IL-21通过 SENP1调控 NK细胞生物学特性

作者:李宇翔;徐芹芹;孙慧燕;魏静;张晓艳;贾庆华;肖凤君;王立生; 刊名:军事医学 上传者:邓正栋

【摘要】目的 探讨IL-21对小泛素相关修饰蛋白特异性蛋白酶1(SENP1)表达的影响及其对NK细胞生物学特性的调控作用.方法 以NK92细胞系为模型,采用慢病毒介导的Senp1基因干涉策略,抑制NK92细胞SENP1的表达.实时荧光定量PCR和Western印迹检测SENP1表达水平;利用CCK-8细胞增殖检测试剂盒测定细胞增殖活性;Annexin Ⅴ-APC/PI标记检测细胞凋亡.将K562细胞与NK92细胞共培养,荧光素酶报告基因方法检测NK92细胞的杀伤活性.结果 IL-21处理上调NK92细胞SENP1的表达;慢病毒介导Senp1-shRNA转染显著降低NK92细胞内Senp1 mRNA和蛋白表达水平.Senp1干涉组NK92细胞增殖能力较对照组明显降低.同时,干涉Senp1能促进NK92细胞凋亡,但对NK92细胞杀伤K562活性无显著影响.结论 IL-21上调NK92细胞SENP1的表达;干涉Senp1能抑制NK92细胞增殖,促进细胞凋亡,同时影响穿孔素表达和对肿瘤细胞的杀伤活性.

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自然杀伤细胞(naturalkillercell,NK细胞)是20世纪70年代由RolfKiessling和RonaldHeberman发现的一种机体天然免疫系统的重要效应细胞[1],它无需抗原预先致敏即可识别肿瘤及病毒感染的细胞[2,3]。该细胞主要来源于骨髓CD34+淋巴细胞,分布于血液循环系统及外周各淋巴器官中,约占外周血淋巴细胞总数15%[4]。在淋巴细胞中,NK细胞表型鉴定为CD3-CD56+。活化NK细胞通过释放穿孔素、颗粒酶等直接溶解靶细胞,或介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用[5]。NK细胞的增殖、成熟、存活及杀伤靶细胞活性受众多细胞因子的调节。白细胞介素21(interleukin-21,IL-21)是Parrish-Novak于2000年发现的一种细胞因子[2],主要由活化CD4+细胞产生。IL-21与IL-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-15同属细胞因子家族,它们的受体都通过链(c)传递胞内信号[7]。IL-21受体(IL-21R)同c链形成异质二聚体复合体,介导IL-21信号转导。在无c时,尽管IL-21也能与IL-21R结合,但并不能进行胞内信号转导[8]。IL-21与IL-21R/c结合后主要通过JAKs-STATs通路发挥生物学功能。IL-21R/c复合体是受体酪氨酸激酶,通过配体相互作用募集并磷酸化酪氨酸激酶JAK1和JAK3,进一步激活STAT3、STAT1[9]、STAT5a和STAT5b等转录因子[10]。最终,IL-21通过复杂的信号通路影响靶细胞存活、增殖、分化等生物学特征。除了上述经典的信号通路外,IL-21还通过调控蛋白翻译后修饰影响细胞生物学特性。蛋白翻译后修饰在调控细胞信号转导过程中发挥重要作用。蛋白质翻译后小分子泛素相关修饰蛋白(smallubiquitin-relatedmodifier,SUMO)的类泛素化修饰是一种重要的蛋白质功能的调控机制[11]。SUMO化(sumoylation)修饰过程主要包括SUMO的成熟、激活、缀合、连接和与底物蛋白分离等过程[12],由SUMO修饰所特异的E1、E2和E3酶来催化。去SUMO化(desumoylation)是SUMO修饰的逆反应过程,由6个SUMO化特异性蛋白酶(SUMO-specificproteases,SENP)家族来完成,而SENP1是研究最深入的去SUMO化修饰蛋白酶。SENP1在前列腺癌、多发性骨髓瘤等肿瘤细胞中高表达,其也将成为肿瘤治疗的新靶点[13~17]。但SENP1是否参与免疫细胞信号转导及功能调节并不清楚。本文观察到IL-21能上调NK细胞表达SENP1,SENP1进一步通过影响蛋白SUMO化而调控NK细胞的生物学特性。1材料和方法1.1材料1.1.1细胞系K562-荧光素酶(luciferase)基因(带荧光素酶的K562细胞,K562-luc)及NK92细胞为本实验室保存细胞系。K562-luc细胞用含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基于37、5%CO2饱和湿度的培养箱中培养,取对数生长期细胞用于实验;NK92细胞用含12.5%胎牛血清、12.5%马血清及200U/mlIL-2的MEM培养基于37、5%CO2饱和湿度的培养箱中培养,取对数生长期细胞用于实验。1.1.2主要试剂RPMI-1640、MEM培养基、胎牛血清及马血清(美国Gibco公司),RNA提取试剂TRIzol(美国Invitrogen公司),荧光定量PCR(Q-PCR)试剂盒(日本TaKaRa公司),逆转录试剂盒和蛋白质定量试剂盒(美国Th

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