3 gyulladás által szabályozott hasításukra vagy IL-1 termelésére. Prekurzoraik kifejeződése felveti a kérdést, hogy vajon a klasszikus NLRP3 gyulladásos jelátvitel és az IL{53}} felszabadulása is működhet-e humán TH17 sejtekben, ha alternatív, még azonosítandó ingereket alkalmaznak. Ez azt jelenti, hogy a kaszpáz-8- versus kaszpáz-1- függő ellenszabályozó mechanizmusok szabályozhatják a T-sejtek IL-1 és IL-1 termelésének dichotómiáját, megszilárdítva az NLRP3 gyulladás korábban javasolt szerepeit. az IL-1 felszabadulásában humán TH1 sejtekben42 és rágcsáló TH17 sejtekben43. Vizsgálatunk érdekes megfigyelése volt a GSDME expressziójának és hasításának azonosítása T-sejtekben. Ez feltárta, hogy a T-sejtekben a membrán pórusain keresztül nem szokványos citokinszekréció fordulhat elő. A GSDME-hez a közelmúltban hozzárendelt számos funkciót összefüggésbe hozták a piroptózissal és a tumorsejt-halál későbbi fokozásával, valamint a gyulladásos mikrokörnyezet kialakulásával 32,44. Meglepő módon azt találtuk, hogy a GSDME-t expresszáló TH17 sejtek ehelyett megőrzött életképességet és folyamatos proliferációt mutattak ismétlődő TCR-stimuláció esetén, összehasonlítva a GSDME-hiányos T-sejtekkel. Ugyanazokat az eredményeket figyelték meg az IL-1 + esetében, mint az IL-1 – T-sejtek esetében. Ezek az eredmények váratlanok voltak, tekintve, hogy az IL-1 termelést eddig az öregedés, és így a replikáció leállt vagy elhaló sejtek fémjelének tekintették45. Ez azt az elképzelést ébreszti, hogy az IL-1 veszélyjel egy T-sejt-asszociált citokinmemória része lehet, amely a rokon antigén felismerésekor újra gerjeszthető46. Ezenkívül a GSDME pórusok fiziológiai funkciót is elláthatnak, lehetővé téve a TH17 sejtek számára, hogy az IL{85}} mellett további, még azonosítatlan molekulákat szabadítsanak fel, amelyeket méretük vagy töltésük határoz meg47. Ez összhangban lenne a GSDME-ép vagy CRISPR–Cas{88}}tervezett, GSDME-hiányos TH17 sejtek elfogulatlan transzkriptomikus összehasonlításával, amely feltárta a GSDME több szerepét a transzmembrán transzportban, de nem a sejthalálban. A jövőben még feltárásra vár a mechanizmus, amellyel a GSDME pórusokkal rendelkező T-sejtek életképességét és hosszú távú IL{92}} citokin memóriáját megőrzik. Az IL-1 különböző sejtforrásokból, különösen a veleszületett APC-kből származó elérhetősége felveti a kérdést a T-sejtből származó IL-1 relatív hozzájárulásával kapcsolatban az emberi egészséghez és betegségekhez. Bár az IL-1 + T-sejtek csak egy kis részhalmazt alkotnak a T-sejtvonalon belül, IL-1-termelő képességük mennyiségileg összehasonlítható az LPS-stimulált monocitákéval, ami alátámasztja azt az új elképzelést, hogy a T-sejtek szolgálhatnak. mint a gyulladásos IL releváns forrása-1. A transzkriptomikai és funkcionális elemzésekből származó eredményeink azt mutatják, hogy az IL{100}} összefüggésbe hozható a TH17 sejtek proinflammatorikus sorsával. A humán TH17 sejtek IL{102}} alpopulációja fokozott gyulladásos patogenitást és krónikus gyulladásos betegségekkel való összefüggést mutatott. Az IL{104}} szignifikánsan megnövekedett expressziója a JIA-ban szenvedő betegek TH17 sejtjeinek keringése által, és ezek bőséges lokalizációja a gyulladt ízületi folyadékban alátámasztja a TH17 sejtek IL-1 + alcsoportjának ezt a patogén potenciálját. Az IL-1 -termelő TH17 sejtek és a JIA patogenezise közötti szigorú ok-okozati összefüggést még meg kell állapítani, és az IL-1 + TH17 sejtek relatív hatását a jövőbeli klinikai vizsgálatok során validálni kell. Megdöbbentő megfigyelés volt, hogy a T-sejtek IL{112}}-termelése szorosan kapcsolódik a TCR-specifikusságukhoz. Bár a veleszületett sejtforrások IL-1 termelését nem specifikus stressz-ingerek váltják ki16, azt találtuk, hogy a humán TH17 sejtek IL-1 termelése összefüggésbe hozható a C. albicans TCR-specifitásával. Ehelyett a S. aureus-specifikus TH17 sejtek jelentősen csökkentették az IL{120}} termelést. Ezek az eredmények összhangban vannak az IL{121}} eltérő követelményével a C. albicans-, de nem a S. aureus-specifikus TH17-sejtek létrehozásához, ahogyan azt korábban közöltük4, és ennek megfelelően az IL kritikus szerepével{126} } az IL{127}} kifejezés indukciójához, amint azt itt közöljük. Ezenkívül azt találtuk, hogy az IL{128}} szekréciója a TCR-stimulációtól és a kalciumjelektől függ, hangsúlyozva a szoros összefüggést a TCR-en keresztüli specifikus adaptív immunjelátvitellel. Ismeretes, hogy a TH17 sejtek IL-17 szekréciójuk révén a C. albicans fertőzések megszüntetésének főszereplői, amit a C. albicans dysbiosis példája a genetikai vagy terápiás IL-17 hiányosságok esetén38. Azt találtuk, hogy a TH17 sejttermék, az IL-1 részt vesz a C. albicans kiürülésében, mivel hiánya a TH17 sejtfelülúszóban jelentősen csökkentette a C. albicans monociták általi fagocitózisát. Ez arra utal, hogy a gombaellenes TH17 sejt effektor funkciói nemcsak az IL-17A/F-en keresztül fejtik ki hatásukat, amint azt korábban javasoltuk, hanem az IL-1-on keresztül is, TCR-specifikus módon. Ezért a jövőben meg kell vizsgálni, hogy a TH17-sejtek IL{140}}-termeléséhez vezető molekuláris útvonal rendellenes szabályozása hajlamosíthat-e a gazdaszervezet gombaellenes védekezésének károsodására. Eredményeink összességében megnyitják az utat az IL{142}}TH17-et termelő sejtek különféle gyulladásos betegségekben és a gombaellenes gazdaszervezet védekezésében játszott szerepének szisztematikus vizsgálatához. A TCR–NLRP3 gyulladásos–kaszpáz-8–kaszpáz-3–GSDME tengely nemcsak a TH-sejtekben a korábban figyelmen kívül hagyott immunjelátviteli és sorsutasítási módot képviseli, hanem molekuláris célpontokat is biztosít a patogén TH17 sejt megzavarásához. identitást, vagy hasznosítani a gazdaszervezet védelmére.

7. ábra|A TH17 sejtek a GSDME plazmamembrán pórusai ellenére ellenállóak a piroptózissal szemben.

8. ábra|A TCR-specifitás szabályozza az IL-1 termelését, hozzájárulva a C. albicans kiürüléséhez

Hivatkozások

1. Ivanov, II et al. A RORgammat árva magreceptor irányítja a proinflammatorikus IL-17+ T helper sejtek differenciálódási programját. Cell 126, 1121–1133 (2006).

2. Zwicky, P., Unger, S. & Becher, B. Interleukin-17 célzása krónikus gyulladásos betegségben: klinikai szempont. J. Exp. Med. 217, e20191123 (2020).

3. Stockinger, B. & Omenetti, S. A T helper 17 sejtek dichotóm jellege. Nat. Rev. Immunol. 17, 535–544 (2017).

4. Zielinski, CE et al. A kórokozók által kiváltott humán TH17 sejtek IFN-gamma-t vagy IL-10-t termelnek, és IL-1béta szabályozza őket. Nature 484, 514–518 (2012).

5. Ghoreschi, K. et al. Patogén TH17 sejtek generálása TGF-béta jelátvitel hiányában. Nature 467, 967–971 (2010).

6. Noster, R. et al. A proinflammatorikus versus gyulladásgátló humán TH17 sejtfunkciók diszregulációja az autoinflammatorikus Schnitzler-szindrómában. J. Allergy Clin. Immunol. 138, 1161–1169.e1166 (2016).

7. Aschenbrenner, D. et al. Immunregulációs és szöveti rezidens program, amelyet c-MAF modulál humán TH17 sejtekben. Nat. Immunol. 19, 1126–1136 (2018).

8. Wu, C. et al. Patogén TH17 sejtek indukálása indukálható sóérzékelő kináz SGK1 segítségével. Nature 496, 513–517 (2013).

9. Matthias, J. et al. A só gyulladásgátló Th17 sejteket hoz létre, de felerősíti a patogenitást a proinflammatorikus citokin mikrokörnyezetben. J. Clin. Invest. 130, 4587–4600 (2020).

10. Cavalli, G. et al. Interleukin 1alfa: átfogó áttekintés az IL-1alfa szerepéről az autoimmun és gyulladásos betegségek patogenezisében és kezelésében. Autoimmun. Rev. 20, 102763 (2021).

11. Acosta-Rodriguez, EV, Napolitani, G., Lanzavecchia, A. & Sallusto, F. Interleukins 1béta és 6, de nem transzformáló növekedési faktor-béta nélkülözhetetlenek az interleukin 17-termelő humán T helper sejtek differenciálódásához . Nat. Immunol. 8, 942–949 (2007).

12. Latz, E., Xiao, TS & Stutz, A. A gyulladások aktiválása és szabályozása. Nat. Rev. Immunol. 13, 397–411 (2013).

13. Shi, J. et al. A GSDMD gyulladásos kaszpázokkal történő hasítása meghatározza a piroptotikus sejthalált. Nature 526, 660–665 (2015).

14. Liu, X. et al. A gyulladás által aktivált dermin D gáz piroptózist okoz azáltal, hogy membránpórusokat képez. Nature 535, 153–158 (2016).

15. Acosta-Rodriguez, EV et al. Humán interleukin 17-termelő T helper memóriasejtek felszíni fenotípusa és antigénspecifitása. Nat. Immunol. 8, 639–646 (2007).

16. Gross, O. et al. A gyulladásos aktivátorok különböző útvonalakon indukálják az interleukin- 1alfa szekréciót, és eltérő követelményeket támasztanak a kaszpáz-1 proteáz funkciójával szemben. Immunity 36, 388–400 (2012).

17. Malik, A. & Kanneganti, TD Az IL-1alfa funkciója és szabályozása gyulladásos betegségekben és rákban. Immunol. Rev. 281, 124–137 (2018).

18. Cimaz, R. Szisztémás megjelenésű juvenilis idiopátiás ízületi gyulladás. Autoimmun. Rev. 15, 931–934 (2016).

19. Fong, KY, Boey, ML, Koh, WH & Feng, PH Citokin koncentrációk rheumatoid arthritises betegek ízületi folyadékában és plazmájában: összefüggés a csonteróziókkal. Clin. Exp. Rheumatol. 12, 55–58 (1994).

20. Eyerich, S. & Zielinski, CE Th-sejt alcsoportok meghatározása klasszikus és szövetspecifikus módon: példák a bőrből. Eur. J. Immunol. 44, 3475–3483 (2014).

21. Monteleone, M., Stow, JL és Schroder, K. Az IL-1 család citokinek nem hagyományos szekréciójának mechanizmusai. Cytokin 74, 213-218 (2015).

22. Keller, M., Ruegg, A., Werner, S. & Beer, HD Az aktív kaszpáz-1 a nem szokványos fehérjekiválasztás szabályozója. Cell 132, 818–831 (2008).

23. Kurt-Jones, EA, Beller, DI, Mizel, SB és Unanue, ER Membránhoz kapcsolódó interleukin 1 azonosítása makrofágokban. Proc. Natl Acad. Sci. USA 82, 1204–1208 (1985).

24. Mosley, B. et al. Az interleukin-1 receptor megköti az emberi interleukin-1 alfa-prekurzort, de nem kötődik az interleukin-1 béta-prekurzorához. J. Biol. Chem. 262, 2941–2944 (1987).

25. Carruth, LM, Demczuk, S. & Mizel, SB. Kalpainszerű proteáz részvétele az egér interleukin 1alfa prekurzor feldolgozásában. J. Biol. Chem. 266, 12162–12167 (1991).

26. Kobayashi, Y. et al. A kalcium által aktivált semleges proteáz azonosítása a humán interleukin 1 alfa feldolgozó enzimjeként. Proc. Natl Acad. Sci. USA 87, 5548–5552 (1990).

27. Fettelschoss, A. et al. Gyulladásos aktiválás és IL-1béta cél IL-1alfa a szekrécióhoz, szemben a felszíni expresszióval. Proc. Natl Acad. Sci. USA 108, 18055–18060 (2011).

28. Franklin, BS, Latz, E. & Schmidt, FI Az ASC-szemcsék intra- és extracelluláris funkciói. Immunol. Rev. 281, 74–87 (2018).

29. Nagar, A., DeMarco, RA & Harton, JA Gyulladásos és kaszpáz-1 aktivitás jellemzése és értékelése: képalkotó áramlási citométer alapú gyulladásos foltok és kaszpáz-1 aktiváció kimutatása és értékelése. J. Immunol. 202, 1003–1015 (2019).

30. Rathinam, VA & Fitzgerald, KA Gyulladásos komplexek: kialakuló mechanizmusok és effektor funkciók. Cell 165, 792–800 (2016).

31. Broz, P., Pelegrin, P. & Shao, F. A mastermind egy fehérjecsalád, amely sejthalált és gyulladást hajt végre. Nat. Rev. Immunol. 20, 143–157 (2020).

32. Zhang, Z. et al. A Gasdermin E gátolja a daganat növekedését azáltal, hogy aktiválja a daganatellenes immunitást. Nature 579, 415–420 (2020).

33. Schraml, BU et al. Az AP-1 transzkripciós faktor BATF szabályozza a TH17 differenciálást. Nature 460, 405–409 (2009).

34. Antonopoulos, C. et al. A kaszpáz-8 az NLRP3 gyulladásos jelátvitel effektora és szabályozója. J. Biol. Chem. 290, 20167–20184 (2015).

35. Vajjhala, PR et al. Az ASC gyulladásos adapter prokaszpáz-8 halált okozó efector tartomány filamentumokat indukál. J. Biol. Chem. 290, 29217–29230 (2015).

36. Stennicke, HR et al. A pro-kaszpáz-3 a kaszpáz-8 fő fiziológiai célpontja. J. Biol. Chem. 273, 27084–27090 (1998).

37. Deng, W. et al. A Streptococcus pirogén exotoxin B hasítja a GSDMA-t és piroptózist vált ki. Nature 602, 496–502 (2022).

38. Puel, A. et al. Krónikus mucocutan candidiasis emberekben az interleukin-17 immunitás veleszületett hibájával. Science 332, 65–68 (2011).

39. Billon, C., Murray, MH, Avdagic, A. & Burris, TP A RORgamma szabályozza az NLRP3 gyulladást. J. Biol. Chem. 294, 10–19 (2019).

40. Lee, GS et al. A kalciumérzékelő receptor szabályozza az NLRP3 gyulladást a Ca2+-on és a cAMP-n keresztül. Nature 492, 123–127 (2012).

41. Gao, Y. et al. A transzkripciós profilalkotás a kaszpázt-1 a Th17-differenciálódás T-sejt-belső szabályozójaként azonosítja. J. Exp. Med. 217, e20190476 (2020).

42. Arbore, G. et al. A T helper 1 immunitás komplement-vezérelt NLRP3 gyulladásos aktivitást igényel CD4+ T-sejtekben. Science 352, aad1210 (2016).

43. Martin, BN et al. A T-sejt-intrinsic ASC kritikusan elősegíti a TH17-mediált kísérleti autoimmun encephalomyelitist. Nat. Immunol. 17, 583–592 (2016).

44. Wang, Y. et al. A kemoterápiás gyógyszerek piroptózist indukálnak az elme kaszpáz-3 hasításán keresztül. Nature 547, 99–103 (2017).

45. Wiggins, KA et al. A nem kanonikus gyulladásos gyulladásos kaszpázok által az IL-1 hasítása szabályozza az öregedéssel összefüggő szekréciós fenotípust. Aging Cell 18, e12946–e12946 (2019).

46. ​​Helmstetter, C. et al. Az egyes T helper sejtek kvantitatív citokin memóriával rendelkeznek. Immunity 42, 108–122 (2015).

47. Xia, S. et al. A Gasdermin D pórusszerkezete az érett interleukin-1 preferenciális felszabadulását mutatja. Nature 593, 607–611 (2021).