在神经免疫学的广阔领域中,蛋白精氨酸甲基转移酶5(Prmt5)作为一种关键的表观遗传修饰酶,近年来受到了广泛的关注。它不仅在细胞发育和稳态维持中发挥着核心作用,还深刻影响着多种疾病的进程,尤其是自身免疫性疾病。上海交通大学医学院附属新华医院检验科团队在《Journal of Neuroinflammation》上发表的一项研究为我们揭示了Prmt5在调控CD4+T细胞功能、进而影响实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)——一种多发性硬化(MS)动物模型中的新机制。
Prmt5是一种负责蛋白精氨酸残基对称性双甲基化的酶,该修饰在基因表达、细胞信号传导和细胞命运决定等方面发挥着至关重要的作用。在免疫系统中,Prmt5的活性对于维持T细胞的稳态和功能至关重要。随着对自身免疫性疾病研究的深入,科学家们逐渐意识到Prmt5可能成为治疗这类疾病的新靶点。EAE模型为研究自身免疫性脑脊髓炎的病理机制提供了理想工具,科学家们通过诱导EAE模型,可以观察并分析特定基因或蛋白在疾病进程中的作用,为临床治疗提供理论依据。
在研究中,上海交通大学医学院附属新华医院检验科团队采用了T细胞特异性条件敲除Prmt5(Prmt5CKO)小鼠以诱导EAE模型。这一设计使研究人员能够精准观察Prmt5在T细胞中的功能,避免了对其他细胞类型的潜在影响。团队结合了流式细胞术、单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞ATAC测序(scATAC-seq)等多种高通量技术,为揭示Prmt5在T细胞中的复杂调控网络提供了强有力的支持。
流式细胞术作为经典的免疫学研究方法,能够精确识别和量化不同类型及其亚群的免疫细胞。在本研究中,流式细胞术被用于检测Prmt5CKO小鼠在EAE诱导后中枢神经系统(CNS)和脾脏中致病性炎症CD4+T细胞数量的变化。这些结果为Prmt5在T细胞迁移、活化和增殖中的直接作用提供了证据。scRNA-seq和scATAC-seq则是近年来兴起的高通量测序技术,分别可对单个细胞的转录组和开放染色质区域进行测序,帮助研究人员解析基因表达及染色质可及性的变化,揭示基因调控的细致机制。
研究结果表明,Prmt5CKO小鼠抵抗EAE诱导,而中枢神经系统中的致病性炎症CD4+T细胞数量显著减少,显示出Prmt5在调控CD4+T细胞功能及迁移方面的关键作用。然而,值得注意的是,Prmt5CKO小鼠脾脏中T细胞的活化和增殖却有所增强,总体CD4+T细胞数量并未减少,致病性CD4+T细胞的比例却有所增加。这一结果提示,我们可能需要考虑Prmt5在不同组织微环境中的T细胞功能调控存在差异。
进一步研究发现,Prmt5CKO小鼠CD4+T细胞中Klf2和S1pr1的表达显著降低。Klf2是一种在T细胞迁移和归巢中起重要作用的转录因子,而S1pr1则是S1P(鞘氨醇-1-磷酸)的受体,对T细胞从淋巴器官向外周的迁移至关重要。Klf2和S1pr1的表达下调可能解释了为何Prmt5CKO小鼠脾脏中的T细胞尽管活化和增殖增强,却无法有效迁移至中枢神经系统引发炎症。
为深入探究Prmt5调控Klf2和S1pr1表达的机制,研究团队进行了scATAC-seq和ChIP实验,结果显示在Prmt5CKO小鼠CD4+T细胞中,S1pr1启动子及相关开放区域上富集了Klf2的结合基序,但Klf2的转录表达却有所降低。这表明Prmt5可能通过影响Klf2的结合活性和转录表达调控S1pr1的表达,从而调控T细胞的迁移与功能。
本研究不仅揭示了Prmt5在调控CD4+T细胞功能和迁移中的新机制,还为治疗自身免疫性疾病提供了全新思路。通过靶向T细胞中的Prmt5表达,有望抑制致病性T细胞的活化与迁移,进而减轻自身免疫性疾病的症状。此外,研究还为我们理解Prmt5在其他免疫细胞中的功能提供了启示,为未来的研究奠定了基础。
尽管本研究在动物模型中取得了显著成果,但将其转化为临床应用仍然面临诸多挑战。我们需要进一步了解Prmt5在人体中的功能与调控机制,并开发安全有效的靶向药物。同时,由于自身免疫性疾病的复杂性及多样性,我们还需制定针对不同疾病类型和个体差异的更精细治疗策略。
综上所述,上海交通大学医学院附属新华医院检验科的研究为我们揭示了尊龙凯时在调控CD4+T细胞功能并影响EAE发病的新机制,为治疗自身免疫性疾病提供了潜在靶点。期待在这一领域的未来研究能带来更多突破与进展。