PKM’nin CD28-ARS2 eksenine dayalı alternatif eklenmesiyle ortaya çıkan CD8+ T hücresi metabolik esnekliği, antitümör bağışıklığını destekler

Arka plan:

Bu çalışma başlangıçta ARS2’nin hematopoez ve T hücresi gelişimindeki rolüne ilişkin önceki gözlemlerimizden kaynaklanmıştır (timopoez; Elahi 2018). T hücreleri timopoez boyunca ilerledikçe, temel gelişim aşamalarından biri, güçlü proliferasyonu sağlayan fonksiyonel bir T hücresi reseptörünü (TCR) eksprese eden T hücrelerinin seçimini içerir. T hücresine özgü bir ARS2 nakavt fare (ARS2) geliştirdiğimizdes/k Lck-Cre), ARS2 kaybının, özellikle timopoezin bu aşamasında hücre ölümünde derin bir artışa yol açtığını bulduk. Bununla birlikte, bu farelerin dalaklarından izole edilen T hücreleri, normal seviyelerde ARS2 ekspresyonu gösterdi; bu, esasen tüm ARS2’yi akla getiriyor.nakavttimositler apoptoz geçirdi ve çevreye ulaşamadı. ARS2’nin mitojenik uyarı üzerine yukarı regüle edildiğini gösteren önceki bulgularımız göz önüne alındığında, bu durum bizi ARS2’nin olgun T hücrelerinde de benzer bir düzenlemeye uğrayıp uğramayacağını merak etmeye yöneltti.

Kamuya açık veriler ARS2 mRNA’sını gösterdi (SRRT) stimülasyonun ardından hem CD4+ hem de CD8+ insan T hücrelerinde arttı ve spesifik olarak tümöre infiltre eden CD8+ T hücrelerinde yükseldi. Bu bulguları doğruladık ve ayrıca ARS2 indüksiyonunun CD28 kostimülasyonuna bağlı olduğunu bulduk. Bu sıralarda, Kelvin Lee’nin laboratuvarıyla ortak laboratuvar toplantımızda çalışmamı sunuyordum ki o, CD28 hücre içi sinyal alanlarında onları işlevsiz hale getiren, zincirleme mutasyonlara sahip birkaç fare çizgisine sahip olduklarını belirtti: membran proksimal YMNM PI3K’nin bağlandığı (Y170F’ye mutasyona uğramış), Grb2 ve Lck (AYAA) veya her ikisi (DKI – çift devre dışı bırakma) ile bağlanan distal PYAP ve ayrıca tam bir CD28 devre dışı bırakma. Bu farelerden T hücrelerini uyardığımızda, PI3K sinyallemesinin ARS2 düzenlemesinden tamamen vazgeçilebilir olduğunu gözlemledik; bunun yerine PYAP motifi gerekliydi. Jonathan Green bu fareleri orijinal olarak geliştirdiğinde, PYAP motifinin in vivo efektör fonksiyonu için gerekli olduğunu buldu ve bu da bizi, Grb2/Lck’in aşağı akışındaki ARS2’nin yukarı regülasyonunun, hücrelerin gen ekspresyonundaki değişiklikleri değişikliklerle koordine etmesi için bir araç sağlayabileceğini tahmin etmemize yol açtı. hücre durumunda (naif fenotipten efektör fenotipe farklılaşma gibi). Hipotezimize uygun olarak ARS2nakavt ve CD28AYAAancak CD28 değilY170F CD8+ T hücreleri, antijene spesifik tümör büyümesini kontrol etme yetenekleri açısından kusurluydu in vivo ve inflamatuar sitokinler (IL-2, TNFa ve IFNy) üretir.

ARS2’nin stimülasyonun ardından T hücresi fonksiyonunu nasıl etkilediğini anlamak için daha sonra WT, ARS2’nin RNA dizisini gerçekleştirdik.nakavtve CD28 mutant T hücreleri. Şaşırtıcı bir şekilde, ARS2 silinmesinin diferansiyel olarak eksprese edilen genler üzerinde nispeten küçük etkileri oldu. Bununla birlikte, CD28 fonksiyonuna ilişkin 1990’larda Craig Thompson ve Carl June tarafından gerçekleştirilen ilk çalışmalardan, CD28’in mRNA stabilitesi gibi RNA biyolojisi üzerinde de önemli etkiler gösterdiğini biliyorduk. Daha yakın zamanlarda, Kristen Lynch ve Arlene Sharpe, T hücresi aktivasyonuna alternatif birleştirmede küresel değişikliklerin eşlik ettiğini ve bunun sırasıyla CD28’e bağımlı bir şekilde meydana geldiğini göstermişlerdi. Bu nedenle PSI-Sigma birleştirme analizi yaptık ve aktivasyondan 3 gün sonra aktivasyonun neden olduğu birleştirme olaylarının ~1/3’ü için ARS2’nin gerekli olduğunu bulduk. CD28-PYAP ve ARS2’ye bağımlı birleştirme uygulanan genler arasında glikolitik enzim piruvat kinazı belirledik (PkmM2 izoformuna birleştirilmiş olan (Pkm2) Etkinleştirildikten sonra. Mekanik olarak ARS2’nin etkileşime girdiğini gösterdik. Pkm mRNA öncesi ve kolaylaştırmak için SRSF3, hnRNPA1 ve PTBP1 birleştirme faktörlerini işe alır Pkm ekleme, böylece ARS2’nin alternatif eklemeyi düzenlediğine dair ilk doğrudan kanıtı sağlar.

PKM, glikolizde son hız sınırlayıcı enzimdir ve ayrıca çekirdekte metabolik olmayan bir ‘ek iş’ fonksiyonuna sahip olduğu öne sürülmüştür, ancak diğer çalışmalar (Hosios 2015, Johnson 2023) PKM2’nin bunu göstermediğini gösterdiği için bu fikir tartışmalı olmaya devam etmektedir. herhangi bir serin/treonin protein kinaz fonksiyonuna sahiptir. İşlevsel olarak PKM2, PKM1’den daha yavaş bir hız sabiti gösterir ve tümörler bağlamında bunun, hızlı çoğalmayı desteklemek için anabolik yolaklara aktarılabilen yukarı akış glikolitik ara maddelerin birikmesine izin verdiği düşünülmektedir. En önemlisi, T hücrelerinde glikolitik akış aynı zamanda efektör sitokin üretimini de düzenler – hücreler glukoz yokluğunda büyüdüğünde GAPDH sitokin mRNA’sına bağlanır (örn. Eğer) ve çeviriyi engeller. Bununla birlikte, glikolitik ara maddelerin birikmesi GAPDH bağlanmasını inhibe eder ve sitokin protein sentezine izin verir. Dolayısıyla, PKM2’nin ve glikoz karbonlarının piruvata akışının azalmasının, yukarı yönde ara maddelerin birikmesine yol açacağı ve IFNy üretimine izin vereceği mantıklıdır. Bununla tutarlı olarak, azaltılmış PKM2:PKM1 (ARS2) oranına sahip hücrelernakavtCD28AYAAve PKM2nakavt) hepsi, eşdeğer sitokin mRNA seviyelerini eksprese etmelerine rağmen, azalmış IFNy ve IL-2 protein üretiminin eşlik ettiği azalmış glikolitik metabolizma sergilemiştir.

Özetle, verilerimiz CD28 kostimülasyonunun aşağı akışındaki ARS2 yukarı regülasyonunun kolaylaştırdığı bir model önermektedir. Pkm alternatif birleştirme. PKM2:PKM1 oranının arttırılması, T hücrelerine metabolik olarak düşman tümör mikro ortamında efektör fonksiyonlarını yerine getirmek için gerekli metabolik esnekliği kazandırır. ARS2’nin efektöre karşı hafıza T hücresi farklılaşmasındaki rolünü değerlendirmek gelecekteki çalışmalar için ilgi çekici olacaktır – bir kader izleme deneyi, efektör amaçlı hücrelerde, hafıza odaklı benzerlerine kıyasla yaklaşık 3 kat daha yüksek ARS2 ekspresyonu gözlemledi (Kakaradov 2017). Bu nedenle ARS2, efektör farklılaşmasını teşvik ederken hafıza T hücresi oluşumunu negatif olarak düzenler mi? Ayrıca farklı CD28 hücre içi alanları immünoterapi sonuçlarına nasıl katkıda bulunur? YMNM-PI3K motifinin PD-1 aracılı fosforilasyon için birincil hedef olduğu gösterilmiştir (Hui 2017, Kamphorst 2017) ve bu alanın aktivasyondan hemen sonra glikoz alımı için gerekli olduğu (Frauwirth 2002) ancak bu alanın anti-tümör bağışıklığı için büyük ölçüde vazgeçilebilir ve aynı zamanda anti-PD-1 tedavisi için PYAP-Grb2/Lck motifinin gerekli olduğunu buldu. Her iki alanın da hem yedekli olmayan hem de örtüşen işlevlerde yer alması mantıklıdır; umarız bu yazıda oluşturulan sıralama veri kümeleri, bir bütün olarak immünoloji camiasına bu soruların bazılarını yanıtlamaya başlamak için bir kaynak görevi görür.

Şekil 1: ARS2’nin anti-tümör bağışıklığını nasıl kolaylaştırdığına dair önerilen model. TCR bağlayıcı antijen artı CD28 kostimülasyonu, ARS2’nin yukarı regülasyonuna neden olur (Srr). ARS2 daha sonra Başlık Bağlama Kompleksi (CBC) ile birleştirme faktörleri arasında alternatif birleştirmeyi kolaylaştırmak için bir iskele görevi görür. Pkm -e Pkm2 PKM1’den daha düşük hız sabiti nedeniyle yukarı akış glikolitik ara maddelerin oluşumunu teşvik ederek inflamatuar sitokin üretimine ve anti-tümör efektör yanıtlarına izin veren izoform.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir