आरएनए एम6 ए रीडर वाईटीएचडीएफ2 एनके सेल एंटीट्यूमर और एंटीवायरल इम्युनिटी भाग 1 को नियंत्रित करता है

परिचय

नेचुरल किलर (एनके) कोशिकाएं प्रमुख जन्मजात लिम्फोइड कोशिकाएं हैं जो एंटीवायरल और एंटीट्यूमर इम्युनिटी में मध्यस्थता करती हैं (स्पिट्स एट अल.,2016)। वे वायरस-संक्रमित और कैंसरग्रस्त कोशिकाओं को उनकी कई सतहों-अभिव्यक्त सक्रिय और निरोधात्मक रिसेप्टर्स के माध्यम से पहचानते हैं और साइटोटॉक्सिक प्रभाव (सन और लैनियर, 2011) के माध्यम से उन्हें मार देते हैं।

प्राकृतिक हत्यारा का प्रतिरक्षा से गहरा संबंध है क्योंकि प्राकृतिक हत्यारा कोशिकाएं प्रतिरक्षा प्रणाली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। प्राकृतिक हत्यारी कोशिकाएं एक प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं जो कैंसर कोशिकाओं और रोगजनकों को तुरंत पहचान सकती हैं और मार सकती हैं। वे सामान्य कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाए बिना असामान्य कोशिकाओं की पहचान कर सकते हैं और उन पर हमला कर सकते हैं।

प्रतिरक्षा शरीर की बीमारी और संक्रमण का विरोध करने की क्षमता है, और यह प्रतिरक्षा प्रणाली के विभिन्न तंत्रों के माध्यम से विदेशी रोगजनकों पर आक्रमण करने से बचाव है। प्राकृतिक हत्यारी कोशिकाएँ सबसे महत्वपूर्ण हथियारों में से एक हैं। वे सीधे रोगजनकों और ट्यूमर कोशिकाओं से लड़ सकते हैं, और यहां तक ​​कि बीमारियों से लड़ने के प्रभाव को बेहतर बनाने के लिए अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं के साथ मिलकर काम कर सकते हैं।

कई बीमारियों की रोकथाम और उपचार के लिए अच्छी प्रतिरक्षा बनाए रखना महत्वपूर्ण है। प्राकृतिक किलर कोशिका गतिविधि और प्रतिरक्षा से संबंधित कुछ कारकों में शामिल हैं:

1. पोषण: अच्छी खान-पान की आदतें और उचित पोषक तत्वों का सेवन प्राकृतिक हत्यारी कोशिकाओं की गतिविधि को बढ़ावा दे सकता है। उदाहरण के लिए, विटामिन सी, ई और फोलिक एसिड जैसे पोषक तत्व प्राकृतिक किलर कोशिकाओं की गतिविधि को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

2. व्यायाम: मध्यम व्यायाम प्रतिरक्षा कार्य और प्राकृतिक हत्यारी कोशिकाओं की संख्या को बढ़ा सकता है, जिससे बेहतर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को बढ़ावा मिलता है।

3. स्वस्थ जीवन शैली: धूम्रपान छोड़ना, शराब को सीमित करना, पर्याप्त नींद लेना, तनाव कम करना और नकारात्मक भावनाओं को खत्म करने से प्रतिरक्षा में सुधार हो सकता है और प्राकृतिक किलर सेल गतिविधि बढ़ सकती है।

संक्षेप में, प्राकृतिक हत्यारी कोशिकाएं प्रतिरक्षा प्रणाली में सबसे महत्वपूर्ण हथियारों में से एक हैं। अच्छी रोग प्रतिरोधक क्षमता शरीर को बीमारी से बचा सकती है। स्वस्थ जीवनशैली अपनाकर, अच्छा पोषण बनाए रखकर और मध्यम व्यायाम करके, आप प्राकृतिक हत्यारी कोशिकाओं की संख्या और गतिविधि बढ़ा सकते हैं, प्रतिरक्षा में सुधार कर सकते हैं और इस प्रकार अपने शरीर के स्वास्थ्य में लगातार सुधार कर सकते हैं। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टैंच डेजर्टिकोला याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टैंच डेजर्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अद्वितीय प्रभाव हैं, जिनमें से एक स्मृति में सुधार करना है। सिस्टैंच डेजर्टिकोला की प्रभावकारिता इसमें मौजूद कई सक्रिय तत्वों से आती है, जिनमें टैनिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड ग्लाइकोसाइड आदि शामिल हैं। ये तत्व विभिन्न मार्गों से मस्तिष्क स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।

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वे साइटोकिन्स का एक अलग सेट भी उत्पन्न कर सकते हैं, जैसे कि आईएफएन-, टीएनएफ-, और आईएल -10, या केमोकाइन, जैसे एमआईपी -1 और - और रेंटेस, जो आगे अनुकूली प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया प्राप्त कर सकते हैं (स्पिट्स) एट अल., 2016)। साथ में, एनके कोशिकाओं की बहुक्रियात्मक गतिविधियां अतिसंवेदनशील लक्ष्यों को खत्म करने और वायरस और कैंसर के खिलाफ सूजन प्रतिक्रियाओं को बढ़ाने में मदद करती हैं।

स्तनधारी एमआरएनए पर सबसे प्रचलित पोस्टट्रांसक्रिप्शनल संशोधन के रूप में, एन 6-मिथाइलएडेनोसिन (एम6ए) संशोधन एक व्यापक नियामक तंत्र के रूप में उभर रहा है जो विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं में जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है (यू एट अल.,2015)।

हालाँकि, m6A मिथाइलेशन कैसे जन्मजात और अनुकूली कोशिका-मध्यस्थ प्रतिरक्षा को नियंत्रित करता है, यह पूरी तरह से समझा जाना बाकी है और इस रिपोर्ट तक, एनके कोशिकाओं में अज्ञात बना हुआ है।

हाल ही में, काइमेरिक एंटीजन रिसेप्टर्स (सीएआर) को एनके कोशिकाओं को संबंधित एंटीजन व्यक्त करने वाले ट्यूमर कोशिकाओं की ओर पुनर्निर्देशित करते हुए दिखाया गया है, जिससे कैंसर से लड़ने के अवसर पैदा होते हैं (चेनेट अल., 2016; चू एट अल., 2014; हान एट अल., 2015; लियू एट) अल., 2020;तांग एट अल., 2018; यिलमाज़ एट अल., 2020)।

इसलिए, एनके कोशिकाओं में एम6ए संशोधन की भूमिका को स्पष्ट रूप से परिभाषित करने से न केवल पोस्टट्रांसक्रिप्शनल जीन विनियमन की एक नवीन और महत्वपूर्ण परत के रूप में आरएनए संशोधनों की हमारी समझ में काफी सुधार होगा जो जन्मजात प्रतिरक्षा कोशिका कार्यों को नियंत्रित करता है, बल्कि हमें एनके सेल प्रभावक कार्य और कैंसर के लिए अस्तित्व को बढ़ाने का एक नया अवसर भी प्रदान कर सकता है। इम्यूनोथेरेपी.

एम6ए मिथाइलट्रांसफेरेज़ ("लेखक," उदाहरण के लिए, एमईटीएल3 और एमईटीटीएल14) और डेमिथाइलिस ("इरेज़र," उदाहरण के लिए, वसा द्रव्यमान और मोटापा-संबंधित प्रोटीन [एफटीओ] और एएलकेबीएच5) एम6ए मिथाइलेशन परिदृश्य को गतिशील रूप से नियंत्रित करते हैं (शी एट अल।, 2019)।

Them6A रीडर प्रोटीन (YTH डोमेन-युक्त परिवार [YTHDF] प्रोटीन YTHDF1, YTHDF2, और YTHDF3 और इंसुलिन-जैसे ग्रोथफैक्टर 2 mRNA-बाइंडिंग [IGF2BP] प्रोटीन IGF2BP1, IGF2BP2, और IGF2BP3) अधिमानतः मिथाइलेटेड आरएनए से जुड़ते हैं और विशिष्ट कार्यों में मध्यस्थता करते हैं, जिनमें शामिल हैं एम6ए-संशोधित एमआरएनए (हुआंग एट अल.,2018; शि एट अल., 2019; वांग एट अल., 2014; वांग एट अल., 2015) की स्थिरता को प्रभावित करने वाले अनुवादक को बढ़ावा देना।

हाल के अध्ययनों से पता चला है कि एम6ए मिथाइलेशन इनएडेप्टिव और जन्मजात प्रतिरक्षा कोशिका-मध्यस्थ प्रतिरक्षा (शुलमैन और स्टर्न-गिनोसर, 2020) में शामिल है। माउस टी कोशिकाओं में m6Awriter प्रोटीन METTL3 का विलोपन IL-7/SOCS/STAT5pathway (Li et al., 2017) को लक्षित करके कोशिका होमियोस्टैसिस और विभेदन को बाधित करता है। METTL3 IL-2/STAT5 सिग्नलिंग (टोंग एट अल.,2018) के माध्यम से T reg सेल दमनात्मक कार्यों को बनाए रखता है।

आरएनए एम6ए मिथाइलेशन प्रारंभिक बी कोशिका विकास में एक आवश्यक भूमिका निभाता है (झेंग एट अल., 2020)। एक हालिया रिपोर्ट से पता चला है कि METTL3-मध्यस्थता mRNA m6A मिथाइलेशन डेंड्राइटिक सेल (DC) सक्रियण को बढ़ावा देता है (वांग एट अल।, 2019ए)।

लाइसोसोमल कैथेप्सिन को एन्कोडिंग करने वाले m6A-संशोधित mRNAs को DCs में YTHDF1 द्वारा पहचाना जा सकता है, जिससे DCs की क्रॉस-प्राइमिंगेबिलिटी को दबाया जा सकता है और एंटीट्यूमर प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को रोका जा सकता है (हान एट अल।, 2019)।

एम6ए संशोधन वायरल संक्रमण के प्रति जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को भी नियंत्रित करते हैं (लियू एट अल., 2019; रुबियो एट अल.,2018; विंकलर एट अल., 2019)। हालाँकि, क्या और कैसे एम 6 संशोधन एनके सेल-मध्यस्थ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्यूमर कोशिकाओं और वायरस को प्रभावित करते हैं, इसकी रिपोर्ट नहीं की गई है। YTHDF2 एक अच्छी तरह से मान्यता प्राप्त एम 6 ए रीडर है जो विशेष रूप से एम 6 ए युक्त आरएनए को पहचानने और बाध्य करने और लक्ष्य प्रतिलेखों के क्षरण को बढ़ावा देने के द्वारा कार्य करता है (वांग) एट अल., 2014).

बायोजीपीएस (वू एट अल., 2013) के डेटाबेस और हमारे प्रारंभिक डेटा के अनुसार, म्यूरिन एनके कोशिकाएं YTHDF2 को उच्च स्तर पर व्यक्त करती हैं, जबकि एनके कोशिकाओं को विनियमित करने में इसकी भूमिका अज्ञात है। इसने हमें कंडीशनल नॉकआउट दृष्टिकोण का उपयोग करके एनके कोशिकाओं में YTHDF2 का अध्ययन करने के लिए प्रेरित किया।

हम दिखाते हैं कि माउसएनके कोशिकाओं में Ythdf2 की कमी से एनके सेल एंटीट्यूमर और एंटीवायरलइम्यूनिटी में काफी कमी आई है। इसके अलावा, YTHDF2 ने एनके सेल होमोस्टैसिस, परिपक्वता और स्थिर अवस्था में अस्तित्व को नियंत्रित किया। इस प्रकार, YTHDF2 या m6Amodifications सामान्य तौर पर NK कोशिकाओं को विनियमित करने में बहुआयामी भूमिका निभाते हैं।

परिणाम

YTHDF2 को म्यूरिन एनके कोशिकाओं में आईएल-15, म्यूरिनसीएमवी संक्रमण और ट्यूमर की प्रगति द्वारा अपग्रेड किया जाता है

एनके कोशिकाओं में एम6ए संशोधनों की भूमिका का अध्ययन करने के लिए, हमने सबसे पहले बायोजीपीएस डेटाबेस (http://biogps.org) का उपयोग करें।

तदनुसार, Ythdf2 mRNA की अभिव्यक्ति अन्य m6A एंजाइमों और पाठकों (छवि 1 ए) के बीच सबसे अधिक थी। दिलचस्प बात यह है कि, हमने पाया कि NK कोशिकाओं में B कोशिकाओं सहित अधिकांश अन्य प्रतिरक्षा कोशिकाओं की तुलना में Ythdf2 की संवैधानिक mRNA और प्रोटीन अभिव्यक्ति उच्च स्तर पर है। , मैक्रोफेज, और डीसी (चित्र 1 बी और चित्र एस1 ए)।

एनके कोशिकाओं को आईएल -15 द्वारा सक्रिय किया जा सकता है, जो एनके सेल होमियोस्टैसिस और अस्तित्व का एक प्रमुख नियामक है (बेकनेल और कैलीगिउरी, 2005)। जीन एक्सप्रेशन ऑम्निबस (GEO) डेटाबेस का लाभ उठाते हुए, हमने पाया कि IL -15 - सक्रिय NK कोशिकाओं में हमारे द्वारा परीक्षण किए गए अन्य m6A एंजाइमों और रीडर्स की तुलना में Ythdf2 का mRNA स्तर अधिक है (चित्र 1 C; परिग्रहण संख्या के तहत GEO से विश्लेषण किया गया है)। जीएसई106138)।

जीईओ डेटा के हमारे विश्लेषण के अनुरूप, हमारे वास्तविक समय मात्रात्मक पीसीआर (क्यूपीसीआर) और इम्युनोब्लॉटिंग से पता चला कि एनके कोशिकाओं के आईएल -15 सक्रियण ने एमआरएनए और प्रोटीन दोनों स्तरों पर Ythdf2 को काफी हद तक बढ़ा दिया है और Ythdf2 में IL में बहुत उच्च अभिव्यक्ति स्तर था। {4}}-हमारे द्वारा परीक्षण किए गए अन्य एम6एएंजाइम और रीडर्स की तुलना में सक्रिय एनके कोशिकाएं (चित्र 1, डी-एफ; और चित्र एस1 बी)।

YTHDF2 के प्रोटीन स्तर को IL -15 ट्रांसजेनिक (Tg) चूहों से प्राप्त NK कोशिकाओं में भी काफी हद तक नियंत्रित किया गया था, जिन्हें हमने पहले WT नियंत्रण (छवि S1 C; फेहनिगर एट अल।, 2001) की तुलना में उत्पन्न किया था। NK कोशिकाएं महत्वपूर्ण हैं वायरल संक्रमण और घातक बीमारियों के खिलाफ मेजबान प्रतिरक्षा के मध्यस्थ (स्पिट्स एट अल., 2016)। इसलिए हमने म्यूरिन सीएमवी (एमसीएमवी) संक्रमण के दौरान एनके कोशिकाओं में YTHDF2 के अभिव्यक्ति पैटर्न का मूल्यांकन किया।

GEO डेटाबेस का उपयोग करते हुए, हमने पाया कि Ythdf2 को दो स्वतंत्र डेटाबेस (चित्र 1 G और चित्र S1 D) में संक्रमण के बाद 1.5 दिन में अपग्रेड किया गया था। एक इम्युनोब्लॉटिंग परख ने पुष्टि की कि एमसीएमवी (छवि एस 1 ई) के संक्रमण के बाद YTHDF2 के प्रोटीन स्तर को भी 1.5 दिन में अपग्रेड किया गया था, यह दर्शाता है कि YTHDF2 एनकेसेल-मध्यस्थ एंटीवायरल प्रतिरक्षा में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है।

वायरल संक्रमण को नियंत्रित करने के अलावा, एनके कोशिकाएं एंटीट्यूमर इम्यूनोसर्विलांस में योगदान करती हैं। फिर हमने ट्यूमर के विकास के दौरान Ythdf2 स्तरों की जांच की। B16F10 मेलेनोमा मेटास्टेसिस मॉडल का उपयोग करके, हमने ट्यूमर के विकास के अंतिम चरण में फेफड़ों में NK कोशिकाओं की कमी पाई (चित्र S1 F), जो कि एक पूर्व रिपोर्ट (कांग एट) के अनुरूप है। अल., 2018).

हमने पाया कि ट्यूमर के विकास के शुरुआती चरण में एनके कोशिकाओं में Ythdf2 का mRNA और प्रोटीन स्तर काफी हद तक नियंत्रित हो गया था (चित्र 1 H और चित्र S1 G)। कुल मिलाकर, इन आंकड़ों से पता चलता है कि YTHDF2 एनके कोशिकाओं में अत्यधिक व्यक्त होता है और वायरल संक्रमण और ट्यूमरजेनेसिस के दौरान अपग्रेड होता है, जिससे हमें यह अनुमान लगता है कि YTHDF2 ट्यूमरजेनेसिस और वायरल संक्रमण के खिलाफ एनके सेल रक्षा को विनियमित करने में भूमिका निभाता है।

YTHDF2 की कमी एनके सेल एंटीट्यूमर प्रतिरक्षा को ख़राब करती है

एनके सेल-मध्यस्थता एंटीट्यूमोरिम्युनिटी में YTHDF2 की भूमिका को परिभाषित करने के लिए, हमने सबसे पहले Ythdf2 फ़्लॉक्स चूहों (छवि S1, H और I) को उत्पन्न किया। इसके बाद हमने Ncr{5}}iCre चूहों (Narni-Mancineli et al.,2011) के साथ Ythdf2fl/fl चूहों को क्रॉस करके NK सेल-विशिष्ट सशर्त नॉकआउट चूहों (इसके बाद Ythdf2ΔNK चूहों के रूप में संदर्भित) उत्पन्न किया। एनके कोशिकाओं में Ythdf2 का विलोपन qपीसीआर और इम्यूनोब्लॉटिंग (छवि S1, J और K) द्वारा सत्यापित किया गया था।

फिर हमने Ythdf2WT और Ythdf2ΔNK चूहों में B16F10 कोशिकाओं के अंतःशिरा इंजेक्शन द्वारा एक मेटास्टेटिक मेलेनोमा मॉडल स्थापित किया। जैसा कि चित्र 2 ए में दिखाया गया है, Ythdf2ΔNK चूहों ने Ythdf2WT चूहों की तुलना में मेटास्टैटिक नोड्यूल का बहुत अधिक बोझ प्रदर्शित किया।

हमने Ythdf2WT चूहों में देखी गई तुलना में Ythdf2ΔNK चूहों के ट्यूमर ऊतकों में घुसपैठ करने वाली NK कोशिकाओं के प्रतिशत और पूर्ण संख्या में महत्वपूर्ण कमी पाई (चित्र 2, B और C)। इस बीच, Ythdf2ΔNK चूहों से घुसपैठ करने वाले NK कोशिकाओं ने Ythdf2WT चूहों (छवि 2, डी-एफ) की तुलना में IFN-, ग्रैनजाइम बी और पेर्फोरिन की अभिव्यक्ति में महत्वपूर्ण कमी देखी।

हालाँकि, CD{0}} T कोशिकाओं और CD{1}} T कोशिकाओं का प्रतिशत और IFN- की उनकी अभिव्यक्ति Ythdf2WT चूहों और Ythdf2ΔNK चूहों (छवि S1, L-O) के बीच तुलनीय थी, जो सुझाव देती है कि NK कोशिकाओं में YTHDF2 ट्यूमर मेटास्टेस को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है।

एनके सेल-मध्यस्थ एंटीट्यूमर प्रतिरक्षा के लिए YTHDF2 की सेल-आंतरिक आवश्यकता की पुष्टि करने के लिए, हमने Ythdf2ΔNK चूहों या Ythdf2WT चूहों से समान संख्या में NK कोशिकाओं को Rag2 -/-Il2rg -/- चूहों में स्थानांतरित कर दिया, जिनमें T, B और NK कोशिकाओं की कमी है। , बी16एफ10ट्यूमर कोशिकाओं के इंजेक्शन से 1 दिन पहले (चित्र 2 जी)। हमने Ythdf2ΔNK NK कोशिकाओं से स्थानांतरित चूहों में Ythdf2WT NK कोशिकाओं से इंजेक्शन वाले चूहों की तुलना में ट्यूमर मेटास्टेस की घटनाओं में काफी वृद्धि देखी है (चित्र 2 जी)।

इसी प्रकार, इस मॉडल में, हमने घुसपैठ करने वाले Ythdf2ΔNK NK कोशिकाओं (चित्र 2, H और I) के प्रतिशत और पूर्ण संख्या में महत्वपूर्ण कमी के साथ-साथ चूहों में IFN-, ग्रैनजाइम बी और पेर्फोरिन की अभिव्यक्ति में भी कमी पाई। हस्तांतरित Ythdf2ΔNK NK कोशिकाओं की तुलना उन कोशिकाओं से की गई जिन्हें Ythdf2WT NK कोशिकाएँ प्राप्त हुईं (चित्र 2, J-L)। ये डेटा एनके सेल एंटीट्यूमर इम्युनिटी के नियमन में YTHDF2 की सेल-आंतरिक भूमिका का संकेत देते हैं।

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