एक्स-लिंक्ड एपिजेनेटिक रेगुलेटर यूटीएक्स एनके सेल-आंतरिक लिंग अंतर को नियंत्रित करता है

वायरल संक्रमण के परिणाम लिंग-पक्षपाती होते हैं, आमतौर पर पुरुष महिलाओं की तुलना में अधिक संवेदनशील होते हैं। विरोधाभासी रूप से, पुरुषों में एंटीवायरल नेचुरल किलर (एनके) कोशिकाओं की संख्या बढ़ गई है। हम प्रदर्शित करते हैं कि जहां नर चूहों में एनके कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि हुई है, वहीं चूहों और मनुष्यों में मादा चूहों की तुलना में उनका प्रभाव कम हो गया है। ये अंतर केवल गोनाडल हार्मोन पर निर्भर नहीं थे, क्योंकि वे गोनाडेक्टोमाइज्ड चूहों में बने रहते थे। Kdm6a (जो प्रोटीन UTX को एनकोड करता है), एक एपिजेनेटिक रेगुलेटर जो X निष्क्रियता से बचता है, पुरुष NK कोशिकाओं में कम था, जबकि महिला चूहों में NK सेल-आंतरिक UTX की कमी से NK सेल संख्या में वृद्धि हुई और प्रभावकारक प्रतिक्रियाएं कम हो गईं। इसके अलावा, एनके सेल-आंतरिक यूटीएक्स की कमी वाले चूहों में माउस साइटोमेगालोवायरस के प्रति बढ़ी हुई घातकता देखी गई। इंटीग्रेटिव मल्टी-ओमिक्स विश्लेषण ने एनके सेल होमियोस्टैसिस और इफ़ेक्टर फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण क्रोमैटिन पहुंच और जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने में यूटीएक्स की महत्वपूर्ण भूमिका का खुलासा किया। सामूहिक रूप से, ये डेटा यूटीएक्स को एनके कोशिकाओं में लिंग अंतर के एक महत्वपूर्ण आणविक निर्धारक के रूप में दर्शाते हैं।

विकासात्मक रूप से संरक्षित लिंग अंतर जन्मजात और अनुकूली प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं1,2 दोनों में मौजूद हैं। जबकि पुरुष ऑटोइम्यूनिटी के प्रति कम संवेदनशील होते हैं, उनमें महिलाओं की तुलना में कम शक्तिशाली एंटीवायरल प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया भी होती है। उदाहरण के लिए, पुरुषों में संक्रमण के बाद मानव साइटोमेगालोवायरस (एचसीएमवी) का बोझ अधिक होता है, जो वायरल खतरों के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि का सुझाव देता है। इसे हाल ही में कोरोनोवायरस रोग 2019 (कोविड -19) महामारी के दौरान भी चित्रित किया गया है, जिसमें गंभीर बीमारी के लिए मजबूत पुरुष पूर्वाग्रह को प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं में लिंग अंतर को प्रतिबिंबित करने के लिए माना गया है। मनुष्यों और चूहों पर किए गए कई अध्ययनों ने हाल ही में पुरुषों बनाम महिलाओं में प्रतिरक्षा कोशिका वितरण और/या कार्य में अंतर की सूचना दी है। हालाँकि, इन अंतरों के आणविक आधार और वे तंत्र जिनके द्वारा ये अंतर रोग के परिणामों को प्रभावित करते हैं, कम समझे जाते हैं। स्तनधारियों में लिंग भेद न केवल भिन्न गोनैडल हार्मोन द्वारा बल्कि लिंग गुणसूत्र खुराक1 द्वारा भी परिभाषित किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक्स-लिंक्ड जीन के सबसेट की अभिव्यक्ति पुरुषों (एक्सवाई)8 की तुलना में महिलाओं (एक्सएक्स) में अधिक होती है। जबकि महिलाएं लिंगों के बीच एक्स-लिंक्ड प्रोटीन अभिव्यक्ति के समान स्तर को बनाए रखने के लिए यादृच्छिक एक्स-क्रोमोसोम निष्क्रियता (एक्ससीआई) से गुजरती हैं, एक्ससीआई अधूरा है, 3-7% एक्स-क्रोमोसोम जीन चूहों में निष्क्रियता से बच जाते हैं और 20-30% चूहों में निष्क्रियता से बच जाते हैं। मनुष्य8,9. जैसे, महिलाओं बनाम पुरुषों में एक्स-लिंक्ड जीन अभिव्यक्ति के अंतर स्तर को न्यूरल ट्यूब दोष10 और ऑटोइम्यून रोग11,12 सहित स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में लिंग अंतर से जोड़ा गया है। प्रकार 1 जन्मजात लिम्फोसाइटों को प्रसारित करने के रूप में, एनके कोशिकाएं हर्पीसवायरस परिवार के सदस्यों13 के खिलाफ रक्षा की प्रारंभिक पंक्ति के रूप में काम करती हैं। एंटीवायरल प्रतिरक्षा में एनके कोशिकाओं का महत्व दोषपूर्ण एनके सेल नंबर या कार्यक्षमता वाले रोगियों में दर्शाया गया है, जो एचसीएमवी और एपस्टीन-बार वायरस 14 जैसे हर्पीसवायरस द्वारा संक्रमण के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। चूहों में, माउस साइटोमेगालोवायरस (एमसीएमवी) और अन्य वायरल संक्रमण15 के नियंत्रण के लिए एनके कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। एनके सेल फ़ंक्शन में आनुवंशिक कमी या एनके सेल संख्या के नुकसान वाले चूहों में एमसीएमवी संक्रमण15-18 के बाद वायरल टाइटर्स और मृत्यु दर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। इस प्रकार, एनके कोशिकाएं चूहों और मनुष्यों दोनों में एंटीवायरल प्रतिरक्षा के लिए महत्वपूर्ण हैं।

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एनके कोशिकाओं के शक्तिशाली एंटीवायरल कार्य को देखते हुए, यह अप्रत्याशित था कि वायरस-अतिसंवेदनशील पुरुष एनके कोशिकाओं की अधिक संख्या प्रदर्शित करते हैं। एनके सेल नंबरों के अलावा, अन्य पहले से अप्राप्य यौन द्विरूपी एनके सेल फीचर वायरल संक्रमण के दौरान लिंग अंतर के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। हम प्रदर्शित करते हैं कि जहां पुरुष एनके कोशिकाएं चूहों में उन्नत सेलुलर फिटनेस प्रदर्शित करती हैं, वहीं वे चूहों और मनुष्यों में प्रभावकारी कार्य में कमी दिखाती हैं। एनके कोशिका संरचना और कार्य में ये लिंग पूर्वाग्रह पूरी तरह से हार्मोनल अंतर के कारण नहीं थे, क्योंकि वे गोनाडेक्टोमाइज्ड चूहों में बने रहे। विभेदक अभिव्यक्ति स्क्रीनिंग के माध्यम से, हमने एक्स-लिंक्ड एपिजेनेटिक रेगुलेटर और ज्ञात एक्ससीआई एस्केपी यूटीएक्स की पहचान की, जो माउस और मानव पुरुष एनके कोशिकाओं दोनों में काफी कम स्तर पर व्यक्त किया गया था। यूटीएक्स ने एनके सेल फिटनेस और इफ़ेक्टर फ़ंक्शन दोनों को खुराक पर निर्भर तरीके से नियंत्रित किया क्योंकि महिला एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स अगुणता एनके सेल संख्या को बढ़ाने के लिए पर्याप्त थी, जबकि साइटोकिन उत्पादन और साइटोटॉक्सिसिटी को ख़राब कर रही थी। महिला यूटीएक्स की कमी वाली एनके कोशिकाओं ने विवो में बढ़ी हुई दृढ़ता और एपोप्टोसिस पूर्व विवो के प्रतिरोध के साथ-साथ एमसीएमवी संक्रमण के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि प्रदर्शित की। ये प्रभाव यूटीएक्स की आंतरिक डेमिथाइलस गतिविधि से स्वतंत्र थे, क्योंकि एनके सेल नंबर और इंटरफेरॉन (आईएफएन) - उत्पादन 'डेमिथाइलस-डेड' यूटीएक्स उत्परिवर्ती को व्यक्त करने वाले चूहों में अपरिवर्तित थे। वाइल्ड-टाइप (डब्ल्यूटी) और यूटीएक्स की सीक्वेंसिंग (एटीएसी-सीक), बल्क आरएनए सीक्वेंसिंग (आरएनए-सीक), और एंटी-यूटीएक्स कट एंड टैग (लक्ष्य और टैगमेंटेशन परख के तहत क्लीवेज) का उपयोग करके ट्रांसपोज़ेज़-सुलभ क्रोमैटिन के लिए परख का उपयोग करके एकीकृत विश्लेषण। कमी वाली एनके कोशिकाओं ने एनके सेल फिटनेस और प्रभावकारक प्रतिक्रियाओं में शामिल जीन लोकी की अभिव्यक्ति को विनियमित करने में यूटीएक्स के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका का खुलासा किया। हमारे निष्कर्ष यूटीएक्स को एनके सेल होमियोस्टैसिस में लिंग अंतर के एक प्रमुख चालक के रूप में पहचानते हैं और जीन अभिव्यक्ति के डेमिथाइलस-स्वतंत्र मॉड्यूलेशन के माध्यम से प्रभावकारक कार्य करते हैं।

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परिणाम

एनके यौन द्विरूपता गोनैडल सेक्स हार्मोन से स्वतंत्र है

C57BL/6 चूहों की तिल्ली की जांच करने वाली एक हालिया जांच में पुरुषों बनाम महिलाओं में एनके कोशिकाओं की संख्या में वृद्धि की सूचना मिली है। इन आंकड़ों के अनुरूप, हमने देखा कि स्प्लेनिक एनके कोशिकाएं (सीडी3− टीसीआर − एनके1 के रूप में पहचानी जाती हैं। 1+; विस्तारित डेटा छवि 1 ए) आवृत्ति (छवि 1 ए, बी) और पूर्ण संख्या (छवि 1 सी) में बढ़ी हैं ) मादा की तुलना में नर C57BL/6 चूहों में। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि एनके सेल संख्या से परे अन्य यौन द्विरूपी विशेषताएं वायरल संक्रमण के प्रति पुरुष की संवेदनशीलता में वृद्धि का कारण हो सकती हैं। वायरल संक्रमण के जवाब में, एनके कोशिकाएं प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स, विशेष रूप से आईएफएन - 20-22 के शुरुआती उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हैं। यह जांचने के लिए कि क्या एनके कोशिका-आंतरिक कार्य में लिंग अंतर मौजूद है, हमने मादा बनाम नर चूहों पूर्व विवो से पृथक एनके कोशिकाओं में प्रभावकारी साइटोकिन उत्पादन की तुलना की। प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स इंटरल्यूकिन (आईएल) -12 और आईएल -15 के साथ उत्तेजना के परिणामस्वरूप पुरुष एनके कोशिकाओं द्वारा कम आईएफएन-उत्पादन हुआ (छवि 1 डी, ई और विस्तारित डेटा छवि 1 बी)। इसी तरह के परिणाम आईएल {{21 }} और आईएल {{22 }} (विस्तारित डेटा चित्र 1 सी, डी) के जवाब में देखे गए, जो साइटोकिन उत्तेजना के प्रति पुरुष एनके सेल प्रतिक्रिया में संबंधित दोष का सुझाव देते हैं। इसके अतिरिक्त, मानव एनके कोशिकाएं (TCR − CD3− CD56+ ) परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर कोशिकाओं (PBMCs) से पृथक होती हैं जो IL -12 और K562 ल्यूकेमिया कोशिकाओं के साथ सक्रिय होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप IFN का प्रतिशत कम होता है - + (छवि 1 एफ और विस्तारित डेटा छवि 1 ई) और आईएफएन- पुरुष बनाम महिला एनके कोशिकाओं में प्रतिदीप्ति तीव्रता (एमएफआई; छवि 1 जी) का मतलब है। इस प्रकार, हालांकि एनके सेल संख्या में वृद्धि हुई है, वायरल संक्रमण के दौरान प्रेरित प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स के जवाब में चूहों और मनुष्यों दोनों में पुरुष एनके सेल प्रभावकार साइटोकिन का उत्पादन लगातार कम हो गया है।

महिला या पुरुष का लिंग गोनैडल हार्मोन (उदाहरण के लिए, एस्ट्रोजेन या एण्ड्रोजन) और सेक्स क्रोमोसोम (उदाहरण के लिए, 46XX या 46XY)1 के संयोजन पर आधारित होता है। पिछले अध्ययनों ने एनके कोशिकाओं द्वारा आईएफएन-उत्पादन के नियमन में गोनाडल हार्मोन के प्रत्यक्ष प्रभावों का प्रदर्शन किया था, लेकिन यह संभव है कि एनके सेल लिंग अंतर को सेल-आंतरिक कारकों के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। सेक्स हार्मोन-मध्यस्थता प्रभावों की पहचान करने के लिए, हमने गोनाडेक्टोमाइज्ड चूहों में एनके सेल बहुतायत और कार्य की जांच की। गोनाडेक्टोमी एनके सेल आवृत्ति (छवि 1 एच और विस्तारित डेटा छवि 1 एफ), निरपेक्ष संख्या (छवि 1i) और साइटोकिन उत्तेजना (छवि 1 जे, के और विस्तारित डेटा छवि) के जवाब में आईएफएन- प्रोटीन उत्पादन में लिंग अंतर को खत्म करने में विफल रही। 1जी), यह दर्शाता है कि एनके कोशिकाओं में लिंग अंतर के लिए गोनैडल हार्मोन पूरी तरह जिम्मेदार नहीं हैं। जबकि सीडी11बी और सीडी27 अभिव्यक्ति द्वारा पहचाने गए एनके सेल परिपक्वता उपसमुच्चय में जीवित रहने और प्रभावकारक कार्य के लिए अलग-अलग क्षमताएं हैं, डब्ल्यूटी या गोनाडेक्टोमाइज्ड मादा और पुरुष चूहों से प्राप्त स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं ने एनके सेल परिपक्वता उपसमुच्चय (विस्तारित डेटा छवि) की आवृत्तियों में महत्वपूर्ण अंतर प्रदर्शित नहीं किया है। . 1h–k). इन परिणामों ने संकेत दिया कि एनके सेल संख्या और प्रभावकारक कार्य में देखे गए लिंग पूर्वाग्रह विभेदक परिपक्वता अवस्थाओं के कारण नहीं हैं। इस प्रकार, हमने अनुमान लगाया कि लिंग गुणसूत्र की खुराक लिंगों के बीच अंतर एनके सेल बहुतायत और कार्य में योगदान कर सकती है।

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यूटीएक्स एक्स निष्क्रियता से बच जाता है और महिलाओं में अधिक व्यक्त होता है

जबकि 46XX महिलाएं एक्स-लिंक्ड जीन की खुराक को नियंत्रित करने के लिए एक्ससीआई से गुजरती हैं, जीन का एक उपसमूह एक्ससीआई से बच जाता है (जिसे एक्ससीआई एस्केपीज़ कहा जाता है), जिसके परिणामस्वरूप अक्सर पुरुषों की तुलना में महिलाओं में उच्च अभिव्यक्ति होती है। इस प्रकार, पुरुषों की तुलना में महिलाओं में बढ़ी हुई एक्ससीआई एस्केपी अभिव्यक्ति संभावित रूप से एनके कोशिकाओं में लिंग अंतर में मध्यस्थता कर सकती है। जबकि अलग-अलग जीन मनुष्यों और चूहों में एक्स निष्क्रियता से बचते हैं, पांच जीन (XIST, DDX3X, KDM6A, EIF2S3, KDM5C) को पहले दोनों में XCI से बचने के रूप में पहचाना गया है। XIST को आगे के विश्लेषण से बाहर रखा गया क्योंकि महिला कोशिकाओं1 में XCI में इसकी ज्ञात भूमिका के कारण यह पुरुष कोशिकाओं में व्यक्त नहीं होता है। शेष सभी चार जीनों को पुरुष बनाम महिला एनके कोशिकाओं, दोनों मनुष्यों (छवि 2 ए) और चूहों (छवि 2 बी) में काफी कम कर दिया गया था। Kdm6a (जो UTX को एन्कोड करता है) प्रतिलेख स्तर मानव और माउस एनके कोशिकाओं (छवि 2 ए, बी) दोनों में सबसे अधिक यौन द्विरूपी अभिव्यक्ति प्रदर्शित करता है। चूहों में महिला एनके कोशिकाओं की तुलना में पुरुष एनके कोशिकाओं ने भी कम यूटीएक्स प्रोटीन स्तर व्यक्त किया (चित्र 2सी,डी)। Kdm6a प्रतिलेख स्तर और UTX प्रोटीन स्तर में ये अंतर गोनाडेक्टोमाइज्ड चूहों (चित्र 2e-g) और फोर कोर जीनोटाइप्स (FCG) चूहों (विस्तारित डेटा चित्र 2a) दोनों में बने रहे, जिनमें सेक्स क्रोमोसोम पूरक (XX या XY) अलग है। जननग्रंथि यौन अंग (अंडाशय या वृषण)28. ये डेटा दर्शाते हैं कि Kdm6a (UTX) की अभिव्यक्ति का स्तर NK कोशिकाओं में लिंग-पक्षपाती है और मुख्य रूप से गोनैडल हार्मोन के बजाय X-क्रोमोसोम खुराक द्वारा निर्धारित होता है।

यूटीएक्स एनके सेल फिटनेस को दबा देता है

यह निर्धारित करने के लिए कि क्या यूटीएक्स एनके कोशिकाओं में देखे गए लिंग अंतर में मध्यस्थता करता है, हमने यूटीएक्स की खुराक पर निर्भर हानि वाले चूहों की एक श्रृंखला तैयार की। सबसे पहले, हमने पुरुषों में व्यक्त UTX की एकल प्रति की नकल करने के लिए NK कोशिकाओं (Kdm6afl/WT Ncr1Cre+, इसके बाद UTXHet; अनुपूरक डेटा तालिका 1) में UTX के विषम विलोपन के साथ मादा चूहों को उत्पन्न किया। हमने मादा UTXHet और नर WT (Kdm6afl/y Ncr1Cre-) चूहों (विस्तारित डेटा चित्र 2 बी) के बीच समान एनके सेल यूटीएक्स प्रोटीन अभिव्यक्ति की पुष्टि की। मादा UTXHet चूहों ने नर WT (छवि 3 ए, बी) की तुलना में समान स्प्लेनिक एनके सेल नंबर प्रदर्शित किए, और दोनों ने मादा डब्ल्यूटी की तुलना में एनके कोशिकाओं की बढ़ी हुई संख्या प्रदर्शित की। महिला डब्ल्यूटी, पुरुष डब्ल्यूटी और महिला यूटीएक्सहेट चूहों (विस्तारित डेटा छवि 2सी) से एनके कोशिकाओं के बीच सीडी11बी और सीडी27 अभिव्यक्ति द्वारा परिपक्वता में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं देखा गया। इस प्रकार, यूटीएक्स की एक प्रति का नुकसान एनके सेल संख्या को परिपक्वता-स्वतंत्र तरीके से बढ़ाने के लिए पर्याप्त था। हमने अगली बार UTX (Kdm6afl/flNcr1Cre+, जिसे इसके बाद UTXNKD; अनुपूरक डेटा तालिका 1) के रूप में संदर्भित किया गया है, के समयुग्मक विलोपन के साथ चूहों का उत्पादन किया, जिसके परिणामस्वरूप NK कोशिकाओं में UTX की दोनों प्रतियां नष्ट हो गईं। फ्लो साइटोमेट्री (विस्तारित डेटा छवि 2 बी) द्वारा महिला डब्ल्यूटी एनके कोशिकाओं की तुलना में महिला यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स प्रोटीन की अभिव्यक्ति काफी कम थी, साथ ही एकल यूटीएक्स कॉपी (यानी, पुरुष डब्ल्यूटी और महिला यूटीएक्सहेट) के साथ एनके कोशिकाओं की तुलना में कम थी। ). डब्ल्यूटी एनके कोशिकाओं की तुलना में महिला यूटीएक्सएनकेडी में अनुमानित आकार (180 केडी) पर यूटीएक्स प्रोटीन की अनुपस्थिति की पुष्टि वेस्टर्न ब्लॉट (विस्तारित डेटा छवि 2डी) द्वारा की गई थी। यूटीएक्स कॉपी संख्या घटने के साथ एनके सेल आवृत्तियों और निरपेक्ष संख्या में वृद्धि हुई (चित्र 3सी,डी और विस्तारित डेटा चित्र 3ए)। ये डेटा खुराक-निर्भर तरीके से एनके सेल आवृत्ति और पूर्ण संख्या को विनियमित करने में यूटीएक्स को शामिल करते हैं।

चित्र 1|आईएफएन-उत्पादन और एनके कोशिका संख्या में लिंग अंतर गोनाडल हार्मोन से स्वतंत्र हैं। a-c, महिला और पुरुष C57BL/6 चूहों (n { {7}} प्रति समूह)। डी, ई, प्रतिशत आईएफएन - + (डी) और सामान्यीकृत आईएफएन- एमएफआई (ई) महिला बनाम पुरुष चूहों से कुल स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं को बिना किसी उपचार (एनटी) या आईएल के संवर्धित किया गया (एनटी) या आईएल {{1 0} } (5{{49%) एनजी एमएल−1) और आईएल-12 (20 एनजी एमएल−1) 4 घंटे के लिए, महिला आईएल के एमएफआई के लिए सामान्यीकृत -15/आईएल{ {18}} उपचार (n=8 प्रति समूह)। f,g, प्रतिशत IFN{{2{53}}}} (f) और सामान्यीकृत IFN- MFI (g) of CD3− CD56+ महिला (n=6) और पुरुष (n { {25}}) मानव एनके कोशिकाओं को K562 कोशिकाओं की उपस्थिति में 16 घंटे के लिए आईएल के 1{67}} एनजी एमएल−1 के साथ उत्तेजित और उत्तेजित किया गया, जिसे महिला आईएल के एमएफआई के लिए सामान्यीकृत किया गया। इलाज। एच, आई, गोनाडेक्टोमाइज्ड मादा और नर चूहों में स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं की आवृत्ति (एच) और निरपेक्ष संख्या (आई) (एन=18 प्रति समूह)। जे, के, प्रतिशत आईएफएन {{33 }} (जे) और सामान्यीकृत आईएफएन-एमएफआई (के) कुल स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं को गोनाडेक्टोमाइज्ड मादा और पुरुष चूहों से अलग किया गया और एनटी या आईएल {{35 }} (50 एनजी एमएल -) के साथ सुसंस्कृत किया गया। 1) और 4 घंटे (एन {{42%) प्रति समूह) के लिए आईएल-12 (20 एनजी एमएल−1)। डेटा 2-4 स्वतंत्र प्रयोगों के प्रतिनिधि हैं। नमूनों की तुलना दो-पूंछ वाले अयुग्मित छात्र के टी-परीक्षण का उपयोग करके की गई और डेटा बिंदुओं को माध्य ± सेम (*पी <0.05; **पी <0.01; ***पी <0.001; ****पी) के साथ व्यक्तिगत चूहों के रूप में प्रस्तुत किया गया है। <0.0001). विशिष्ट P मान इस प्रकार हैं: b=0.0002; सी=0.006; डी=0.0036; ई=0.0013; च=0.04; जी=0.03; एच <0.0001; मैं=0.0006; जे=0.0234; के=0.0019.

UTXNKD चूहों (CD45.2+ ) में बढ़ी हुई एनके सेल संख्या के अंतर्निहित तंत्र को परिभाषित करने के लिए, WT (CD45.1+ ) के साथ मिश्रित अस्थि मज्जा काइमेरिक (mBMC) चूहों का 1:1 अनुपात तैयार किया गया था। . पुनर्गठन के छह सप्ताह बाद, हमने अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण (विस्तारित डेटा छवि 3 बी, सी) के बाद महिला प्राप्तकर्ताओं (सीडी 451x2) में डब्ल्यूटी की तुलना में महिला यूटीएक्सएनकेडी (सीडी 45। 2+) एनके कोशिकाओं का एक उल्लेखनीय प्रतिस्पर्धात्मक लाभ देखा। एनके कोशिकाओं के विपरीत, एक ही दाता से टी कोशिकाएं (UTXNKD, CD45.2+), जो कि UTX के एनके-विशिष्ट विलोपन के कारण पर्याप्त UTX हैं, ने मूल इंजेक्शन अनुपात (1:1; विस्तारित डेटा चित्र) प्रदर्शित किया .3बी,सी). ये डेटा सुझाव देते हैं कि विकास के दौरान यूटीएक्स ने सेल-आंतरिक तरीके से एनके सेल नंबरों को दबा दिया। यह जांचने के लिए कि क्या यह फेनोटाइप प्रसार में अंतर से प्रेरित था, हमने डब्ल्यूटी में स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं में सेल डिवीजन मार्कर Ki67 का विश्लेषण किया: यूटीएक्सएनकेडी एमबीएमसी चूहों, जीनोटाइप के बीच सेल संख्या को सामान्य करने के लिए 4: 1 अनुपात पर इंजेक्ट किया गया। विरोधाभासी रूप से, UTXNKD NK कोशिकाओं ने Ki 67+ कोशिकाओं की कम आवृत्तियों को प्रदर्शित किया और IL -15 (विस्तारित डेटा छवि 3 डी, ई) के जवाब में कम CFSE कमजोर पड़ने को दिखाया। इन परिणामों से पता चलता है कि यूटीएक्सएनकेडी चूहों में देखी गई उच्च एनके सेल संख्याएं बढ़े हुए प्रसार के कारण नहीं थीं। इन परिणामों को देखते हुए, हमने अनुमान लगाया कि यूटीएक्सएनकेडी चूहों (छवि 3 सी, डी) में एनके कोशिकाओं की बढ़ी हुई आवृत्ति यूटीएक्स अभिव्यक्ति की अनुपस्थिति में एनके कोशिकाओं की बढ़ी हुई सेलुलर फिटनेस के कारण हो सकती है। इस संभावना का परीक्षण करने के लिए, जन्मजात रूप से भिन्न WT (CD451x2 ) और UTXNKD (CD45.2+ ) स्प्लेनिक NK कोशिकाओं को सेल ट्रेस वायलेट (CTV) के साथ लेबल किया गया और WT (CD45.1+ ) प्राप्तकर्ताओं में स्थानांतरित कर दिया गया। 1:1 अनुपात (विस्तारित डेटा चित्र 3एफ)। स्थानांतरण के 7वें दिन, स्थानांतरित आबादी प्राप्तकर्ता प्लींस में यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं की ओर झुक गई थी (चित्र 3ई,एफ), जो परिपक्व एनके सेल होमोस्टैसिस के सेल-आंतरिक यूटीएक्स दमन को प्रदर्शित करता है। यह अंतर परिवर्तित प्रसार के कारण नहीं था, क्योंकि स्थानांतरण के बाद 7वें दिन दोनों स्थानांतरित आबादी द्वारा सीटीवी कमजोर पड़ना न्यूनतम था (विस्तारित डेटा चित्र 3जी)। यह जांचने के लिए कि क्या यूटीएक्स ने एपोप्टोसिस के विनियमन के माध्यम से एनके सेल होमियोस्टैसिस को दबा दिया है, हमने अकेले आईएल -15 या आईएल -15 और एक एपोप्टोसिस इंड्यूसर, न्यूटलिन {42) के साथ इनक्यूबेट की गई क्रमबद्ध एनके कोशिकाओं में क्लीव्ड कास्पेज़ 3 अभिव्यक्ति की तुलना की। }}ए29. कम यूटीएक्स अभिव्यक्ति कम खुराक वाले आईएल और न्यूटलिन उपचार की उपस्थिति में कम क्लीव्ड कैस्पेज़ 3+ एनके कोशिकाओं के साथ सहसंबद्ध है (चित्र 3जी,एच)। इसके अलावा, पुरुष एनके कोशिकाओं ने भी महिला एनके कोशिकाओं की तुलना में न्यूटलिन के जवाब में क्लीवेड कैस्पेज़ 3+ एनके कोशिकाओं की आवृत्ति में मामूली लेकिन महत्वपूर्ण कमी प्रदर्शित की, जो गोनाडेक्टोमाइज्ड चूहों में भी बनी रही (विस्तारित डेटा) चित्र 3h-k)। इसके अलावा, एनके सेल एपोप्टोसिस और उत्तरजीविता का विनियमन बीसीएल (एंटी-एपोप्टोटिक फैक्टर) 30 के सापेक्ष अभिव्यक्ति स्तरों पर निर्भर करता है, जिसे बीआईएम (प्रो-एपोप्टोटिक फैक्टर) 31 द्वारा विरोध किया जा सकता है। यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं ने डब्ल्यूटी एनके कोशिकाओं की तुलना में बीसीएल -2 की बढ़ी हुई इंट्रासेल्युलर प्रोटीन अभिव्यक्ति और बीआईएम (छवि 3i, जे और विस्तारित डेटा छवि 3एल) में मामूली वृद्धि देखी। इसके परिणामस्वरूप UTXNKD NK कोशिकाओं में Bcl-2:Bim अनुपात में उल्लेखनीय वृद्धि हुई (चित्र 3k)। पुरुष एनके कोशिकाओं ने भी बीसीएल-2:बीआईएम अनुपात (चित्र 3एल) में उल्लेखनीय वृद्धि प्रदर्शित की, जो गोनाडेक्टोमी (चित्र 3एम) के बाद भी बनी रही। साथ में, ये डेटा प्रदर्शित करते हैं कि परिवर्तित यूटीएक्स स्तर बीसीएल अभिव्यक्ति के विनियमन के माध्यम से एनके सेल फिटनेस में लिंग अंतर को कम कर सकते हैं।

चित्र 2|एक्स-लिंक्ड यूटीएक्स सेक्स हार्मोन से स्वतंत्र लैंगिक रूप से डिमॉर्फिक जीन अभिव्यक्ति प्रदर्शित करता है। मानव महिलाओं (एन=36) बनाम पुरुषों (एन {{4) से क्रमबद्ध एनके कोशिकाओं पर डीआईसीई डेटाबेस आरएनए-सीक्यू डेटा का उपयोग करके एक्ससीआई एस्केपी जीन की सामान्यीकृत अभिव्यक्ति }}) महिलाओं के लिए सामान्यीकृत। बी, महिला बनाम पुरुष चूहों (सी57बीएल/6; 8 सप्ताह पुराना, एन=5 प्रति समूह) से स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं में रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन (आरटी-क्यूपीसीआर) के साथ मात्रात्मक पीसीआर द्वारा एक्ससीआई एस्केपी जीन की सामान्यीकृत अभिव्यक्ति। महिलाओं और पुरुषों के बीच बाएँ से दाएँ बढ़ते हुए गुना परिवर्तन से जीन का क्रम निर्धारित होता है। सी, डी, प्रतिनिधि हिस्टोग्राम (सी) और प्रवाह साइटोमेट्री द्वारा भोली महिला बनाम पुरुष चूहों से स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स प्रोटीन अभिव्यक्ति का सामान्यीकृत एमएफआई (डी), महिला चूहों के एमएफआई के लिए सामान्यीकृत (सी57बीएल/6; 8 सप्ताह पुराना; एन { {12}} प्रति समूह)। ई, महिलाओं के लिए सामान्यीकृत पृथक स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं की आरटी-क्यूपीसीआर द्वारा केडीएम6ए (यूटीएक्स) की सापेक्ष अभिव्यक्ति (एन=6 प्रति समूह)। एफ,जी, गोनाडेक्टोमाइज्ड मादा और नर चूहों (एन {{15%) प्रति समूह) के प्लीहा से फ्लो साइटोमेट्री द्वारा एनके कोशिकाओं के प्रतिनिधि हिस्टोग्राम (एफ) और सापेक्ष यूटीएक्स एमएफआई (जी) को मादा के लिए सामान्यीकृत किया गया। नमूनों की तुलना अयुग्मित दो-पूंछ वाले छात्र के टी-परीक्षण का उपयोग करके की गई थी और डेटा बिंदुओं को माध्य ± सेमी (*पी < 0.{{20}}5; **पी) के साथ व्यक्तिगत चूहों के रूप में प्रस्तुत किया गया है। < 0.01; ***पी < 0.001). विशिष्ट P मान इस प्रकार हैं: a < 0.001; बी: Ddx3x=0.03, Kdm5c=0.0017, Eif2s3 = 0.0113, Kdm6a=0.000087; डी=0.003; ई=0.008; जी=0.0029).

यूटीएक्स एनके सेल इफ़ेक्टर फ़ंक्शन को बढ़ाता है

क्योंकि पुरुष एनके कोशिकाओं ने गोनैडल हार्मोन से स्वतंत्र आईएफएन-उत्पादन (छवि 1 डी, ई) में कमी का प्रदर्शन किया (छवि 1 जे, के) हमने आगे यह निर्धारित करने की कोशिश की कि क्या यह फेनोटाइप यूटीएक्स स्तरों द्वारा नियंत्रित किया गया था। साइटोकिन उत्तेजना के बाद, IFN {{3} उत्पादक कोशिकाओं (छवि 4 ए और विस्तारित डेटा छवि 4 ए, बी) के साथ-साथ आईएफएन-एमएफआई (छवि 4 ए) की आवृत्तियों और पूर्ण संख्या पुरुष डब्ल्यूटी और महिला यूटीएक्सहेट एनके के बीच समान थी। कोशिकाएं. महिला UTXHet NK कोशिकाओं द्वारा IFN- उत्पादन महिला WT और महिला UTXNKD NK कोशिकाओं (छवि 4 ए और विस्तारित डेटा छवि 4 ए, बी) के बीच मध्यवर्ती था। एलिसा द्वारा एनके सेल आईएफएन-संचय की तुलना करके भी यह प्रवृत्ति देखी गई (चित्र 4बी)। इसके अलावा, यह घटना आईएफएन- के लिए विशिष्ट नहीं थी, क्योंकि ग्रैनुलोसाइट-मैक्रोफेज कॉलोनी-उत्तेजक कारक (जीएम-सीएसएफ) उत्पादन, एक प्रो-इंफ्लेमेटरी एनके इफ़ेक्टर अणु 32, महिला एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स कॉपी संख्या घटने के साथ कम हो गया था (छवि 4 सी) ).

साइटोकिन उत्पादन के अलावा, एनके सेल साइटोलिटिक गतिविधि एंटीवायरल33 और एंटीट्यूमर डिफेंस34 के लिए महत्वपूर्ण है। एनके सेल साइटोटॉक्सिसिटी में लिंग अंतर का आकलन करने के लिए, हमने लक्ष्य के रूप में प्रमुख हिस्टोकम्पैटिबिलिटी कॉम्प्लेक्स (एमएचसी) वर्ग I-कमी वाली एमसी38 कोशिकाओं के साथ हत्या परीक्षण किया। 4:1 प्रभावकार: लक्ष्य अनुपात पर, पुरुष डब्ल्यूटी एनके कोशिकाओं ने महिला डब्ल्यूटी (छवि 4डी) की तुलना में लक्ष्य कोशिकाओं का काफी कम लसीका प्रदर्शित किया, जो गोनाडेक्टोमाइज्ड चूहों (विस्तारित डेटा छवि 4सी) में कायम था। पुरुष एनके कोशिकाओं द्वारा लक्षित कोशिका की हत्या में कमी गिरावट में अंतर के कारण नहीं थी, क्योंकि सीडी107ए का स्तर महिला और पुरुष एनके कोशिकाओं के बीच समान था (विस्तारित डेटा चित्र 4डी,ई)। हालाँकि, पुरुषों ने आईएल -15 और एंटी-एनके1.1 सक्रिय करने वाले रिसेप्टर लिगेशन (विस्तारित डेटा चित्र 4 डी, ई) के जवाब में साइटोटॉक्सिक अणुओं पेर्फोरिन और ग्रैनजाइम बी के काफी कम स्तर का उत्पादन किया। विशेष रूप से, UTXHet और पुरुष WT NK कोशिकाओं ने समान मारक क्षमता (चित्र 4d) दिखाई, जो महिला WT और UTXNKD NK कोशिकाओं (चित्र 4d) के बीच मध्यवर्ती थी। साथ में, ये आंकड़े बताते हैं कि यूटीएक्स खुराक पर निर्भर तरीके से एनके सेल साइटोटॉक्सिसिटी को बढ़ाता है।

सिस्टैंच ट्यूबुलोसा-प्रतिरक्षा प्रणाली में सुधार

एनके सेल इफ़ेक्टर फ़ंक्शन पर यूटीएक्स हानि के देखे गए प्रभावों को ध्यान में रखते हुए, हमने जांच की कि क्या यूटीएक्सएनकेडी चूहे वायरल संक्रमण के प्रति अधिक संवेदनशील थे। एनके सेल-मध्यस्थ एंटीवायरल नियंत्रण20 के लिए तीव्र आईएफएन- और जीएम-सीएसएफ उत्पादन महत्वपूर्ण है। आश्चर्यजनक रूप से, MCMV (चित्र 4e) की एक सबलेथल खुराक के साथ चुनौती देने पर UTXNKD चूहे तेजी से संक्रमण के शिकार हो गए (n=3/8 बच गए)। इसके अलावा, यूटीएक्स की कमी वाली स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं ने संक्रमण के बाद 1.5 दिन में कुल एनके कोशिकाओं में आईएफएन-उत्पादन और ग्रैनजाइम बी उत्पादन में एक उल्लेखनीय दोष प्रदर्शित किया (चित्र 4एफ और विस्तारित डेटा चित्र 4एफ,जी)। इसके अतिरिक्त, UTXNKD द्वारा IFN- उत्पादन में एक समान दोष सभी परिपक्वता उपसमूहों (विस्तारित डेटा चित्र 4h) में देखा गया था, जो परिपक्वता-स्वतंत्र तरीके से IFN- उत्पादन के नियंत्रण में UTX को दर्शाता है। यह पुष्टि करने के लिए कि क्या परिपक्व एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स अभिव्यक्ति की खुराक विवो में वायरल संक्रमण के दौरान आईएफएन- के उत्पादन से जुड़ी है, हमने टैमोक्सीफेन-प्रेरक यूटीएक्स विलोपन (Kdm6afl/fl Rosa26ERT2CRE+, जिसे इसके बाद iUTX के रूप में जाना जाता है) प्राप्त करने के लिए ट्रांसजेनिक चूहों को उत्पन्न किया। -; अनुपूरक डेटा तालिका 1)। हेमटोपोइएटिक डिब्बे में UTX विलोपन को सीमित करने के लिए mBMC चूहों को WT (CD45.1+ ) और iUTX−/− (CD45.2+ ) के 1:1 मिश्रण के साथ तैयार किया गया था। WT:iUTX -/- mBMC चूहों को UTX अभिव्यक्ति को समाप्त करने के लिए MCMV के साथ संक्रमण से तुरंत पहले टैमोक्सीफेन के साथ इलाज किया गया था (छवि 4 जी)। IDX−/− (CD45.2+ ) NK कोशिकाओं ने अपने WT समकक्षों (चित्र 4h और विस्तारित डेटा चित्र 4i) की तुलना में कम IFN- का उत्पादन किया। WT:iUTX -/- mBMC चूहों में टैमोक्सीफेन प्रशासन के परिणामस्वरूप UTX प्रोटीन हानि की अलग-अलग डिग्री हुई और संक्रमण के 1.5 दिन बाद इंट्रासेल्युलर UTX स्तर और IFN- उत्पादन के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध प्रदर्शित हुआ (चित्र 4i)। ये परिणाम दर्शाते हैं कि परिपक्व एनके कोशिकाओं में कोशिका-आंतरिक यूटीएक्स स्तर प्रभावकारी अणु उत्पादन और उसके बाद एमसीएमवी संक्रमण के खिलाफ सुरक्षा को नियंत्रित करते हैं।

चित्र 3|यूटीएक्स एनके सेल फिटनेस को दबा देता है। ए,बी, आवृत्ति (एफ और एम डब्ल्यूटी: एन=12; एफ यूटीएक्सहेट: एन=16; ए) और निरपेक्ष संख्याएं (एफ डब्ल्यूटी: एन=6; एम डब्ल्यूटी: एन {{ 4}}; F UTXHet: n=9; b) मादा (F) WT, नर (M) WT और F UTXHet चूहों की प्लीहा में NK कोशिकाओं की। सी,डी, आवृत्ति (डब्ल्यूटी: एन=12; यूटीएक्सहेट: एन=16; यूटीएक्सएनकेडी: एन=6; सी) और निरपेक्ष संख्याएं (डब्ल्यूटी: एन=8; यूटीएक्सहेट: एफ डब्ल्यूटी, यूटीएक्सहेट और यूटीएक्सएनकेडी चूहों की प्लीहा में एनके कोशिकाओं की संख्या एन {{1 {{49 }} ; यूटीएक्सएनकेडी: एन {{11 }}; डी)। ई, जन्मजात रूप से भिन्न WT (CD451x2 ) और UTXNKD (CD45.2+ ) NK कोशिकाओं के प्रतिनिधि समोच्च प्लॉट इंजेक्शन से पहले 1:1 के अनुपात में WT (CD45.1+ ) प्राप्तकर्ताओं में स्थानांतरित किए गए (बाएं) और स्थानांतरण के बाद 7वें दिन (दाएं)। एफ, इंजेक्शन से पहले और स्थानांतरण के 7 दिन बाद प्राप्तकर्ता चूहों की तिल्ली में डब्ल्यूटी और यूटीएक्सएनकेडी कोशिकाओं की आवृत्ति (एन=6)। जी, एच, क्लीवेड कैस्पेज़ के प्रतिनिधि हिस्टोग्राम (जी) और प्रतिशत (एच) 3+ मादा डब्ल्यूटी, यूटीएक्सहेट और यूटीएक्सएनकेडी चूहों की एनके कोशिकाएं आईएल -15 (5 एनजी एमएल -1) और या तो के साथ संवर्धित डाइमिथाइलसल्फॉक्साइड (डीएमएसओ; एफ डब्ल्यूटी: एन=7; एफ यूटीएक्सहेट: एन=11; एफ यूटीएक्सएनकेडी: एन=6) या 2.5 μM न्यूटलिन -3ए (एफ डब्ल्यूटी: एन { {33}}; एफ यूटीएक्सहेट: एन=7; एफ यूटीएक्सएनकेडी: एन=3) 24 घंटे के लिए। आई-के, सामान्यीकृत बीसीएल -2 एमएफआई (आई), बीआईएम एमएफआई (जे), और बीसीएल -2: मादा डब्ल्यूटी और यूटीएक्सएनकेडी चूहों से स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं में बीआईएम एमएफआई अनुपात (के) (एन {{ 39}}). एल,एम, बीसीएल{{40}}:मादा डब्ल्यूटी और नर डब्ल्यूटी चूहों (एन=6; एल) और गोनाडेक्टोमाइज्ड मादा और नर चूहों (एन {{) से स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं में बीआईएम एमएफआई अनुपात 42}}; मी). डेटा 2-4 स्वतंत्र प्रयोगों के प्रतिनिधि हैं। नमूनों की तुलना विचरण के सामान्य एक-तरफ़ा विश्लेषण (एनोवा; ए-डी), दो-तरफ़ा एनोवा के साथ कई तुलनाओं (एच) के लिए तुकी के सुधार, या अयुग्मित दो-पूंछ वाले छात्र के टी-टेस्ट (एफ, आई-एम) का उपयोग करके की गई थी। डेटा बिंदु माध्य ± सेम वाले व्यक्तिगत चूहे हैं (एनएस, महत्वपूर्ण नहीं; *पी < {{53%).05; **पी < 0.01; * **पी < 0.001; ****पी < 0.0001). विशिष्ट P मान इस प्रकार हैं: a: F WT बनाम M WT=0.0201, M WT बनाम UTXHet=0.989, F WT बनाम UTXHet=0.0327, WT बनाम UTXNKD { {63}}.001; बी: एफ डब्ल्यूटी बनाम एम डब्ल्यूटी=0.0320, एम डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सहेट <0.99, एफ डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सहेट=0.0029, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.001; सी: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सहेट=0.0375, यूटीएक्सहेट बनाम यूटीएक्सएनकेडी और डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी <0.0001; d: WT बनाम UTXHet=0.0191, UTXHet बनाम UTXNKD=0.0278, WT बनाम UTXNKD=0.001; एफ: प्री-इंजेक्शन=0.3304; दिन 7=0.001918; एच: डीएमएसओ <0.0001, न्यूट्लिन-3ए-एफ डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सहेट=0.0048, बाकी <0.0001; मैं <0.0001; जे=0.0004; कश्मीर=0.0025; एल=0.0115; मी=0.0227.

यूटीएक्स एनके कोशिकाओं को डेमिथाइलस-स्वतंत्र तरीके से नियंत्रित करता है

हिस्टोन डेमिथाइलेज़ के रूप में, यूटीएक्स सक्रिय जीन अभिव्यक्ति35 के लिए क्रोमैटिन को पोइज़ करने के लिए ट्राइमेथिलेटेड हिस्टोन H3 Lys27 (H3K27me3; एक दमनकारी हिस्टोन चिह्न) से मिथाइल समूह को हटाने के द्वारा एनके सेल होमियोस्टैसिस और इफ़ेक्टर जीन अभिव्यक्ति कार्यक्रमों को नियंत्रित कर सकता है। हालाँकि, यूटीएक्स में जीन अभिव्यक्ति को समन्वित करने के लिए एपिजेनेटिक नियामकों और क्रोमैटिन संशोधक के साथ बातचीत करके डेमिथाइलस-स्वतंत्र गतिविधियां भी हैं। एनके सेल होमियोस्टैसिस और इफ़ेक्टर फ़ंक्शन को संशोधित करने में यूटीएक्स डेमिथाइलेज़ गतिविधि की भूमिका का पता लगाने के लिए, हमने उन चूहों का लाभ उठाया जो उत्प्रेरक रूप से निष्क्रिय यूटीएक्स (यूटीएक्स 'डेमिथाइलेज़-डेड' या यूटीएक्सडीएमडी चूहों; अनुपूरक डेटा तालिका 1) को व्यक्त करते हैं जो पी.हिज़1146एला और पी.ग्लू1148एला को धारण करते हैं। उत्प्रेरक डोमेन38 में बिंदु उत्परिवर्तन। दिलचस्प बात यह है कि मादा यूटीएक्सडीएमडी और डब्ल्यूटी चूहों ने स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं की समान आवृत्तियों और निरपेक्ष संख्याएं प्रदर्शित कीं (चित्र 5ए-सी), जबकि यूटीएक्सएनकेडी चूहों ने दोनों की तुलना में स्प्लेनिक एनके सेल संख्या में वृद्धि दिखाई। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि यूटीएक्स का एनके सेल नंबरों का दमन डेमिथाइलेज़-स्वतंत्र था। इसके अलावा, साइटोकिन उत्तेजना के जवाब में IFN- उत्पन्न करने की क्षमता में WT और UTXDMD NK कोशिकाओं के बीच कोई अंतर नहीं देखा गया (चित्र 5d-f)। ये परिणाम दर्शाते हैं कि एनके सेल संख्या को नियंत्रित करने और आईएफएन-उत्पादन को बढ़ावा देने में यूटीएक्स का कार्य डेमिथाइलस-स्वतंत्र है। यूटीएक्स की एक प्रति के अलावा, पुरुष उत्प्रेरक रूप से निष्क्रिय Kdm6c (जो प्रोटीन यूटीवाई को एनकोड करता है), यूटीएक्स के वाई-क्रोमोसोम-लिंक्ड होमोलॉग को व्यक्त करते हैं। हमने पुष्टि की है कि यूटीवाई केवल मनुष्यों (विस्तारित डेटा छवि 5 ए) और चूहों (विस्तारित डेटा छवि 5 बी) से पुरुष एनके कोशिकाओं में व्यक्त किया गया है और चूहों में गोनाडेक्टोमी द्वारा इसे बदला नहीं गया था (विस्तारित डेटा छवि 5 बी)। जैसा कि ऊपर चर्चा की गई है, नर डब्ल्यूटी (यूटीएक्स और यूटीवाई की एक प्रति) और मादा यूटीएक्सहेट (यूटीएक्स की एक प्रति) चूहों (चित्र 3 ए, बी और 4 ए, डी) के बीच एनके सेल नंबर या प्रभावकार कार्य में कोई अंतर नहीं देखा गया, जो सुझाव देता है। एनके सेल होमियोस्टेसिस और इफ़ेक्टर फ़ंक्शन को विनियमित करने में यूटीवाई की सीमित भूमिका। इसके अतिरिक्त, पुरुष UTXNKD (Kdm6afl/y Ncr1cre+) चूहों ने पुरुष WT नियंत्रणों की तुलना में बढ़ी हुई NK सेल आवृत्ति और निरपेक्ष संख्या (विस्तारित डेटा छवि 5c,d) दिखाई और कम IFN- (विस्तारित डेटा छवि 5e-h) का उत्पादन किया, जो एनके सेल यूटीएक्स की कमी वाली महिलाओं में दर्पण परिवर्तन देखे जाते हैं। (चित्र 3ए,बी और 4ए,बी)। इस प्रकार, एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स हानि का महिलाओं और पुरुषों में समान प्रभाव पड़ता है।

यूटीएक्स क्रोमैटिन को रीमॉडलिंग करके एनके सेल ट्रांस्क्रिप्टोम को नियंत्रित करता है

हाल के अध्ययनों ने एनके सेल विनियामक सर्किटरी (रेग्यूलॉन) की पहचान की है जो एनके सेल सक्रियण 39 से पहले भी तेज प्रभावकारी प्रतिक्रियाओं के लिए प्रमुख जन्मजात लिम्फोइड कोशिकाएं हैं। एक एपिगेनेटिक संशोधक के रूप में, यूटीएक्स लक्ष्य जीन लोकी4 के नियामक तत्वों पर क्रोमैटिन को व्यवस्थित करके प्रतिलेखन को बदल सकता है। }. एनके कोशिकाओं में क्रोमैटिन पहुंच और जीन अभिव्यक्ति पर यूटीएक्स-मध्यस्थता संशोधनों की जांच करने के लिए, हमने सॉर्ट-प्यूरिफाइड डब्ल्यूटी (सीडी45.1+ ) और यूटीएक्सएनकेडी (सीडी45.{{) पर बल्क आरएनए-सीक के साथ मिलकर एटीएसी-सीक का प्रदर्शन किया। 9}} ) 4:1 डब्ल्यूटी से एनके कोशिकाएं: यूटीएक्सएनकेडी एमबीएमसी चूहे (विस्तारित डेटा चित्र 6ए)। आंतरिक रूप से नियंत्रित प्रयोग के लिए एमबीएमसी चूहों का उपयोग करने की अनुमति दी गई और पर्यावरणीय गड़बड़ी वाले कारकों को कम किया गया। ATAC-seq और RNA-seq दोनों डेटा के प्रिंसिपल-घटक विश्लेषण (PCA) से जीनोटाइप (विस्तारित डेटा चित्र 6 बी) द्वारा नमूना क्लस्टरिंग का पता चला। ATAC-seq से पता चला कि WT NK कोशिकाओं की तुलना में UTXNKD में पहुंच में 3,569 शिखर कम हो गए और 2,113 शिखर बढ़ गए (लॉग2 गुना परिवर्तन > ±0.5, समायोजित P मान <0.05 , झूठी खोज दर (एफडीआर) <0.05; अनुपूरक डेटा तालिका 2)। इसके अलावा, आरएनए-सीक ने यूटीएक्सएनकेडी बनाम डब्ल्यूटी (लॉग2 गुना परिवर्तन> ±0.5, समायोजित पी मान <0.05, एफडीआर <0.05; विस्तारित डेटा छवि 6 सी और पूरक डेटा तालिका 3) में 701 घटी हुई और 554 बढ़ी हुई जीन की पहचान की। ये निष्कर्ष यूटीएक्स की अनुपस्थिति में एनके कोशिकाओं के क्रोमैटिन परिदृश्य और ट्रांसक्रिप्टोम दोनों में गहरा बदलाव का सुझाव देते हैं।

सिस्टैंच पौधा-बढ़ाने वाली प्रतिरक्षा प्रणाली

ATAC-seq और RNA-seq के एकीकृत विश्लेषण ने 395 जीनों की पहचान की जो भिन्न रूप से सुलभ हैं और औसत लॉग2 के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (स्पीयरमैन सहसंबंध: R=0.62, P < 2.2 × 10−16) के साथ व्यक्त किए गए हैं। ATAC-seq शिखरों का गुना परिवर्तन और RNA-seq अभिव्यक्ति का log2 गुना परिवर्तन (विस्तारित डेटा चित्र 6d)। ATAC-seq और RNA-seq दोनों डेटासेट की फ़ज़ी सी-मीन्स क्लस्टरिंग ने छह प्रमुख समूहों की पहचान की जो काफी कम हो गए थे (क्लस्टर 1, 2, 3 और 6) या बढ़ गए (क्लस्टर 4 और 5), दुर्गमता (छवि 6 ए) और अभिव्यक्ति (चित्र 6बी) यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं में। कार्यात्मक संवर्धन विश्लेषण के लिए, जी:प्रोफाइलर का उपयोग आरएनए-सीक्यू (छवि 6 सी) द्वारा पहचाने गए विभेदित रूप से व्यक्त जीन के समूहों का विश्लेषण करने के लिए किया गया था। प्रतिरक्षा प्रणाली प्रक्रिया, साइटोकिन उत्पादन, आईएफएन-उत्पादन, लिम्फोसाइट सक्रियण और प्रतिरक्षा प्रभावक प्रक्रिया जैसे प्रमुख रास्ते यूटीएक्सएनकेडी (क्लस्टर 1, 2, 3 और 6; चित्र 6 सी) में घटी हुई अभिव्यक्ति से जुड़े थे। इस बीच, विकास प्रक्रिया, बायोसिंथेटिक प्रक्रिया और चयापचय प्रक्रिया जैसे रास्ते यूटीएक्सएनकेडी (क्लस्टर 4 और 5; चित्र 6 सी) में बढ़ी हुई अभिव्यक्ति के साथ महत्वपूर्ण रूप से जुड़े हुए थे। ध्यान दें, कोशिका मृत्यु मार्ग जीन के विश्लेषण से पता चला कि कई जीन अलग-अलग रूप से व्यक्त किए गए हैं (विस्तारित डेटा चित्र 6e)। विशेष रूप से, एंटी-एपोप्टोटिक जीन Bcl2 की अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई थी, जबकि प्रो-एपोप्टोटिक जीन Casp3 में कमी आई थी (विस्तारित डेटा चित्र 6e)। सामूहिक रूप से, इन निष्कर्षों से पता चलता है कि यूटीएक्स के नुकसान के परिणामस्वरूप क्रोमैटिन पहुंच और एनके सेल होमियोस्टैसिस और प्रभावकार फ़ंक्शन से जुड़े जीन की अभिव्यक्ति में संशोधन होता है।

चित्र 4|यूटीएक्स एनके सेल इफ़ेक्टर फ़ंक्शन को बढ़ाता है और वायरल संक्रमण के खिलाफ जीवित रहने के लिए आवश्यक है। एक प्रतिशत IFN- + और सामान्यीकृत IFN- महिला WT (n=8), पुरुष WT (n=8), महिला UTXHet (n=12) से NK कोशिकाओं का MFI और मादा यूटीएक्सएनकेडी (एन=6) चूहों का कोई उपचार नहीं (एनटी) या आईएल -15 (5{70}} एनजी एमएल−1) और आईएल{{1{8{ 4 घंटे के लिए {82}}}}}} (20 एनजी एमएल−1), महिला आईएल के एमएफआई के लिए सामान्यीकृत -15/आईएल-12 उपचार। बी,सी, आईएफएन- (बी) और जीएम-सीएसएफ (सी) सांद्रता महिला डब्ल्यूटी (एन=4), यूटीएक्सहेट (एन=5) और यूटीएक्सएनकेडी (एन {{2) से सतह पर तैरनेवाला में एलिसा द्वारा मापी गई 0}}) एनटी या आईएल के साथ एनके कोशिकाएं -12 (20 एनजी एमएल−1) और आईएल-18 (1{{1{{1{{115}) }8}}4}} एनजी एमएल−1) 4 घंटे के लिए। डी, महिला डब्ल्यूटी (एन {{30}}), पुरुष डब्ल्यूटी (एन=8), महिला यूटीएक्सहेट (एन {{32%) द्वारा एमएचसीआई-कमी वाली एमसी38 (लक्ष्य) कोशिकाओं का विशिष्ट विश्लेषण ) या महिला यूटीएक्सएनकेडी (एन {{33%)) एनके (प्रभावक) कोशिकाएं 16 घंटे के लिए 4:1 प्रभावकारक पर: लक्ष्य अनुपात, महिला डब्ल्यूटी द्वारा लसीका के लिए सामान्यीकृत। ई, एमसीएमवी से संक्रमित डब्ल्यूटी और यूटीएक्सएनकेडी चूहों के कपलान-मीयर उत्तरजीविता वक्र (एन=8)। मेंटल-कॉक्स परीक्षण (पी=0.0093)। एफ, प्रतिशत आईएफएन {{40 }} (एन {{41 }}), सामान्यीकृत आईएफएन- एमएफआई (एन {{43 }}) और ग्रैनजाइम बी (जीजेडएमबी) एमएफआई (एन {{44 }}) स्प्लेनिक में डब्ल्यूटी के सापेक्ष 4:1 WT:UTXNKD mBMC चूहों के MCMV संक्रमण के बाद D1.5 पर NK कोशिकाएँ। जी, 1:1 डब्लूटी (सीडी45.1+ ) और आईयूटीएक्स−/− (सीडी45.2+ ) अस्थि मज्जा (बीएम) का योजनाबद्ध, बसल्फान-क्षीण मेजबानों में स्थानांतरित किया गया और 3 के लिए 1 मिलीग्राम टैमोक्सीफेन के साथ इलाज किया गया d एमसीएमवी संक्रमण से पहले। एच, प्रतिशत आईएफएन - + और 1:1 डब्ल्यूटी से एनके कोशिकाओं का सामान्यीकृत आईएफएन-एमएफआई: एमसीएमवी संक्रमण के बाद डी1.5 पर आईयूटीएक्स -/- एमबीएमसी चूहों, डब्ल्यूटी (एन {{64%) के लिए सामान्यीकृत। i, एनके कोशिकाओं के IFN- बनाम UTX MFI का दो-पूंछ वाला पियर्सन सहसंबंध (n=12; r 2=0.775; P < 0.0001)। डेटा 2-3 स्वतंत्र प्रयोगों का प्रतिनिधि है। दो-तरफ़ा एनोवा (ए-सी), कई तुलनाओं के लिए टुकी के सुधार के साथ एक-तरफ़ा एनोवा (डी), या युग्मित दो-पूंछ वाले छात्र के टी-टेस्ट (एफ, एच) का उपयोग किया गया था। डेटा बिंदु अलग-अलग चूहे हैं जिनका माध्य ± सेम *पी <0.05 है; **पी <0.01; ***पी <0.001; ****पी <0.0001. विशिष्ट पी मान: ए: एफ डब्ल्यूटी बनाम एम डब्ल्यूटी=0.0027, एफ डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सहेट और एफ डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सएनकेडी <0.0001, एम डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सहेट=0.269, एफ यूटीएक्सहेट बनाम एफ UTXNKD=0.0007; बी: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सहेट=0.0037, यूटीएक्सहेट बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.0011, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी <0.0001; सी: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सहेट=0.0026, यूटीएक्सहेट बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.0349, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी <0.0001; डी: एफ डब्ल्यूटी बनाम एम डब्ल्यूटी=0.0005, एफ डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सहेट और एफ डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सएनकेडी <0.0001, एम डब्ल्यूटी बनाम एफ यूटीएक्सहेट=0.1616, एफ यूटीएक्सहेट बनाम एफ यूटीएक्सएनकेडी {{112 }}.0439; एफ: %आईएफएन- + < 0.0001, आईएफएन- एमएफआई=0.0024, जीजेडएमबी=0.0032; जी: %IFN- + < 0.0001, IFN- MFI=0.0018. पीआई, संक्रमण के बाद।

चित्र 5|यूटीएक्स एनके सेल होमोस्टैसिस और आईएफएन-उत्पादन को डेमिथाइलस गतिविधि से स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करता है। ए-सी, महिला डब्ल्यूटी, यूटीएक्सडीएमडी, और यूटीएक्सएनकेडी चूहों (एन=5 प्रति समूह) की तिल्ली में एनके कोशिकाओं के प्रतिनिधि घनत्व प्लॉट (ए), आवृत्ति (बी), और पूर्ण संख्या (सी)। डी-एफ, प्रतिनिधि समोच्च प्लॉट (डी), प्रतिशत आईएफएन - + (ई), और महिला डब्ल्यूटी, यूटीएक्सडीएमडी, और यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं का सामान्यीकृत आईएफएन-एमएफआई (एफ) (एन=5 प्रति समूह) डब्ल्यूटी को सामान्यीकृत किया गया। डेटा 2-3 स्वतंत्र प्रयोगों का प्रतिनिधि है। कई तुलनाओं के लिए टुकी के सुधार के साथ एक-तरफ़ा एनोवा का उपयोग करके नमूनों की तुलना की गई। डेटा बिंदुओं को माध्य ± सेम *पी < 0 के साथ व्यक्तिगत चूहों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। 05; **पी < 0.01; ****पी < 0.0001. विशिष्ट पी मान इस प्रकार हैं: बी: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सडीएमडी=0.7353, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी और यूटीएक्सडीएमडी बनाम यूटीएक्सएनकेडी <0.0001; सी: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सडीएमडी=0.4888, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी और यूटीएक्सडीएमडी बनाम यूटीएक्सएनकेडी <0.0001; ई: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सडीएमडी=0.855, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.0030, यूटीएक्सडीएमडी बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.0380; एफ: डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सडीएमडी=0.1382, डब्ल्यूटी बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.0079, यूटीएक्सडीएमडी बनाम यूटीएक्सएनकेडी=0.0166।

ATAC-seq और RNA-seq द्वारा देखी गई पहुंच और जीन अभिव्यक्ति में जीनोम-व्यापक अंतर को ध्यान में रखते हुए, हमने प्रत्यक्ष UTX-मध्यस्थता प्रभावों का भी पता लगाया। हमने अनुक्रमण के बाद एंटी-यूटीएक्स कट एंड टैग का प्रदर्शन किया, जिससे एंटीबॉडी-आधारित इम्युनोप्रेजर्वेशन विधि41 का उपयोग करके यूटीएक्स से जुड़े डीएनए क्षेत्रों का पता लगाने की अनुमति मिली। सॉर्ट-प्यूरिफाइड डब्ल्यूटी और यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं पर एंटी-यूटीएक्स कट एंड टैग से 5,746 यूटीएक्स-बाउंड चोटियों (एफडीआर <{{12%)। और अनुपूरक डेटा तालिका 4)। ATAC-seq और RNA-seq दोनों डेटा के PCA ने जीनोटाइप (विस्तारित डेटा चित्र 6f) द्वारा नमूना क्लस्टरिंग का खुलासा किया। हमने 191 जीनों की पहचान की जो UTX से बंधे थे, ATAC-seq द्वारा भिन्न रूप से पहुंच योग्य थे और RNA-seq द्वारा भिन्न रूप से व्यक्त किए गए थे (चित्र 6d)। इन 191 जीनों के भीतर, अधिकांश यूटीएक्स-बाउंड शिखर प्रमोटर (20.58%), इंट्रॉनिक (46.94%) और इंटरजेनिक (27.4%) क्षेत्रों में स्थित थे (चित्र 6ई)। एनके सेल होमोस्टैसिस (बीसीएल2 और थाई1; चित्र 6एफ) 30,42 और प्रभावकारक कार्य (आईएफएनजी और सीएसएफ2) में शामिल उल्लेखनीय जीन यूटीएक्स बाध्य, अलग-अलग पहुंच योग्य और अलग-अलग व्यक्त किए गए थे (चित्र 6जी)। इसके अलावा, 191 यूटीएक्स-बाउंड जीनों में से 140 जीनों की अभिव्यक्ति कम हो गई थी, जबकि शेष 51 जीनों की अभिव्यक्ति में वृद्धि हुई थी (पूरक डेटा तालिका 3) टी कोशिकाओं में एक पूर्व रिपोर्ट की पुष्टि करती है कि यूटीएक्स जीन ट्रांसक्रिप्शन43 को सक्रिय करने और दबाने दोनों में कार्य करता है। इन 191 यूटीएक्स-बाउंड जीनों पर समृद्ध मार्ग विश्लेषण44 से यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं में सूजन प्रतिक्रिया, आईएफएन-सिग्नलिंग और एनके सेल साइटोटॉक्सिसिटी मार्ग में कमी आई (विस्तारित डेटा छवि 6 जी)। इसके विपरीत, बढ़ी हुई सेलुलर कैटोबोलिक प्रक्रिया और एपोप्टोसिस सिग्नलिंग मार्ग, जिसमें प्रो-एपोप्टोटिक और एंटी-एपोप्टोटिक जीन (उदाहरण के लिए, बीसीएल 2, बीबीसी 3 और गैड 45 जी) दोनों शामिल हैं, यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं में देखे गए थे। यूटीएक्स-निर्भर अभिव्यक्ति और क्रोमैटिन पहुंच अंतर (191 अद्वितीय जीन) के साथ यूटीएक्स-बाउंड चोटियों के बीच, रैखिक प्रतिगमन विश्लेषण ने क्रोमैटिन के बीच एक महत्वपूर्ण सकारात्मक सहसंबंध (पियर्सन का आर {{61%).5165, पी <0.0001) दिखाया। पहुंच और जीन अभिव्यक्ति (विस्तारित डेटा चित्र 6h, i)। Bcl2, Thy1, IFng, और Csf2 जीन लोकी के भीतर UTX के कब्जे वाले क्षेत्र उन क्षेत्रों से मेल खाते हैं जिनमें पहुंच और जीन अभिव्यक्ति में अंतर भी नोट किया गया था (चित्र 6f,g)। ये डेटा सुझाव देते हैं कि यूटीएक्स एनके सेल होमियोस्टैसिस और फ़ंक्शन को विनियमित करने में महत्वपूर्ण क्रोमैटिन पहुंच और जीन प्रतिलेखन मार्गों को नियंत्रित करता है।

यूटीएक्स को लक्ष्य जीन प्रतिलेखन को व्यवस्थित करने के लिए प्रतिलेखन कारकों (टीएफ) के साथ बातचीत करने के लिए जाना जाता है। यूटीएक्स के नुकसान के कारण विभेदक पहुंच के साथ कल्पित टीएफ रूपांकनों की पहचान करने के लिए, हमने एटीएसी-सीक्यू (विस्तारित डेटा छवि 6 जे) द्वारा पहचाने गए विभेदक रूप से सुलभ चोटियों पर एचओएमईआर (मोटिफ संवर्धन का हाइपरजियोमेट्रिक ऑप्टिमाइजेशन) 45 टीएफ रूपांकन विश्लेषण किया। एनके सेल इफ़ेक्टर फ़ंक्शन से जुड़े टीएफ (उदाहरण के लिए, रंट (रनएक्स1 और रनएक्स2)46 और टी-बॉक्स (ईओम्स, टी-बेट, टीबीआर1 और टीबीएक्स6)47 परिवार के सदस्य) अधिक महत्वपूर्ण थे और लक्ष्य रूपांकनों का प्रतिशत अधिक था। UTXNKD में पहुंच में कमी (क्लस्टर 1, 2, 3 और 6; विस्तारित डेटा चित्र 6j)। इसके विपरीत, जिंक फिंगर और ईटीएस परिवार टीएफ48 में प्रसार, विभेदन और चयापचय से जुड़े टीएफ अधिक महत्वपूर्ण रूप से बढ़ी हुई पहुंच (क्लस्टर 4 और 5; विस्तारित डेटा छवि 6 जे) के साथ जुड़े थे। इसके अलावा, यूटीएक्स सीयूटी एंड टैग द्वारा यूटीएक्स-बाउंड चोटियों का टीएफ मोटिफ विश्लेषण एनके सेल इफ़ेक्टर प्रक्रियाओं (टी-बेट, ईओम्स, रनएक्स 1 और टीबीएक्स 5) और विकासात्मक कार्यक्रमों (ईटीएस 1 और एपी -1) दोनों में महत्वपूर्ण टीएफ को प्रकट करके इन परिणामों की पुष्टि करता है; विस्तारित डेटा चित्र. 6k). ये डेटा एनके सेल फिटनेस और प्रभावकारी प्रक्रियाओं को विनियमित करने में निहित महत्वपूर्ण टीएफ बाइंडिंग रूपांकनों की अंतर पहुंच और प्रत्यक्ष यूटीएक्स बाइंडिंग दोनों का सुझाव देते हैं। इन विश्लेषणों से पता चलता है कि यूटीएक्स एनके सेल होमियोस्टैसिस (बीसीएल2 और थाई1) और प्रभावकारक फ़ंक्शन (आईएफएनजी और सीएसएफ2) में महत्वपूर्ण जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करने के लिए क्रोमैटिन परिदृश्य को नियंत्रित करता है। अंततः, ये निष्कर्ष एक मॉडल का सुझाव देते हैं जिसमें विभेदक यूटीएक्स अभिव्यक्ति स्तर एनके कोशिकाओं में यौन द्विरूपता को एनके सेल फिटनेस और प्रभावकार फ़ंक्शन (छवि 6h) के केंद्रीय नियामक के रूप में रेखांकित कर सकते हैं।

चित्र 6|यूटीएक्स द्वारा मध्यस्थता से एनके सेल क्रोमैटिन पहुंच और प्रतिलेखन में वैश्विक परिवर्तन। a-c, 4:1 WT: UTXNKD mBMCs को WT (CD45.1+ ) और UTXNKD (CD45.2+ ) अस्थि मज्जा को लिम्फोडिप्लेटेड मेजबान चूहों (CD451x2) में स्थानांतरित करके उत्पन्न किया गया था और इसके लिए पुनर्गठित करने की अनुमति दी गई थी। 6 सप्ताह। स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं को ATAC-seq और RNA-seq लाइब्रेरी तैयारी (n=3 प्रति समूह) के लिए क्रमबद्ध किया गया था। फजी सी-मीन्स के लाइन ग्राफ (बाएं) और हीट मैप (दाएं) एटीएसी-सीक (ए) द्वारा पहचाने गए क्लस्टर किए गए अलग-अलग सुलभ शिखर और डब्ल्यूटी से स्प्लेनिक एनके कोशिकाओं के आरएनए-सीक (बी) द्वारा पहचाने गए विभेदित रूप से व्यक्त जीन: यूटीएक्सएनकेडी एमबीएमसी चूहों (समायोजित पी मान <0.05 और सदस्यता स्कोर > 0.5)। रेखा ग्राफ़ माध्य-केंद्रित सामान्यीकृत लॉग2 महत्व के मान (एफडीआर और समायोजित पी मान <0.05) का माध्य (काली रेखा) और मानक विचलन (लाल रिबन) दिखाते हैं। सी, जी का उपयोग करके महत्वपूर्ण फजी सी-मीन्स क्लस्टर्ड आरएनए-सीक्यू जीन का मार्ग विश्लेषण: बिंदु आकार के साथ प्रोफाइलर -लॉग 10 (पी मान; जी द्वारा गणना: फिशर के एक-पूंछ परीक्षण का उपयोग करके जीओएसटी)। डी-जी, एंटी-यूटीएक्स सीयूटी एंड टैग का प्रदर्शन डब्ल्यूटी और यूटीएक्सएनकेडी एनके कोशिकाओं में किया गया और 5,746 अद्वितीय यूटीएक्स-बाउंड चोटियों (एन {{32%) प्रति समूह) की पहचान की गई। डी, वेन आरेख, एटीएसी-सीक द्वारा पहचाने गए अंतर-सुलभ (डीए) जीन और आरएनए-सीक द्वारा पहचाने गए अंतर-अभिव्यक्त (डीई) जीन को ओवरलैप करते हुए रेखांकित करता है। ई, यूटीएक्स-बाउंड चोटियों का स्थान। एफ,जी, यूसीएससी इंटीग्रेटेड जीनोम ब्राउज़र से एंटी-यूटीएक्स कट एंड टैग ('एंटी-यूटीएक्स'), बीसीएल2 और थाई1 (एफ) और आईएफएनजी और सीएसएफ2 (जी) के एटीएसी-सीक और आरएनए-सीक से प्रतिनिधि जीन ट्रैक; y-अक्ष प्रति मिलियन गणना (CPM) दर्शाता है। एच, एनके सेल संरचना और कार्य (बाएं) में यौन द्विरूपता के आधार पर विभेदक यूटीएक्स अभिव्यक्ति स्तर कैसे अंतर्निहित हैं, इसकी योजनाबद्ध। होमोस्टैसिस और वायरल संक्रमण के दौरान यूटीएक्स एनके सेल संख्या और प्रभावक कार्य में शामिल जीन कार्यक्रमों को कैसे विनियमित कर सकता है, इसका आरेख (दाएं)। BioRender.com के साथ बनाया गया।

बहस

वायरल संक्रमण3 के परिणामों को निर्धारित करने में सेक्स एक महत्वपूर्ण जैविक चर है। इसे हाल ही में COVID के साथ चित्रित किया गया था, जिसमें पुरुष लिंग को गंभीर बीमारी5 के लिए एक प्रमुख जोखिम कारक के रूप में पहचाना गया था। इसके अलावा, हाल के अध्ययनों ने एनके सेल डिसफंक्शन को गंभीर कोविड बीमारी49 से जोड़ा है। एंटीवायरल प्रतिरक्षा में एनके कोशिकाओं के महत्व को देखते हुए, एनके कोशिका जीव विज्ञान में लिंग अंतर के मूल कारणों को समझने से अंतर्जात प्रभावक प्रतिक्रियाओं को अनुकूलित करने में दूरगामी प्रभाव होंगे। इस अध्ययन में, हम प्रदर्शित करते हैं कि पुरुष एनके कोशिकाओं में कम यूटीएक्स अभिव्यक्ति उनकी संख्या में वृद्धि और प्रभावकारक कार्यक्षमता में कमी में योगदान करती है। एनके सेल यूटीएक्स को एनके सेल फिटनेस को नियंत्रित करने, टीएफ बाइंडिंग मोटिफ्स की पहुंच को संशोधित करने, प्रभावकारी जीन लोकी में क्रोमैटिन की पहुंच बढ़ाने और वायरल संक्रमण के प्रति तीव्र प्रतिक्रिया के लिए एनके कोशिकाओं को तैयार करने के लिए आवश्यक है।

एनके कोशिकाओं के अलावा, बी कोशिकाओं, मोनोसाइट्स, न्यूट्रोफिल, सीडी 4+ टी कोशिकाओं, और सीडी 8+ टी कोशिकाओं 25 में यौन द्विरूपता की सूचना मिली है। जबकि प्रतिरक्षा कोशिकाओं में लिंग अंतर को पहले गोनैडल सेक्स हार्मोन 50-52 द्वारा मध्यस्थ बताया गया है, यह संभव है कि इन असमानताओं के एक उपसमूह को अंतर यूटीएक्स अभिव्यक्ति के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। इस संभावना के समर्थन में, यूटीएक्स की कमी को घटी हुई टी सेल और अपरिवर्तनीय एनके टी सेल संख्या 53-55 के साथ जोड़ा गया है; और DICE डेटाबेस56 में पूछे गए कई प्रतिरक्षा कोशिका प्रकारों (सीडी{7}} टी कोशिकाओं, सीडी{8}} टी कोशिकाओं, मोनोसाइट्स, बी कोशिकाओं) के लिए पुरुष बनाम महिला कोशिकाओं में यूटीएक्स प्रतिलेख कम हैं। अन्य प्रतिरक्षा कोशिका प्रकारों में लिंग अंतर को संशोधित करने में यूटीएक्स की भूमिका निर्धारित करने के लिए आगे फेनोटाइपिक अध्ययन की आवश्यकता है। एनके सेल-मध्यस्थता प्रभावक कार्यों में साइटोकिन उत्पादन और साइटोटॉक्सिक अणु अभिव्यक्ति शामिल हैं। हमारे मल्टी-ओमिक विश्लेषणों से पता चलता है कि यूटीएक्स एनके कोशिकाओं के क्रोमैटिन परिदृश्य को प्रभावी लोकी की पहुंच और प्रतिलेखन को बढ़ाकर वायरल चुनौतियों का तुरंत जवाब देने के लिए तैयार करता है। इन अध्ययनों से 191 जीन (आईएफएनजी और सीएसएफ2 सहित) 20,32 का पता चला जो एक साथ यूटीएक्स से बंधे थे, अलग-अलग रूप से सुलभ और व्यक्त थे। IFN- और GM-CSF साइटोकिन उत्पादन में कमी और UTX की कमी वाली NK कोशिकाओं की बिगड़ा हुआ साइटोलिटिक क्षमता सूजन के दौरान प्रभावकारक कार्यक्षमता को बढ़ावा देने में UTX की भूमिका का समर्थन करता है। हालाँकि, यूटीएक्स-मध्यस्थता जीन विनियमन के अतिरिक्त अप्रत्यक्ष परिणाम हो सकते हैं जो एनके सेल प्रभावक कार्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जैसा कि अतिरिक्त जीनों से प्रमाणित होता है जो अलग-अलग व्यक्त होते हैं लेकिन यूटीएक्स द्वारा बाध्य नहीं होते हैं।

H3K27me3 डेमिथाइलेज़ के रूप में, UTX सक्रिय जीन अभिव्यक्ति57 के लिए क्रोमैटिन को तैयार करता है। अपनी उत्प्रेरक गतिविधि के अलावा, यूटीएक्स अन्य एपिजेनेटिक नियामकों (उदाहरण के लिए, एसडब्ल्यूआई/एसएनएफ, एमएलएल4/5, और पी300) के साथ मल्टीप्रोटीन कॉम्प्लेक्स में कार्य करता है ताकि क्रोमेटिन रीमॉडलिंग को डेमिथाइलस-स्वतंत्र तरीके से मध्यस्थ किया जा सके। हम एनके कोशिकाओं में होमोस्टैसिस और प्रभावकार कार्यक्रमों को विनियमित करने में यूटीएक्स के डेमिथाइलस-स्वतंत्र कार्यों की रिपोर्ट करते हैं। यह अपरिवर्तनीय एनके टी कोशिकाओं में यूटीएक्स की भूमिका के विपरीत है, जिसमें इसकी डेमिथाइलस गतिविधि आवश्यक53 है। इस प्रकार, आणविक तंत्र जिसके द्वारा UTX कार्य करता है, वंश-विशिष्ट हो सकता है। इस परिकल्पना के समर्थन में, यूटीएक्स को प्रभावकारी लोकी40 को लक्षित करने के लिए टी कोशिकाओं में वंश-विशिष्ट टीएफ के साथ बातचीत करने की सूचना मिली है। हमारे HOMER मोटिफ विश्लेषण से वायरल संक्रमण दौरान एनके सेल इफ़ेक्टर फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण Runx1, Runx2, Eomes और अन्य TFs के साथ संभावित UTX इंटरैक्शन का पता चला। इसके अलावा, ये विश्लेषण केएलएफ1, केएलएफ5, एसपी2 और एनके सेल प्रसार, विभेदन और चयापचय48 से जुड़े अन्य टीएफ के साथ यूटीएक्स इंटरैक्शन की ओर भी इशारा करते हैं। इसके अलावा, हमारे परिणाम पहले प्रकाशित अध्ययनों का समर्थन करते हैं जिसमें अन्य सेल प्रकारों में यूटीएक्स को टी-बेट, ईओम्स और टीबीएक्स5 (रेफरी 40), ईटीएस1 (रेफरी 48) और एपी -1 के साथ प्रतिक्रियाओं का समन्वय करने की सूचना दी गई है। रेफरी.58). अंत में, Runx1 को UTX-विनियमित BRG1 और SWI/SNF कॉम्प्लेक्स46 के साथ इंटरैक्ट करते हुए दिखाया गया है। हालाँकि, HOMER विश्लेषण की सहसंबंधी प्रकृति के कारण, इन अंतःक्रियाओं को यथास्थान प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करने के लिए सह-इम्युनोप्रेग्रेशन और मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ आगे के अध्ययन की आवश्यकता है। इसके अलावा, एक संवैधानिक XCI एस्केपी के रूप में, UTX में दो संभावनाओं के माध्यम से सेल-प्रकार-विशिष्ट तंत्र हो सकते हैं: (i) मौजूद सहकारकों का पूल और (ii) इसके एपिजेनेटिक बाइंडिंग भागीदारों की उपलब्धता। यूटीएक्स अपनी एंजाइमिक गतिविधि59 के लिए महत्वपूर्ण सहकारकों (उदाहरण के लिए, Fe(II), -कीटोग्लूटारेट, और ऑक्सीजन) के लिए चयापचय मार्गों के उपोत्पादों पर निर्भर करता है। इस प्रकार, चयापचय स्थिति पर निर्भर करते हुए, यूटीएक्स के डेमिथाइलस फ़ंक्शन के लिए सुलभ कॉफ़ैक्टर्स के अलग-अलग पूल होते हैं, जो सेल प्रकार के आधार पर उत्प्रेरक गतिविधि के अंतर स्तरों की अनुमति देते हैं। इसके अतिरिक्त, UTX की कार्यक्षमता उसके बाइंडिंग भागीदारों (उदाहरण के लिए, MLL3/4, SWI/SNF, और p300) की गतिविधि और अभिव्यक्ति स्तर पर भी निर्भर हो सकती है जो ऑटोसोमल रूप से एन्कोडेड हैं।

पुरुषों के लिए सिस्टैंच के फायदे - प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करें

विभिन्न प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के साथ रोगी उपसमूह को परिभाषित करने वाले कारकों का वजन हमें एक सटीक दवा प्रतिमान के लिए 'एक-आकार-सभी-फिट-सभी' चिकित्सीय दृष्टिकोण से आगे बढ़ने की अनुमति देगा। यूटीएक्स की कमी को काबुकी सिंड्रोम और टर्नर सिंड्रोम60 से जोड़ा गया है, ये दो मानवीय स्थितियां हैं जो प्रतिरक्षा विकृति और बढ़े हुए संक्रमण से जुड़ी हैं। हमारे निष्कर्ष इस संभावना का सुझाव देते हैं कि मानव एनके कोशिकाओं में यूटीएक्स की कमी इन रोगियों में देखी गई वायरल इम्यूनोसर्विलांस में कमी ला सकती है, हालांकि इस परिकल्पना का समर्थन करने के लिए भविष्य में काम करने की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, एनके सेल फ़ंक्शन में लिंग अंतर को समझने के लिए उपचार निर्णयों में सेक्स को एक जैविक कारक के रूप में शामिल करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, गंभीर वायरल बीमारी वाले पुरुषों में, एनके सेल यूटीएक्स गतिविधि को बढ़ाने से चिकित्सीय लाभ मिल सकता है। हम उम्मीद करते हैं कि ये अंतर्दृष्टि न केवल वायरल संक्रमणों की सेटिंग में बल्कि अन्य संक्रमणों और कैंसर में भी महत्वपूर्ण होगी, जहां एनके कोशिकाएं भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इन निष्कर्षों का दत्तक सेलुलर उपचारों के लिए भी महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है, जिसमें एनके कोशिकाएं गहन रुचि का विषय हैं61।

संदर्भ

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