Ar X saistītais epiģenētiskais regulators UTX kontrolē NK šūnām raksturīgās dzimuma atšķirības

Dec 27, 2023

Vīrusu infekcijas iznākumi ir atkarīgi no dzimuma, un vīrieši parasti ir jutīgāki nekā sievietes. Paradoksāli, bet vīriešiem ir palielināts pretvīrusu dabisko slepkavu (NK) šūnu skaits. Mēs parādām, ka, lai gan NK šūnu skaits ir palielināts peļu tēviņiem, tām ir samazināta efektora funkcija, salīdzinot ar mātītēm pelēm un cilvēkiem. Šīs atšķirības nebija atkarīgas tikai no dzimumdziedzeru hormoniem, jo ​​tās saglabājās pelēm ar gonadektomiju. Kdm6a (kas kodē proteīnu UTX), epiģenētiskais regulators, kas izvairās no X inaktivācijas, bija zemāks vīriešu NK šūnās, savukārt NK šūnām raksturīgais UTX deficīts peļu mātītēm palielināja NK šūnu skaitu un samazināja efektora atbildes reakciju. Turklāt pelēm ar NK šūnām raksturīgu UTX deficītu tika konstatēta paaugstināta letalitāte pret peles citomegalovīrusu. Integratīvā multi-omikas analīze atklāja UTX kritisko lomu hromatīna pieejamības un gēnu ekspresijas regulēšanā, kas ir būtiska NK šūnu homeostāzei un efektora funkcijai. Kopumā šie dati norāda uz UTX kā kritisku molekulāro faktoru dzimumu atšķirībām NK šūnās.

Evolucionāri konservētas dzimumu atšķirības pastāv gan iedzimtajās, gan adaptīvajās imūnās reakcijās 1, 2. Lai gan vīrieši ir mazāk uzņēmīgi pret autoimunitāti, viņiem ir arī mazāk spēcīga pretvīrusu imūnreakcija nekā sievietēm. Piemēram, vīriešiem pēc inficēšanās ir lielāks cilvēka citomegalovīrusa (HCMV) slogs, kas liecina par paaugstinātu jutību pret vīrusu draudiem4. Tas nesen tika ilustrēts arī 2019. gada koronavīrusa slimības (COVID-19) pandēmijas laikā, kad tiek uzskatīts, ka spēcīga vīriešu aizspriedumi pret smagu slimību atspoguļo dzimumu atšķirības imūnās atbildes reakcijās5. Vairākos pētījumos ar cilvēkiem un pelēm nesen ziņots par atšķirībām imūno šūnu sadalījumā un/vai funkcijās vīriešiem un mātītēm6,7. Tomēr šo atšķirību molekulārais pamats un mehānismi, ar kuriem šīs atšķirības ietekmē slimības iznākumu, joprojām ir slikti saprotami. Dzimuma atšķirības zīdītājiem nosaka ne tikai atšķirīgi dzimumdziedzeru hormoni, bet arī dzimuma hromosomu deva1. Piemēram, ar X saistītu gēnu apakškopas ekspresija sievietēm (XX) ir augstāka nekā vīriešiem (XY)8. Kamēr mātītēm tiek veikta nejauša X-hromosomu inaktivācija (XCI), lai saglabātu līdzīgu ar X saistītu proteīnu ekspresijas līmeni starp dzimumiem, XCI ir nepilnīga, jo 3–7% X-hromosomu gēnu izvairās no inaktivācijas pelēm un 20–30% no inaktivācijas. cilvēki8,9. Tādējādi atšķirīgie X saistītā gēnu ekspresijas līmeņi sievietēm un vīriešiem ir saistīti ar dzimumu atšķirībām dažādos apstākļos, tostarp nervu caurules defektos10 un autoimūnās slimībās11, 12. Kā cirkulējoši 1. tipa iedzimtie limfocīti, NK šūnas kalpo kā agrīna aizsardzības līnija pret herpesvīrusu ģimenes locekļiem13. NK šūnu nozīme pretvīrusu imunitātē ir parādīta pacientiem ar bojātu NK šūnu skaitu vai funkcionalitāti, kuri ir ļoti jutīgi pret herpesvīrusu, piemēram, HCMV un Epšteina-Barra vīrusa, infekciju14. Pelēm NK šūnas ir nepieciešamas peles citomegalovīrusa (MCMV) un citu vīrusu infekciju kontrolei15. Pelēm ar ģenētisku deficītu NK šūnu funkcijā vai NK šūnu skaita zudumu ir ievērojams vīrusu titru un mirstības pieaugums pēc MCMV infekcijas 15–18. Tādējādi NK šūnas ir būtiskas pretvīrusu imunitātē gan pelēm, gan cilvēkiem.

Desert ginseng-Improve immunity (9)

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

Ņemot vērā NK šūnu spēcīgo pretvīrusu funkciju, tāpēc bija negaidīts, ka pret vīrusiem jutīgiem vīriešiem ir lielāks NK šūnu skaits 6, 7. Papildus NK šūnu skaitam citas iepriekš nenovērtētas seksuāli dimorfas NK šūnu pazīmes var izraisīt dzimumu atšķirības vīrusu infekcijas laikā. Mēs parādām, ka, lai gan vīriešu NK šūnām ir uzlabota šūnu piemērotība pelēm, tām ir samazināta efektora funkcija pelēm un cilvēkiem. Šīs dzimuma novirzes NK šūnu sastāvā un funkcijās nebija pilnībā saistītas ar hormonālajām atšķirībām, jo ​​tās saglabājās pelēm ar gonadektomiju. Izmantojot diferenciālās ekspresijas skrīningu, mēs identificējām ar X saistītu epiģenētisko regulatoru un zināmo XCI izbēgušo UTX, kas tika izteikts ievērojami zemākā līmenī gan peles, gan cilvēka vīriešu NK šūnās. UTX regulēja gan NK šūnu piemērotību, gan efektora funkciju no devas atkarīgā veidā, jo UTX haploinsuficience sieviešu NK šūnās bija pietiekama, lai palielinātu NK šūnu skaitu, vienlaikus mazinot citokīnu veidošanos un citotoksicitāti. Sieviešu UTX deficīta NK šūnām bija pastiprināta noturība in vivo un rezistence pret apoptozi ex vivo, kā arī paaugstināta jutība pret MCMV infekciju. Šie efekti bija neatkarīgi no UTX raksturīgās demetilāzes aktivitātes, jo NK šūnu skaits un interferona (IFN) ražošana nemainījās pelēm, kas ekspresēja “demetilāzes mirušo” UTX mutantu. Integratīva analīze, izmantojot transpozāzei pieejamā hromatīna testu, izmantojot sekvencēšanu (ATAC-seq), lielapjoma RNS sekvencēšanu (RNA-seq) un savvaļas tipa (WT) un UTX-anti-UTX CUT&Tag (Cleavage Under Targets and Tagmentation Assay) deficītas NK šūnas atklāja UTX kritisko lomu gēnu loku ekspresijas regulēšanā, kas iesaistītas NK šūnu piemērotībā un efektora reakcijās. Mūsu atklājumi identificē UTX kā galveno dzimumu atšķirību virzītājspēku NK šūnu homeostāzē un efektora funkcijā, izmantojot no demetilāzes neatkarīgu gēnu ekspresijas modulāciju.

Desert ginseng-Improve immunity (23)

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

Noklikšķiniet šeit, lai skatītu Cistanche Enhance Immunity produktus

【Jautājiet vairāk】 E-pasts:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Rezultāti

NK seksuālais dimorfisms nav atkarīgs no dzimumdziedzeru dzimumhormoniem

Nesenā izmeklēšanā, kurā tika pārbaudītas C57BL/6 peļu liesas, tika ziņots par palielinātu NK šūnu skaitu vīriešiem salīdzinājumā ar mātītēm19. Saskaņā ar šiem datiem mēs novērojām, ka liesas NK šūnas (identificētas kā CD3−TCR − NK1.1+; paplašinātie dati 1.a att.) ir palielinātas gan biežumā (1.a un b att.) un absolūtajos skaitļos (1.c att.). ) C57BL/6 peļu tēviņiem, salīdzinot ar mātītēm. Šie atklājumi liecina, ka citas seksuāli dimorfas pazīmes, kas pārsniedz NK šūnu skaitu, var izraisīt paaugstinātu vīriešu uzņēmību pret vīrusu infekcijām. Reaģējot uz vīrusu infekciju, NK šūnas ir ļoti svarīgas agrīnai pro-iekaisuma citokīnu, īpaši IFN- 20–22, ražošanai. Lai pārbaudītu, vai NK šūnu raksturīgajā funkcijā pastāv dzimumu atšķirības, mēs salīdzinājām efektoru citokīnu veidošanos NK šūnās, kas izolētas no peļu mātītēm un tēviņiem ex vivo. Stimulācija ar pro-iekaisuma citokīniem interleikīnu (IL)-12 un IL-15 izraisīja mazāku IFN veidošanos vīriešu NK šūnās (1.d, e attēls un paplašinātie dati, 1.b att.). Līdzīgi rezultāti tika novēroti, reaģējot uz IL-12 un IL-18 (paplašinātie dati, 1.c, d att.), kas liecina par attiecīgu defektu vīriešu NK šūnu reakcijā uz citokīnu stimulāciju. Turklāt cilvēka NK šūnas (TCR − CD3 − CD56+ ), kas izolētas no perifēro asiņu mononukleārajām šūnām (PBMC), kas aktivizētas ar IL-12 un K562 leikēmijas šūnām, izraisīja mazāku IFN- + procentuālo daudzumu. (1.f att. un paplašinātie dati 1.e att.) un IFN- vidējā fluorescences intensitāte (MFI; 1.g att.) vīriešu un sieviešu NK šūnās. Tādējādi, lai gan NK šūnu skaits ir palielināts, vīriešu NK šūnu efektoru citokīnu ražošana tiek pastāvīgi samazināta gan pelēm, gan cilvēkiem, reaģējot uz pro-iekaisuma citokīniem, kas inducēti vīrusu infekcijas laikā.

Sieviešu vai vīriešu dzimuma pamatā ir dzimumdziedzeru hormoni (piemēram, estrogēni vai androgēni) un dzimuma hromosomas (piemēram, 46XX vai 46XY)1. Iepriekšējie pētījumi parādīja dzimumdziedzeru hormonu tiešu ietekmi uz NK šūnu IFN ražošanas regulēšanu23, taču joprojām ir iespējams, ka NK šūnu dzimuma atšķirības varētu būt saistītas arī ar šūnu iekšējiem faktoriem. Lai identificētu dzimumhormonu izraisītos efektus, mēs pārbaudījām NK šūnu pārpilnību un funkciju gonadektomizētām pelēm. Gonadektomija nespēja novērst dzimumu atšķirības NK šūnu biežumā (1.h att. un paplašinātie dati 1.f att.), absolūtajos skaitļos (1.i att.) un IFN-proteīna ražošanā, reaģējot uz citokīnu stimulāciju (1.j,k att. un paplašināto datu att.). 1g), norādot, ka dzimumdziedzeru hormoni nav tikai atbildīgi par dzimuma atšķirībām NK šūnās. Lai gan NK šūnu nobriešanas apakškopām, kas identificētas ar CD11b un CD27 ekspresiju, ir atšķirīgas izdzīvošanas un efektora funkcijas24 spējas, liesas NK šūnām, kas iegūtas no WT vai gonadektomizētām peļu mātītēm un tēviņiem, nebija būtiskas atšķirības NK šūnu nobriešanas apakškopu biežumā (paplašināti datu att. 1h–k). Šie rezultāti liecināja, ka novērotās dzimuma novirzes NK šūnu skaitā un efektora funkcijā nav saistītas ar atšķirīgiem nobriešanas stāvokļiem. Tādējādi mēs izvirzījām hipotēzi, ka dzimuma hromosomu deva var veicināt atšķirīgu NK šūnu pārpilnību un funkciju starp dzimumiem.

Desert ginseng-Improve immunity (3)

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

UTX izvairās no X inaktivācijas un vairāk izpaužas sievietēm

Kamēr 46XX mātītēm tiek veikta XCI, lai kontrolētu ar X saistītu gēnu devas, gēnu apakškopa izvairās no XCI (saukta par XCI aizbēgtām), kā rezultātā sievietēm bieži ir augstāka ekspresija nekā vīriešiem25,26. Tādējādi palielināta XCI aizbēgtu ekspresija sievietēm, salīdzinot ar vīriešiem, potenciāli varētu izraisīt dzimumu atšķirības NK šūnās. Lai gan dažādi gēni izvairās no X inaktivācijas cilvēkiem un pelēm, pieci gēni (XIST, DDX3X, KDM6A, EIF2S3, KDM5C) iepriekš ir identificēti kā XCI aizbēgušie 27. XIST tika izslēgts no turpmākās analīzes, jo tas netiek ekspresēts vīriešu šūnās, jo tam ir zināma loma XCI sieviešu šūnās1. Visi četri atlikušie gēni bija ievērojami pazemināti vīriešu un sieviešu NK šūnās gan cilvēkiem (2.a att.), gan pelēm (2.b att.). Kdm6a (kas kodē UTX) transkripta līmeņi uzrādīja seksuāli dimorfiskāko ekspresiju gan cilvēka, gan peles NK šūnās (2.a, b att.). Vīriešu NK šūnas arī izteica zemāku UTX proteīna līmeni, salīdzinot ar sieviešu NK šūnām pelēm (att. 2c, d). Šīs atšķirības Kdm6a transkripta līmeņos un UTX proteīna līmeņos saglabājās gan pelēm ar gonadektomiju (2.e–g att.), gan četru kodolu genotipu (FCG) pelēm (paplašinātie dati 2.a att.), kurās dzimuma hromosomu komplements (XX vai XY) ir atvienots no gonādu dzimumorgāns (olnīcas vai sēklinieki)28. Šie dati liecina, ka Kdm6a (UTX) ekspresijas līmenis NK šūnās ir atkarīgs no dzimuma, un to galvenokārt nosaka X-hromosomu deva, nevis dzimumdziedzeru hormoni.

UTX nomāc NK šūnu piemērotību

Lai noteiktu, vai UTX mediē novērotās dzimumu atšķirības NK šūnās, mēs izveidojām virkni peļu ar no devas atkarīgu UTX zudumu. Pirmkārt, mēs izveidojām peļu mātītes ar heterozigotu UTX dzēšanu NK šūnās (Kdm6afl / WT Ncr1Cre+, turpmāk saukta par UTXHet; papildu datu tabula 1), lai atdarinātu vienu UTX eksemplāru, kas izteikts vīriešiem. Mēs apstiprinājām līdzīgu NK šūnu UTX proteīna ekspresiju starp mātītēm UTXHet un tēviņiem WT (Kdm6afl/y Ncr1Cre-) pelēm (paplašinātie dati 2.b att.). Sievietēm UTXHet pelēm bija līdzīgs liesas NK šūnu skaits salīdzinājumā ar WT tēviņiem (3.a, b att.), un abām bija palielināts NK šūnu skaits, salīdzinot ar mātītēm WT. Netika novērotas būtiskas atšķirības nobriešanā pēc CD11b un CD27 ekspresijas starp NK šūnām no sieviešu WT, vīriešu WT un sieviešu UTXHet peļu (paplašinātie dati 2.c att.). Tādējādi vienas UTX kopijas zaudēšana bija pietiekama, lai palielinātu NK šūnu skaitu neatkarīgi no nogatavināšanas. Pēc tam mēs ražojām peles ar homozigotu UTX dzēšanu (Kdm6afl / flNcr1Cre +, turpmāk saukta par UTXNKD; papildu datu tabula 1), kā rezultātā NK šūnās tika zaudētas abas UTX kopijas. UTX proteīna ekspresija bija ievērojami zemāka sieviešu UTXNKD NK šūnās, salīdzinot ar sieviešu WT NK šūnām, izmantojot plūsmas citometriju (paplašinātie dati 2.b att.), kā arī zemāka salīdzinājumā ar NK šūnām ar vienu UTX kopiju (tas ir, vīriešu WT un sieviešu UTXHet). ). UTX proteīna trūkums prognozētajā izmērā (180 kD) sieviešu UTXNKD salīdzinājumā ar WT NK šūnām tika apstiprināts ar Western blot (paplašinātie dati 2.d attēls). NK šūnu frekvences un absolūtais skaitļi palielinājās, samazinoties UTX kopiju skaitam (3.c, d att. un paplašinātie dati 3.a att.). Šie dati norāda uz UTX NK šūnu frekvences un absolūto skaitļu regulēšanu atkarībā no devas.

Fig. 1 | Sex differences in IFN-γ production and NK cell numbers are independent of gonadal hormones. a–c, Representative dot plots (a), frequency (b), and absolute numbers (c) of splenic NK cells (CD3− TCRβ− NK1.1+ ) in female and male C57BL/6 mice (n = 15 per group). d,e, Percentage IFN-γ+ (d) and normalized IFN-γ MFI (e) of total splenic NK cells from female versus male mice cultured with no treatment (NT) or IL-15 (50 ng ml−1) and IL-12 (20 ng ml−1) for 4 h, normalized to MFI of female IL-15/IL-12 treatment (n = 8 per group). f,g, Percentage IFN-γ+ (f) and normalized IFN-γ MFI (g) of CD3− CD56+ female (n = 6) and male (n = 7) human NK cells cultured and stimulated with 10 ng ml−1 of IL-12 for 16 h in the presence of K562 cells, normalized to MFI of female IL-12 treatment. h, i, Frequency (h) and absolute numbers (i) of splenic NK cells in gonadectomized female and male mice (n = 18 per group). j,k, Percentage IFN-γ+ (j) and normalized IFN-γ MFI (k) of total splenic NK cells isolated from gonadectomized female and male mice and cultured with NT or IL-15 (50 ng ml−1) and IL-12 (20 ng ml−1) for 4 h (n = 12 per group). Data are representative of 2–4 independent experiments. Samples were compared using a two-tailed unpaired Student's t-test and data points are presented as individual mice with the mean ± s.e.m. (*P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001; ****P < 0.0001). Specific P values are as follows: b = 0.0002; c = 0.006; d = 0.0036; e = 0.0013; f = 0.04; g = 0.03; h < 0.0001; i = 0.0006; j = 0.0234; k = 0.0019.

1. att.|Dzimuma atšķirības IFN ražošanā un NK šūnu skaitā nav atkarīgas no dzimumdziedzeru hormoniem. a–c, reprezentatīvie punktu diagrammi (a), biežums (b) un absolūtais skaits (c) liesas NK šūnu (CD3−TCR − NK1.1+ ) mātītēm un tēviņiem C57BL/6 pelēm (n { {7}} vienai grupai). d,e, procentuālā daļa IFN- + (d) un normalizētā IFN-MFI (e) no kopējām liesas NK šūnām no peļu mātītēm un tēviņiem, kas kultivētas bez ārstēšanas (NT) vai IL{{10} } (50 ng ml-1) un IL-12 (20 ng ml-1) 4 stundas, normalizēts pēc sieviešu IL-15/IL{ MFI {18}} ārstēšana (n=8 vienai grupai). f,g, procentuālā daļa IFN{{20}} (f) un normalizētā IFN-MFI (g) CD3−CD56+ sievietēm (n=6) un vīriešiem (n { {25}}) cilvēka NK šūnas, kas kultivētas un stimulētas ar 10 ng ml-1 IL-12 16 stundas K562 šūnu klātbūtnē, normalizētas pēc sieviešu IL MFI-12 ārstēšana. h, i, liesas NK šūnu biežums (h) un absolūtais skaits (i) gonadektomizētām peļu mātītēm un tēviņiem (n=18 katrā grupā). j,k, procentuālā daļa IFN- + (j) un normalizētā IFN-MFI (k) no kopējām liesas NK šūnām, kas izolētas no gonadektomizētām peļu mātītēm un tēviņiem un kultivētas ar NT vai IL-15 (50 ng ml- 1) un IL-12 (20 ng ml-1) 4 stundas (n=12 vienai grupai). Dati atspoguļo 2–4 neatkarīgus eksperimentus. Paraugi tika salīdzināti, izmantojot abpusēji nepāra Stjudenta t-testu, un datu punkti ir parādīti kā atsevišķas peles ar vidējo ± sem (*P < 0,05; **P < 0,01; ***P < 0,001; ****P < 0,0001). Konkrētās P vērtības ir šādas: b=0.0002; c=0.006; d=0.0036; e=0.0013; f=0.04; g=0.03; h < 0,0001; i=0.0006; j=0.0234; k=0.0019.

Lai definētu mehānismus, kas ir pamatā palielinātam NK šūnu skaitam UTXNKD pelēm (CD45.2+ ), tika iegūta jauktu kaulu smadzeņu himērisko (mBMC) peļu attiecība 1:1 ar WT (CD45.1+ ). . Sešas nedēļas pēc atšķaidīšanas mēs novērojām sieviešu UTXNKD (CD45.2+ ) NK šūnu izteiktu konkurences priekšrocību salīdzinājumā ar WT sieviešu recipientiem (CD451x2 ) pēc kaulu smadzeņu transplantācijas (paplašinātie dati 3.b, c. att.). Atšķirībā no NK šūnām, T šūnām no tā paša donora (UTXNKD, CD45.{12}} ), kas ir pietiekami UTX NK specifiskas UTX dzēšanas dēļ, uzrādīja sākotnējo injekcijas attiecību (1:1; paplašinātie dati att. 3b, c). Šie dati liecina, ka attīstības laikā UTX represēja NK šūnu skaitu šūnām raksturīgā veidā. Lai pārbaudītu, vai šo fenotipu noteica proliferācijas atšķirības, mēs analizējām šūnu dalīšanās marķieri Ki67 liesas NK šūnās WT: UTXNKD mBMC pelēm, kas injicētas proporcijā 4:1, lai normalizētu šūnu skaitu starp genotipiem. Paradoksāli, bet UTXNKD NK šūnas uzrādīja zemākas Ki67+ šūnu frekvences un uzrādīja mazāku CFSE atšķaidījumu, reaģējot uz IL-15 (paplašinātie dati, 3.d, e att.). Šie rezultāti liecina, ka augstāks NK šūnu skaits, kas novērots UTXNKD pelēm, nebija saistīts ar palielinātu proliferāciju. Ņemot vērā šos rezultātus, mēs izvirzījām hipotēzi, ka paaugstināts NK šūnu biežums UTXNKD pelēm (3.c, d att.) varētu būt saistīts ar uzlabotu NK šūnu piemērotību šūnām, ja nav UTX ekspresijas. Lai pārbaudītu šo iespēju, ģenētiski atšķirīgas WT (CD451x2 ) un UTXNKD (CD45.2+ ) liesas NK šūnas tika marķētas ar Cell Trace Violet (CTV) un pārnestas uz WT (CD45.1+ ) saņēmējiem plkst. 1:1 attiecība (paplašinātie dati 3.f att.). 7. dienā pēc pārvietošanas pārnestā populācija tika novirzīta uz UTXNKD NK šūnām saņēmēju liesās (3.e, f att.), parādot šūnām raksturīgo UTX nomākšanu nobriedušu NK šūnu homeostāzes gadījumā. Šī atšķirība nebija saistīta ar izmainītu proliferāciju, jo KTV atšķaidījums abās pārnestajās populācijās bija minimāls 7. dienā pēc pārvietošanas (paplašinātie dati, 3.g attēls). Lai pārbaudītu, vai UTX nomāca NK šūnu homeostāzi, regulējot apoptozi, mēs salīdzinājām šķeltās kaspāzes 3 ekspresiju šķirotās NK šūnās, kas inkubētas ar IL-15 atsevišķi vai ar IL-15 un apoptozes induktors Nutlin{42. }}a29. Zemāka UTX ekspresija korelēja ar samazinātu šķelto kaspāzes 3+ NK šūnu samazināšanos zemas devas IL-15 un Nutlin-3a terapijas klātbūtnē (3g, h att.). Turklāt vīriešu NK šūnām bija arī neliels, bet ievērojams šķelto kaspāzes 3+ NK šūnu biežuma samazinājums, reaģējot uz Nutlin-3a, salīdzinot ar sieviešu NK šūnām, kas saglabājās arī pelēm ar gonadektomiju (paplašinātie dati). 3h–k att.). Turklāt NK šūnu apoptozes un izdzīvošanas regulēšana ir atkarīga no Bcl-2 (anti-apoptotiskā faktora)30 relatīvajiem ekspresijas līmeņiem, ko var antagonizēt Bim (pro-apoptotiskais faktors)31. Salīdzinot ar WT NK šūnām, UTXNKD NK šūnām bija paaugstināta Bcl-2 intracelulārā proteīna ekspresija un neliels Bim pieaugums (3.i, j att. un paplašinātie dati 3.l att.). Tā rezultātā UTXNKD NK šūnās ievērojami palielinājās Bcl-2:Bim attiecība (3.k att.). Vīriešu NK šūnām bija arī ievērojams Bcl-2:Bim attiecības pieaugums (3.l attēls), kas saglabājās arī pēc gonadektomijas (3. zīm.). Šie dati kopā parāda, ka mainīti UTX līmeņi var būt par pamatu dzimumu atšķirībām NK šūnu piemērotībā, regulējot Bcl-2 ekspresiju.

Fig. 2 | X-linked UTX displays sexually dimorphic gene expression independent of sex hormones.a Normalized expression of XCI escapee genes using DICE database RNA-seq data on sorted NK cells from human females (n = 36) versus males (n = 54) normalized to females. b, Normalized expression of XCI escapee genes by quantitative PCR with reverse transcription (RT–qPCR) in splenic NK cells from female versus male mice (C57BL/6; 8 weeks old, n = 5 per group). Genes are ordered by increasing fold change between females and males from left to right. c,d, Representative histogram (c) and normalized MFI (d) of UTX protein expression in splenic NK cells from naive female versus male mice by flow cytometry, normalized to MFI of female mice (C57BL/6; 8 weeks old; n = 15 per group). e, Relative expression of Kdm6a (UTX) by RT–qPCR of isolated splenic NK cells normalized to females (n = 6 per group). f,g Representative histograms (f) and relative UTX MFI (g) of NK cells by flow cytometry from spleens of gonadectomized female and male mice (n = 6 per group) normalized to female. Samples were compared using unpaired two-tailed Student's t-test and data points are presented as individual mice with the mean ± s.e.m. (*P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001). Specific P values are as follows: a < 0.001; b: Ddx3x = 0.03, Kdm5c = 0.0017, Eif2s3 = 0.0113, Kdm6a = 0.000087; d = 0.003; e = 0.008; g = 0.0029).

2. att.|X-saistītā UTX parāda seksuāli dimorfisku gēnu ekspresiju neatkarīgi no dzimumhormoniem.a Normalizēta XCI aizbēgušo gēnu ekspresija, izmantojot DICE datu bāzes RNS-seq datus par šķirotām NK šūnām no cilvēka mātītēm (n=36) pret vīriešiem (n {{4) }}) normalizēts sievietēm. b, XCI aizbēgušo gēnu normalizēta ekspresija ar kvantitatīvu PCR ar reverso transkripciju (RT-qPCR) liesas NK šūnās no peļu mātītēm un tēviņiem (C57BL/6; 8 nedēļas vecs, n=5 katrā grupā). Gēni tiek sakārtoti, palielinoties locījuma maiņai starp mātītēm un tēviņiem no kreisās uz labo pusi. c, d, reprezentatīvā histogramma (c) un normalizētā MFI (d) UTX proteīna ekspresijai liesas NK šūnās no naivām peļu mātītēm pret tēviņiem, izmantojot plūsmas citometriju, normalizēta uz MFI peļu mātītēm (C57BL/6; 8 nedēļas vecs; n { {12}} vienai grupai). e, Kdm6a (UTX) relatīvā ekspresija ar izolētu liesas NK šūnu RT-qPCR, kas normalizētas sievietēm (n=6 katrā grupā). f,g Reprezentatīvās histogrammas (f) un relatīvās UTX MFI (g) NK šūnām, izmantojot plūsmas citometriju no gonadektomizētu peļu un vīriešu dzimuma peļu liesām (n=6 katrā grupā), kas normalizētas uz mātītēm. Paraugi tika salīdzināti, izmantojot nesapārotu Studenta t-testu, un datu punkti ir parādīti kā atsevišķas peles ar vidējo ± sem (*P < 0.{{20}}5; **P < 0,01; ***P < 0,001). Specifiskās P vērtības ir šādas: a < 0,001; b: Ddx3x=0.03, Kdm5c=0.0017, Eif2s3 = 0.0113, Kdm6a=0.000087; d=0.003; e=0.008; g=0.0029).

UTX uzlabo NK šūnu efektora funkciju

Tā kā vīriešu NK šūnām bija samazināta IFN ražošana (1.d, e att.) neatkarīgi no dzimumdziedzeru hormoniem (1.j, k att.), mēs pēc tam mēģinājām noteikt, vai šo fenotipu regulē UTX līmenis. Pēc citokīnu stimulācijas IFN- - producējošo šūnu (4.a att. un paplašināto datu 4.a, b att.), kā arī IFN-MFI (4.a att.) biežums un absolūtais skaits bija līdzīgs starp vīriešu WT un sieviešu UTXHet NK. šūnas. Sieviešu UTXHet NK šūnu IFN produkcija bija starpposms starp sieviešu WT un sieviešu UTXNKD NK šūnām (4.a att. un paplašinātie dati 4.a, b att.). Šī tendence tika novērota arī, salīdzinot NK šūnu IFN uzkrāšanos ar ELISA metodi (4.b attēls). Turklāt šī parādība nebija specifiska IFN- , jo granulocītu makrofāgu koloniju stimulējošā faktora (GM-CSF) ražošana, pro-iekaisuma NK efektora molekula32, arī tika samazināta, samazinoties UTX kopiju skaitam sieviešu NK šūnās (4.c att. ).

Papildus citokīnu ražošanai NK šūnu citolītiskā aktivitāte ir būtiska pretvīrusu33 un pretaudzēju aizsardzībai34. Lai novērtētu dzimumu atšķirības NK šūnu citotoksicitātē, mēs veicām nogalināšanas testus ar galvenās histokompatibilitātes kompleksa (MHC) I klases deficīta MC38 šūnām kā mērķi. Ar efektora un mērķa attiecību 4:1 vīriešu WT NK šūnām bija ievērojami zemāka mērķa šūnu līze, salīdzinot ar mātītēm WT (4.d attēls), kas tika saglabāta gonadektomizētām pelēm (paplašinātie dati 4.c att.). Vīriešu NK šūnu izraisītā mērķa šūnu nogalināšana nebija saistīta ar atšķirībām degranulācijā, jo CD107a līmenis sieviešu un vīriešu NK šūnās bija līdzīgs (paplašinātie dati 4.d, e att.). Tomēr tēviņi radīja ievērojami zemāku citotoksisko molekulu perforīna un granzīma B līmeni, reaģējot uz IL-15 un anti-NK1.1 aktivējošo receptoru ligāciju (paplašinātie dati, 4.d, e att.). Proti, UTXHet un vīriešu WT NK šūnas uzrādīja līdzīgu nogalināšanas spēju (4.d att.), kas bija starpposms starp sieviešu WT un UTXNKD NK šūnām (4.d attēls). Kopā šie dati liecina, ka UTX pastiprina NK šūnu citotoksicitāti atkarībā no devas.

Desert ginseng-Improve immunity (2)

cistanche tubulosa-uzlabo imūnsistēmu

Ņemot vērā novēroto UTX zuduma ietekmi uz NK šūnu efektora funkciju, mēs pārbaudījām, vai UTXNKD peles bija neaizsargātākas pret vīrusu infekciju. Ātra IFN un GM-CSF ražošana ir būtiska NK šūnu mediētajai pretvīrusu kontrolei20. Pārsteidzoši, ka UTXNKD peles ātri padevās infekcijai (n=3/8 izdzīvoja) pēc subletālas MCMV devas iedarbības (4.e attēls). Turklāt liesas NK šūnām ar UTX deficītu 1.5. dienā pēc inficēšanās bija izteikti IFN ražošanas un granzīma B ražošanas defekti kopējās NK šūnās (4.f att. un paplašinātie dati, 4.f, g att.). Turklāt līdzīgs UTXNKD IFN ražošanas defekts tika novērots visās nogatavināšanas apakšgrupās (paplašinātie dati 4.h att.), kas nozīmē, ka UTX kontrolē IFN ražošanu neatkarīgi no nogatavināšanas. Lai apstiprinātu, vai UTX ekspresijas deva nobriedušās NK šūnās ir saistīta ar IFN veidošanos vīrusu infekcijas laikā in vivo, mēs izveidojām transgēnas peles, lai panāktu ar tamoksifēnu inducējamu UTX dzēšanu (Kdm6afl/fl Rosa26ERT2CRE+, turpmāk saukts par iUTX−/ −; Papildu datu tabula 1). mBMC peles tika ražotas ar 1:1 WT (CD45.1+ ) un iUTX−/− (CD45.2+ ) maisījumu, lai ierobežotu UTX dzēšanu hematopoētiskajā nodalījumā. WT:iUTX-/- mBMC peles tika ārstētas ar tamoksifēnu tieši pirms inficēšanās ar MCMV, lai likvidētu UTX ekspresiju (4.g att.). IDX−/− (CD45.2+ ) NK šūnas ražo mazāk IFN- salīdzinājumā ar to WT līdziniekiem (4.h att. un paplašinātie dati 4.i att.). Tamoksifēna ievadīšana WT:iUTX-/- mBMC pelēm izraisīja atšķirīgas UTX proteīna zuduma pakāpes un uzrādīja nozīmīgu pozitīvu korelāciju starp intracelulāro UTX līmeni un IFN veidošanos 1.5. dienā pēc inficēšanās (4.i attēls). Šie rezultāti parāda, ka šūnām raksturīgie UTX līmeņi nobriedušās NK šūnās regulē efektoramolekulu veidošanos un turpmāko aizsardzību pret MCMV infekciju.

Fig. 3 | UTX suppresses NK cell fitness. a,b, Frequency (F and M WT: n = 12; F UTXHet: n = 16; a) and absolute numbers (F WT: n = 6; M WT: n = 8; F UTXHet: n = 9; b) of NK cells in the spleen of female (F) WT, male (M) WT and F UTXHet mice. c,d, Frequency (WT: n = 12; UTXHet: n = 16; UTXNKD: n = 6; c) and absolute numbers (WT: n = 8; UTXHet: n = 12; UTXNKD: n = 6; d) of NK cells in spleen of F WT, UTXHet and UTXNKD mice. e, Representative contour plots of congenically distinct WT (CD451x2 ) and UTXNKD (CD45.2+ ) NK cells transferred into WT (CD45.1+ ) recipients at a 1:1 ratio before injection (left) and on day 7 after transfer (right). f, Frequency of WT and UTXNKD cells in the spleen of recipient mice before injection and day 7 after transfer (n = 6). g,h, Representative histograms (g) and percentage (h) of cleaved caspase 3+ NK cells of female WT, UTXHet, and UTXNKD mice cultured with IL-15 (5 ng ml−1) and either dimethylsulfoxide (DMSO; F WT: n = 7; F UTXHet: n = 11; F UTXNKD: n = 6) or 2.5 μM Nutlin-3a (F WT: n = 3; F UTXHet: n = 7; F UTXNKD: n = 3) for 24 h. i–k, Normalized Bcl-2 MFI (i), Bim MFI (j), and Bcl-2:Bim MFI ratio (k) in splenic NK cells from female WT and UTXNKD mice (n = 5). l,m, Bcl-2:Bim MFI ratio in splenic NK cells from female WT and male WT mice (n = 6; l) and gonadectomized female and male mice (n = 11; m). Data are representative of 2–4 independent experiments. Samples were compared using ordinary one-way analysis of variance (ANOVA; a–d), two-way ANOVA with Tukey's correction for multiple comparisons (h), or unpaired two-tailed Student's t-test (f, i–m). Data points are individual mice with the mean ± s.e.m. (NS, not significant; *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001; ****P < 0.0001). Specific P values are as follows: a: F WT versus M WT = 0.0201, M WT versus UTXHet = 0.989, F WT versus UTXHet = 0.0327, WT versus UTXNKD = 0.001; b: F WT versus M WT = 0.0320, M WT versus UTXHet < 0.99, F WT versus UTXHet = 0.0029, WT versus UTXNKD = 0.001; c: WT versus UTXHet = 0.0375, UTXHet versus UTXNKD and WT versus UTXNKD < 0.0001; d: WT versus UTXHet = 0.0191, UTXHet versus UTXNKD = 0.0278, WT versus UTXNKD = 0.001; f: Pre-injection = 0.3304; day 7 = 0.001918; h: DMSO < 0.0001, Nutlin-3a–F WT versus F UTXHet = 0.0048, rest < 0.0001; i < 0.0001; j = 0.0004; k = 0.0025; l = 0.0115; m = 0.0227.

3. att.|UTX nomāc NK šūnu piemērotību. a,b, frekvence (F un M WT: n=12; F UTXHet: n=16; a) un absolūtie skaitļi (F WT: n=6; M WT: n {{ 4}}; F UTXHet: n=9; b) NK šūnas mātīšu (F) WT, tēviņu (M) WT un F UTXHet peles liesā. c,d, frekvence (WT: n=12; UTXHet: n=16; UTXNKD: n=6; c) un absolūtie skaitļi (WT: n=8; UTXHet: n {{10}}; UTXNKD: n=6; d) NK šūnas F WT, UTXHet un UTXNKD peļu liesā. e. Kongēniski atšķirīgu WT (CD451x2 ) un UTXNKD (CD45.2+ ) NK šūnu reprezentatīvi kontūru diagrammas, kas pārnestas uz WT (CD45.1+ ) saņēmējiem attiecībā 1:1 pirms injekcijas (pa kreisi) un 7. dienā pēc nodošanas (pa labi). f, WT un UTXNKD šūnu biežums recipientu peļu liesā pirms injekcijas un 7. dienā pēc pārvietošanas (n=6). g,h, šķelto kaspāzes 3+ NK šūnu reprezentatīvās histogrammas (g) un procentuālā daļa (h) mātīšu WT, UTXHet un UTXNKD pelēm, kas kultivētas ar IL-15 (5 ng ml-1) un vai nu dimetilsulfoksīds (DMSO; F WT: n=7; F UTXHet: n=11; F UTXNKD: n=6) vai 2,5 μM Nutlin-3a (F WT: n { {33}}; F UTXHet: n=7; F UTXNKD: n=3) 24 stundas. i–k, normalizētā Bcl-2 MFI (i), Bim MFI (j) un Bcl-2:Bim MFI attiecība (k) liesas NK šūnās no WT un UTXNKD peļu mātītēm (n {{ 39}}). l,m, Bcl{{40}}:Bim MFI attiecība liesas NK šūnās no WT peļu mātītēm un tēviņiem WT (n=6; l) un gonadektomizētām peļu mātītēm un tēviņiem (n {{ 42}}; m). Dati atspoguļo 2–4 neatkarīgus eksperimentus. Paraugus salīdzināja, izmantojot parasto vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA; a–d), divvirzienu ANOVA ar Tukey korekciju vairākiem salīdzinājumiem (h) vai nesapārotu Stjudenta t-testu (f, i–m). Datu punkti ir atsevišķas peles ar vidējo ± sem (NS, nav nozīmīgas; *P < 0.05; **P < 0.01; * **P < 0.001; ****P < 0,0001). Konkrētās P vērtības ir šādas: a: F WT pret M WT=0.0201, M WT pret UTXHet=0.989, F WT pret UTXHet=0.0327, WT pret UTXNKD { {63}}.001; b: F WT pret M WT=0.0320, M WT pret UTXHet < 0.99, F WT pret UTXHet=0.0029, WT pret UTXNKD=0.001; c: WT pret UTXHet=0.0375, UTXHet pret UTXNKD un WT pret UTXNKD < 0,0001; d: WT pret UTXHet=0.0191, UTXHet pret UTXNKD=0.0278, WT pret UTXNKD=0.001; f: pirmsinjekcijas=0.3304; diena 7=0.001918; h: DMSO < 0,0001, Nutlin-3a–F WT pret F UTXHet=0,0048, pārējais < 0,0001; i < 0,0001; j=0.0004; k=0.0025; l=0.0115; m=0.0227.

UTX regulē NK šūnas no demetilāzes neatkarīgā veidā

Kā histona demetilāze UTX var kontrolēt NK šūnu homeostāzi un efektorgēnu ekspresijas programmas, katalizējot metilgrupas noņemšanu no trimetilētā histona H3 Lys27 (H3K27me3; represīva histona zīme), lai nodrošinātu hromatīnu aktīvai gēnu ekspresijai35. Tomēr UTX piemīt arī no demetilāzes neatkarīgas aktivitātes, mijiedarbojoties ar epiģenētiskajiem regulatoriem un hromatīna modifikatoriem, lai koordinētu gēnu ekspresiju 36, 37. Lai izpētītu UTX demetilāzes aktivitātes lomu NK šūnu homeostāzes un efektora funkcijas modulēšanā, mēs izmantojām peles, kas ekspresē katalītiski neaktīvu UTX (UTX “demetilāzes mirušās” vai UTXDMD peles; 1. papildu datu tabula), kas satur p.His1146Ala un p.Glu1148Ala. punktu mutācijas katalītiskajā domēnā38. Interesanti, ka UTXDMD un WT peļu mātītēm bija līdzīgas liesas NK šūnu frekvences un absolūtais skaits (5.a–c att.), savukārt UTXNKD pelēm liesas NK šūnu skaits bija palielināts, salīdzinot ar abām. Šie atklājumi liecina, ka UTX NK šūnu skaita apspiešana bija neatkarīga no demetilāzes. Turklāt netika novērotas atšķirības starp WT un UTXDMD NK šūnām spējā ražot IFN, reaģējot uz citokīnu stimulāciju (5.d–f att.). Šie rezultāti parāda, ka UTX funkcija NK šūnu skaita ierobežošanā un IFN ražošanas veicināšanā ir neatkarīga no demetilāzes. Papildus vienai UTX kopijai tēviņi ekspresē katalītiski neaktīvo Kdm6c (kas kodē proteīnu UTY), ar Y-hromosomu saistītu UTX homologu. Mēs apstiprinājām, ka UTY tiek ekspresēts tikai vīriešu NK šūnās no cilvēkiem (paplašinātie dati 5.a att.) un pelēm (paplašinātie dati 5.b att.), un to nemainīja gonadektomija pelēm (paplašinātie dati 5.b att.). Kā minēts iepriekš, NK šūnu skaitā vai efektora funkcijās netika novērotas atšķirības starp vīriešu dzimuma WT (viena UTX un UTY kopija) un mātītes UTXHet (viena UTX kopija) (3.a, b un 4a, d att.), kas liecina par UTY ierobežotā loma NK šūnu homeostāzes un efektora funkcijas regulēšanā. Turklāt vīriešu UTXNKD (Kdm6afl/y Ncr1cre+) peles uzrādīja palielinātu NK šūnu biežumu un absolūto skaitu (paplašinātie dati, 5.c, d att.) un ražoja mazāk IFN- (paplašinātie dati, 5.e–h att.), salīdzinot ar vīriešu dzimuma WT kontroles grupām. atspoguļo izmaiņas, kas novērotas sievietēm ar NK šūnu UTX deficītu. (3a,b un 4a,b att.). Tādējādi UTX zudumam NK šūnās ir līdzīga ietekme uz sievietēm un vīriešiem.

UTX kontrolē NK šūnu transkriptu, pārveidojot hromatīnu

Nesenie pētījumi ir identificējuši NK šūnu regulēšanas shēmas (regulonus), kas nodrošina iedzimto limfoīdo šūnu ātru efektora reakciju pat pirms NK šūnu aktivācijas 39. Kā epiģenētisks modifikators UTX var mainīt transkripciju, organizējot hromatīnu mērķa gēna loku regulējošajos elementos4{{23} }. Lai izpētītu UTX izraisītās hromatīna pieejamības un gēnu ekspresijas modifikācijas NK šūnās, mēs veicām ATAC-seq tandēmā ar lielapjoma RNS-seq uz šķirošanas attīrīta WT (CD45.1+) un UTXNKD (CD45). 9}} ) NK šūnas no 4:1 WT: UTXNKD mBMC pelēm (paplašinātie dati 6.a att.). Izmantojot mBMC peles, tika veikts iekšēji kontrolēts eksperiments un tika samazināti vides traucējošie faktori. Gan ATAC-seq, gan RNA-seq datu pamatkomponentu analīze (PCA) atklāja paraugu grupējumu pēc genotipa (paplašinātie dati 6.b att.). ATAC-seq atklāja 3569 pīķu samazināšanos un 2113 maksimumu palielināšanos UTXNKD, salīdzinot ar WT NK šūnām (log2 reizes izmaiņas > ±0.5, koriģētā P vērtība < 0.05). , viltus atklāšanas līmenis (FDR) < 0.05; Papildu datu 2. tabula). Turklāt RNS-seq identificēja 701 samazinātu un 554 palielinātu gēnu UTXNKD salīdzinājumā ar WT (log2 reizes izmaiņas > ±0,5, koriģētā P vērtība <0,05, FDR <0,05; paplašinātie dati 6.c attēls un papildu datu tabula 3). Šie atklājumi liecina par dziļām izmaiņām gan hromatīna ainavā, gan NK šūnu transkriptā, ja nav UTX.

Desert ginseng-Improve immunity (15)

cistanche augu paaugstinošā imūnsistēma

ATAC-seq un RNA-seq integratīvā analīze identificēja 395 gēnus, kas ir gan atšķirīgi pieejami, gan izteikti ar nozīmīgu pozitīvu korelāciju (Spīrmena korelācija: R=0.62, P < 2,2 × 10-16) starp vidējo log2. ATAC-seq pīķu izmaiņas reizes un RNS-seq ekspresijas izmaiņas log2 reizes (paplašinātie dati 6.d att.). Izplūdušā c-mean klasterizācija gan ATAC-seq, gan RNA-seq datu kopās identificēja sešas galvenās kopas, kurām bija ievērojami samazināta (1., 2., 3. un 6. kopa) vai palielināta (4. un 5. kopa) nepieejamība (6.a attēls) un izteiksme. (6.b att.) UTXNKD NK šūnās. Funkcionālās bagātināšanas analīzei g:Profiler tika izmantots, lai analizētu diferenciāli ekspresētu gēnu kopas, kas identificētas ar RNS-seq (6.c attēls). Galvenie ceļi, piemēram, imūnsistēmas process, citokīnu veidošanās, IFN veidošanās, limfocītu aktivācija un imūnefektora process, bija saistīti ar samazinātu UTXNKD ekspresiju (1., 2., 3. un 6. klasteris; 6.c attēls). Tikmēr tādi ceļi kā attīstības process, biosintētiskais process un vielmaiņas process bija būtiski saistīti ar paaugstinātu UTXNKD ekspresiju (4. un 5. klasteris; 6.c attēls). Jāatzīmē, ka šūnu nāves ceļa gēnu analīze atklāja vairākus gēnus, kas ir atšķirīgi ekspresēti (paplašinātie dati 6.e att.). Konkrēti, tika palielināta anti-apoptotiskā gēna Bcl2 ekspresija, bet samazināta proapoptotiskā gēna Casp3 ekspresija (paplašinātie dati 6.e att.). Kopumā šie atklājumi norāda uz UTX zudumu, kas maina hromatīna pieejamību un gēnu ekspresiju, kas saistīti ar NK šūnu homeostāzi un efektora funkciju.

Fig. 4 | UTX enhances NK cell effector function and is required for survival against viral infection. a Percentage IFN-γ+ and normalized IFN-γ MFI of NK cells from female WT (n = 8), male WT (n = 8), female UTXHet (n = 12) and female UTXNKD (n = 6) mice with no treatment (NT) or IL-15 (50 ng ml−1) and IL-12 (20 ng ml−1) for 4 h, normalized to MFI of female IL-15/IL-12 treatment. b,c, IFN-γ (b) and GM-CSF (c) concentrations measured by ELISA in supernatants from female WT (n = 4), UTXHet (n = 5) and UTXNKD (n = 3) NK cells with NT or IL-12 (20 ng ml−1) and IL-18 (10 ng ml−1) for 4 h. d, Specific lysis of MHCI-deficient MC38 (target) cells by female WT (n = 5), male WT (n = 8), female UTXHet (n = 12) or female UTXNKD (n = 6) NK (effector) cells for 16 h at a 4:1 effector: target ratio, normalized to lysis by female WT. e, Kaplan–Meier survival curves of WT and UTXNKD mice infected with MCMV (n = 8). Mantel–Cox test (P = 0.0093). f, Percentage IFN-γ+ (n = 14), normalized IFN-γ MFI (n = 14) and granzyme B (GzmB) MFI (n = 8) relative to WT in splenic NK cells on D1.5 after MCMV infection of 4:1 WT:UTXNKD mBMC mice. g, Schematic of 1:1 WT (CD45.1+ ) and iUTX−/− (CD45.2+ ) bone marrow (BM) transferred into busulfan-depleted hosts and treated with 1 mg tamoxifen for 3 d before MCMV infection. h, Percentage IFN-γ+ and normalized IFN-γ MFI of NK cells from 1:1 WT:iUTX−/− mBMC mice on D1.5 after MCMV infection, normalized to WT (n = 6). i, Two-tailed Pearson correlation of IFN-γ versus UTX MFI of NK cells (n = 12; r 2 = 0.775; P < 0.0001). Data are representative of 2–3 independent experiments. Two-way ANOVA (a–c), one-way ANOVA with Tukey's correction for multiple comparisons (d), or paired two-tailed Student's t-test (f,h) were used. Data points are individual mice with the mean ± s.e.m. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001; ****P < 0.0001. Specific P values: a: F WT versus M WT = 0.0027, F WT versus F UTXHet and F WT versus F UTXNKD < 0.0001, M WT versus F UTXHet = 0.269, F UTXHet versus F UTXNKD = 0.0007; b: WT versus UTXHet = 0.0037, UTXHet versus UTXNKD = 0.0011, WT versus UTXNKD < 0.0001; c: WT versus UTXHet = 0.0026, UTXHet versus UTXNKD = 0.0349, WT versus UTXNKD < 0.0001; d: F WT versus M WT = 0.0005, F WT versus F UTXHet and F WT versus F UTXNKD < 0.0001, M WT versus F UTXHet = 0.1616, F UTXHet versus F UTXNKD = 0.0439; f: %IFN-γ+ < 0.0001, IFN-γ MFI = 0.0024, GzmB = 0.0032; g: %IFN-γ+ < 0.0001, IFN-γ MFI = 0.0018. PI, post-infection.

4. att.|UTX uzlabo NK šūnu efektora funkciju un ir nepieciešama izdzīvošanai pret vīrusu infekciju. NK šūnu procentuālā daļa IFN- + un normalizētā IFN-MFI no sievietes WT (n=8), vīriešu WT (n=8), sievietes UTXHet (n=12) un mātītes UTXNKD (n=6) peles bez ārstēšanas (NT) vai IL-15 (5{{70}} ng ml−1) un IL{{1{{8{ {82}}}}}} (20 ng ml-1) 4 stundas, normalizēts pēc sieviešu IL-15/IL-12 ārstēšanas MFI. b,c, IFN- (b) un GM-CSF (c) koncentrācijas, kas noteiktas ar ELISA metodi supernatantos no sieviešu kārtas WT (n=4), UTXHet (n=5) un UTXNKD (n {{2). 0}}) NK šūnas ar NT vai IL-12 (20 ng ml−1) un IL-18 (1{{1{{1{{115} }8}}4}} ng ml-1) 4 stundas. d, MHCI deficītu MC38 (mērķa) šūnu specifiska līze, ko veic sievietes WT (n {{30}}), vīriešu WT (n=8), sievietes UTXHet (n=12) ) vai sieviešu UTXNKD (n=6) NK (efektoru) šūnas 16 stundas ar efektora: mērķa attiecību 4:1, normalizētas līdz līzei ar sieviešu WT. e, Kaplan-Meier izdzīvošanas līknes WT un UTXNKD pelēm, kas inficētas ar MCMV (n=8). Mantela–Koksa tests (P=0.0093). f, procentuālais IFN- + (n=14), normalizēts IFN-MFI (n=14) un granzīms B (GzmB) MFI (n=8) attiecībā pret WT liesā NK šūnas D1.5 pēc MCMV infekcijas 4:1 WT:UTXNKD mBMC pelēm. g, Shēma 1:1 WT (CD45.1+ ) un iUTX−/− (CD45.2+ ) kaulu smadzenēm (BM), kas pārnestas uz saimniekiem, kuriem ir noplicināts busulfāns un apstrādāts ar 1 mg tamoksifēna 3 d pirms MCMV infekcijas. h, procentuālais IFN- + un normalizēts IFN-MFI no NK šūnām no 1:1 WT:iUTX−/− mBMC pelēm D1.5 pēc MCMV infekcijas, normalizēts līdz WT (n=6). i, Divpusējā Pīrsona korelācija starp NK šūnu IFN un UTX MFI (n=12; r 2=0.775; P < 0,0001). Dati atspoguļo 2–3 neatkarīgus eksperimentus. Tika izmantota divvirzienu ANOVA (a–c), vienvirziena ANOVA ar Tukey korekciju vairākiem salīdzinājumiem (d) vai pāra divvirzienu Stjudenta t-tests (f, h). Datu punkti ir atsevišķas peles ar vidējo ± sem *P < 0,05; **P < 0,01; ***P < 0,001; ****P < 0,0001. Specifiskās P vērtības: a: F WT pret M WT=0.0027, F WT pret F UTXHet un F WT pret F UTXNKD < 0,0001, M WT pret F UTXHet=0.269, F UTXHet pret F UTXNKD=0.0007; b: WT pret UTXHet=0.0037, UTXHet pret UTXNKD=0.0011, WT pret UTXNKD < 0.0001; c: WT pret UTXHet=0.0026, UTXHet pret UTXNKD=0.0349, WT pret UTXNKD < 0,0001; d: F WT pret M WT=0.0005, F WT pret F UTXHet un F WT pret F UTXNKD < 0,0001, M WT pret F UTXHet=0.1616, F UTXHet pret F UTXNKD {{112 }}.0439; f: %IFN- + < 0,0001, IFN- MFI=0.0024, GzmB=0.0032; g: %IFN- + < 0,0001, IFN- MFI=0.0018. PI, pēcinfekcijas.

Fig. 5 | UTX controls NK cell homeostasis and IFN-γ production independent of demethylase activity. a–c, Representative density plots (a), frequency (b), and absolute number (c) of NK cells in the spleens of female WT, UTXDMD, and UTXNKD mice (n = 5 per group). d–f, Representative contour plots (d), percentage IFN-γ+ (e), and normalized IFN-γ MFI (f) of female WT, UTXDMD, and UTXNKD NK cells (n = 5 per group) normalized to WT. Data are representative of 2–3 independent experiments. Samples were compared using one-way ANOVA with Tukey's correction for multiple comparisons. Data points are presented as individual mice with the mean ± s.e.m. *P < 0.05; **P < 0.01; ****P < 0.0001. Specific P values are as follows: b: WT versus UTXDMD = 0.7353, WT versus UTXNKD and UTXDMD versus UTXNKD < 0.0001; c: WT versus UTXDMD = 0.4888, WT versus UTXNKD and UTXDMD versus UTXNKD < 0.0001; e: WT versus UTXDMD = 0.855, WT versus UTXNKD = 0.0030, UTXDMD versus UTXNKD = 0.0380; f: WT versus UTXDMD = 0.1382, WT versus UTXNKD = 0.0079, UTXDMD versus UTXNKD = 0.0166.

5. att.|UTX kontrolē NK šūnu homeostāzi un IFN ražošanu neatkarīgi no demetilāzes aktivitātes. a–c, reprezentatīvie blīvuma diagrammi (a), biežums (b) un NK šūnu absolūtais skaits (c) mātīšu WT, UTXDMD un UTXNKD peļu liesās (n=5 katrā grupā). d–f, sieviešu WT, UTXDMD un UTXNKD NK šūnu reprezentatīvie kontūru diagrammi (d), procentuālais IFN- + (e) un normalizētais IFN-MFI (f) (n=5 katrā grupā) normalizēts uz WT. Dati atspoguļo 2–3 neatkarīgus eksperimentus. Paraugi tika salīdzināti, izmantojot vienvirziena ANOVA ar Tukey korekciju vairākiem salīdzinājumiem. Datu punkti ir parādīti kā atsevišķas peles ar vidējo ± sem *P < 0.05; **P < 0.01; ****P < 0.0001. Specifiskās P vērtības ir šādas: b: WT pret UTXDMD=0.7353, WT pret UTXNKD un UTXDMD pret UTXNKD < 0,0001; c: WT pret UTXDMD=0.4888, WT pret UTXNKD un UTXDMD pret UTXNKD < 0,0001; e: WT pret UTXDMD=0.855, WT pret UTXNKD=0.0030, UTXDMD pret UTXNKD=0.0380; f: WT pret UTXDMD=0.1382, WT pret UTXNKD=0.0079, UTXDMD pret UTXNKD=0.0166.

Ņemot vērā genoma mēroga atšķirības pieejamības un gēnu ekspresijā, ko novērojām ar ATAC-seq un RNA-seq, mēs izpētījām arī tiešos UTX-mediētos efektus. Mēs veicām anti-UTX CUT&Tag, kam sekoja sekvencēšana, ļaujot noteikt ar UTX saistītos DNS reģionus, izmantojot uz antivielām balstītu imūnprecipitācijas metodi41. Anti-UTX CUT&Tag uz šķirošanas attīrītām WT un UTXNKD NK šūnām atklāja 5746 ar UTX saistītos maksimumus (FDR < 0.01, koriģētā P vērtība < 0,05; 6.d att. un papildu datu 4. tabula). Gan ATAC-seq, gan RNA-seq datu PCA atklāja paraugu grupējumu pēc genotipa (paplašinātie dati 6.f att.). Mēs identificējām 191 gēnu, kas bija saistīti ar UTX, atšķirīgi pieejami ar ATAC-seq un atšķirīgi izteikti ar RNS-seq (6. d attēls). Šajā 191 gēnā lielākā daļa ar UTX saistīto pīķu atradās promotora (20,58%), introniskā (46,94%) un starpgēnu (27,4%) reģionos (6.e attēls). Ievērības cienīgi gēni, kas iesaistīti NK šūnu homeostāzē (Bcl2 un Thy1; 6.f att.) 30,42 un efektora funkcijā (Ifng un Csf2) bija saistīti ar UTX, bija atšķirīgi pieejami un atšķirīgi ekspresēti (6.g att.). Turklāt no 191 UTX saistītā gēna 140 gēnu ekspresija tika samazināta, bet atlikušā 51 gēna ekspresija tika palielināta (3. papildu datu tabula), kas apstiprina iepriekšēju ziņojumu T šūnās, ka UTX darbojas gan gēnu transkripcijas aktivizēšanā, gan nomākšanā43. Enrichr ceļa analīze44 uz šiem 191 UTX saistītajiem gēniem atklāja samazinātu iekaisuma reakciju, IFN-signalizācijas un NK šūnu citotoksicitātes ceļus UTXNKD NK šūnās (paplašinātie dati 6.g att.). Un otrādi, UTXNKD NK šūnās tika novēroti palielināti šūnu kataboliskie procesi un apoptozes signalizācijas ceļi, kas ietver gan proapoptotiskos, gan anti-apoptotiskos gēnus (piemēram, Bcl2, Bbc3 un Gadd45g). Starp 865 UTX saistītajām virsotnēm ar UTX atkarīgām ekspresijas un hromatīna pieejamības atšķirībām (191 unikāls gēns) lineārās regresijas analīze uzrādīja nozīmīgu pozitīvu korelāciju (Pīrsona R=0.5165, P < 0,0001) starp hromatīnu. pieejamība un gēnu ekspresija (paplašinātie dati 6.h, i att.). UTX aizņemtie reģioni Bcl2, Thy1, Ifng un Csf2 gēnu lokos atbilda reģioniem, kuros tika novērotas arī pieejamības un gēnu ekspresijas atšķirības (6.f, g att.). Šie dati liecina, ka UTX regulē hromatīna pieejamību un gēnu transkripcijas ceļus, kas ir svarīgi NK šūnu homeostāzes un funkcijas regulēšanā.

Ir zināms, ka UTX mijiedarbojas ar transkripcijas faktoriem (TF), lai organizētu mērķa gēna transkripciju40. Lai identificētu iespējamos TF motīvus ar atšķirīgu pieejamību UTX zuduma dēļ, mēs veicām HOMER (Motifu bagātināšanas hiperģeometriskā optimizācija)45 TF motīvu analīzi diferenciāli pieejamām virsotnēm, kas identificētas ar ATAC-seq (paplašinātie dati 6.j att.). TF, kas saistīti ar NK šūnu efektora funkciju (piemēram, Runt (Runx1 un Runx2)46 un T-box (Eomes, T-bet, Tbr1 un Tbx6)47 ģimenes locekļi), bija nozīmīgāki, un tiem bija lielāks mērķa motīvu procentuālais daudzums, kas saistīti ar samazināta pieejamība UTXNKD (1., 2., 3. un 6. klasteris; paplašinātie dati 6.j att.). Un otrādi, TF, kas saistīti ar proliferāciju, diferenciāciju un metabolismu cinka pirkstā un ETS saimes TF48, bija vairāk saistīti ar palielinātu pieejamību (4. un 5. kopa; paplašinātie dati 6.j att.). Turklāt UTX CUT&Tag veiktā UTX saistīto pīķu TF motīvu analīze apstiprina šos rezultātus, atklājot TF, kas ir kritiski gan NK šūnu efektoru procesos (T-bet, Eomes, Runx1 un Tbx5), gan attīstības programmās (ETS1 un AP-1); Paplašinātie dati 6.k att.). Šie dati liecina gan par atšķirīgu pieejamību, gan tiešu UTX saistīšanos svarīgiem TF saistošiem motīviem, kas saistīti ar NK šūnu piemērotības un efektora procesu regulēšanu. Šīs analīzes liecina, ka UTX modulē hromatīna ainavu, lai kontrolētu NK šūnu homeostāzē (Bcl2 un Thy1) un efektora funkcijā (Ifng un Csf2) svarīgu gēnu ekspresiju. Galu galā šie atklājumi liecina par modeli, kurā atšķirīgi UTX ekspresijas līmeņi var būt seksuālās dimorfisma pamatā NK šūnās kā centrālais NK šūnu fitnesa un efektora funkcijas regulators (6.h att.).

Fig. 6 | Global changes in NK cell chromatin accessibility and transcription mediated by UTX. a–c, 4:1 WT: UTXNKD mBMCs were generated by transferring WT (CD45.1+ ) and UTXNKD (CD45.2+ ) bone marrow into lymphodepleted host mice (CD451x2 ) and allowed to reconstitute for 6 weeks. Splenic NK cells were sorted for ATAC-seq and RNA-seq library preparation (n = 3 per group). Line graphs (left) and heat map (right) of fuzzy c-means clustered differentially accessible peaks identified by ATAC-seq (a) and differentially expressed genes identified by RNA-seq (b) of splenic NK cells from WT: UTXNKD mBMC mice (adjusted P value < 0.05 and membership score > 0.5). Line graphs show the mean (black line) and standard deviation (red ribbon) of mean-centered normalized log2 values of significance (FDR and adjusted P value < 0.05). c, Pathway analysis of significant fuzzy c-means clustered RNA-seq genes using g: Profiler with point size indicating −log10(P value; calculated by g: GOSt using Fisher's one-tailed test). d–g, Anti-UTX CUT&Tag was performed in WT and UTXNKD NK cells and identified 5,746 unique UTX-bound peaks (n = 3 per group). d, Venn diagram outlining overlapping differentially accessible (DA) genes identified by ATAC-seq and differentially expressed (DE) genes identified by RNA-seq. e, Location of UTX-bound peaks. f,g, Representative gene tracks from UCSC Integrated Genome Browser of anti-UTX CUT&Tag ('anti-UTX'), ATAC-seq and RNA-seq of Bcl2 and Thy1 (f) and Ifng and Csf2 (g); y-axis depicts counts per million (CPM). h, Schematic of how differential UTX expression levels underlie sexual dimorphism in NK cell composition and function (left). Diagram of how UTX may be regulating gene programs involved in NK cell numbers and effector function during homeostasis and viral infection (right). Created with BioRender.com.

6. att.|Globālās izmaiņas NK šūnu hromatīna pieejamībā un transkripcijā, ko nodrošina UTX. a–c, 4:1 WT: UTXNKD mBMC tika ģenerēti, pārnesot WT (CD45.1+ ) un UTXNKD (CD45.2+ ) kaulu smadzenes uz saimniekpelēm ar limfodu deficītu (CD451x2 ), un ļāva tām izšķīdināt 6 nedēļas. Liesas NK šūnas tika sakārtotas ATAC-seq un RNA-seq bibliotēkas sagatavošanai (n=3 katrā grupā). Līniju diagrammas (pa kreisi) un siltuma karte (pa labi) ar izplūdušajiem c-vidējumiem, kas sagrupēti atšķirīgi pieejamās virsotnēs, kuras identificētas ar ATAC-seq (a), un atšķirīgi ekspresētiem gēniem, kas identificēti ar RNS-seq (b) liesas NK šūnām no WT: UTXNKD mBMC pelēm. (koriģētā P vērtība < 0.05 un dalības rādītājs > 0.5). Līniju diagrammas parāda vidējo (melnā līnija) un standarta novirzi (sarkanā lente) no vidējās centrētās normalizētās log2 nozīmīguma vērtības (FDR un koriģētā P vērtība < 0,05). c. Nozīmīgu izplūdušo c-means klasterizētu RNS-seq gēnu ceļa analīze, izmantojot g: Profiler ar punktu izmēru, kas norāda -log10 (P vērtība; aprēķina pēc g: GOSt, izmantojot Fišera vienpuses testu). d–g, Anti-UTX CUT&Tag tika veikta WT un UTXNKD NK šūnās un identificēja 5746 unikālus UTX saistītos maksimumus (n=3 katrā grupā). d, Venna diagramma, kurā izklāstīti pārklājošie atšķirīgi pieejamie (DA) gēni, kas identificēti ar ATAC-seq, un atšķirīgi ekspresēti (DE) gēni, kas identificēti ar RNS-seq. e, UTX saistīto pīķu atrašanās vieta. f,g, reprezentatīvi gēnu celiņi no UCSC integrētā genoma pārlūka anti-UTX CUT&Tag (“anti-UTX”), ATAC-seq un RNA-seq Bcl2 un Thy1 (f) un Ifng un Csf2 (g); y ass attēlo skaitu uz miljonu (MPT). h, shēma par to, kā atšķirīgie UTX ekspresijas līmeņi ir seksuālā dimorfisma pamatā NK šūnu sastāvā un funkcijā (pa kreisi). Diagramma par to, kā UTX var regulēt gēnu programmas, kas iesaistītas NK šūnu skaitā un efektora funkcijā homeostāzes un vīrusu infekcijas laikā (pa labi). Izveidots ar BioRender.com.

Diskusija

Dzimums ir būtisks bioloģisks mainīgais lielums vīrusu infekciju iznākuma noteikšanā3. Tas nesen tika ilustrēts ar COVID{1}}, kurā vīriešu dzimums tika identificēts kā galvenais smagas slimības riska faktors5. Turklāt nesenie pētījumi ir saistījuši NK šūnu disfunkciju ar smagu COVID-19 slimību49. Ņemot vērā NK šūnu nozīmi pretvīrusu imunitātē, izpratnei par dzimumu atšķirību pamatcēloņiem NK šūnu bioloģijā būs tālejoša ietekme uz endogēno efektora reakciju optimizēšanu. Šajā pētījumā mēs parādām, ka zemāka UTX ekspresija vīriešu NK šūnās veicina to palielināto skaitu un samazinātu efektora funkcionalitāti. NK šūnu UTX ir nepieciešams, lai kontrolētu NK šūnu piemērotību, modulētu TF saistošo motīvu pieejamību, palielinātu hromatīna pieejamību efektora gēnu lokos un sagatavotu NK šūnas ātrai reakcijai uz vīrusu infekciju.

Papildus NK šūnām ir ziņots par seksuālo dimorfismu B šūnās, monocītos, neitrofilos, CD{0}} T šūnās un CD8+ T šūnās25. Lai gan iepriekš tika ziņots, ka dzimumu atšķirības imūnās šūnās izraisa dzimumdziedzeru dzimumhormoni 50–52, joprojām ir iespējams, ka šo atšķirību apakškopu var saistīt arī ar diferenciālo UTX ekspresiju. Atbalstot šo iespēju, UTX deficīts ir saistīts ar samazinātu T šūnu un nemainīgo NK T šūnu skaitu53–55; un UTX transkripti vīriešu un sieviešu šūnās ir zemāki attiecībā uz vairākiem imūno šūnu tipiem (CD4+ T šūnām, CD8+ T šūnām, monocītiem, B šūnām), kas tiek meklēti DICE datubāzē56. Ir nepieciešami turpmāki fenotipiski pētījumi, lai noteiktu UTX lomu dzimumu atšķirību modulēšanā citos imūno šūnu tipos. NK šūnu mediētās efektora funkcijas ietver citokīnu veidošanos un citotoksisko molekulu ekspresiju. Mūsu daudzveidīgās analīzes liecina, ka UTX nodrošina NK šūnu hromatīna ainavu, lai ātri reaģētu uz vīrusu problēmām, palielinot efektora lokusu pieejamību un transkripciju. Šie pētījumi atklāja 191 gēnu (ieskaitot Ifng un Csf2) 20, 32, kas vienlaikus bija saistīti ar UTX, atšķirīgi pieejami un izteikti. Samazināta IFN un GM-CSF citokīnu ražošana un traucēta UTX deficītu NK šūnu citolītiskā kapacitāte atbalsta UTX lomu efektora funkcionalitātes veicināšanā iekaisuma laikā. Tomēr UTX mediētai gēnu regulēšanai var būt papildu netiešas sekas, kurām ir svarīga loma NK šūnu efektora funkcijā, par ko liecina papildu gēni, kas ir atšķirīgi ekspresēti, bet nav saistīti ar UTX.

Kā H3K27me3 demetilāze UTX nodrošina hromatīnu aktīvai gēnu ekspresijai57. Papildus katalītiskajai aktivitātei UTX darbojas daudzproteīnu kompleksos ar citiem epiģenētiskiem regulatoriem (piemēram, SWI / SNF, MLL4/5 un p300), lai mediētu hromatīna remodelāciju no demetilāzes neatkarīgā veidā36, 57. Mēs ziņojam par UTX demetilāzes neatkarīgajām funkcijām homeostāzes un efektoru programmu regulēšanā NK šūnās. Tas ir pretstatā UTX lomai nemainīgajās NK T šūnās, kurās ir nepieciešama tā demetilāzes aktivitāte53. Tādējādi molekulārie mehānismi, ar kuriem darbojas UTX, var būt specifiski ciltsrakstam. Lai pamatotu šo hipotēzi, ir ziņots, ka UTX mijiedarbojas ar ciltsrakstiem specifiskiem TF T šūnās, lai mērķētu uz efektora lokusiem40. Mūsu HOMER motīvu analīze atklāja iespējamo UTX mijiedarbību ar Runx1, Runx2, Eomes un citiem TF, kas ir svarīgi NK šūnu efektora funkcijai vīrusu infekcijas laikā 46, 47. Turklāt šīs analīzes norāda arī uz UTX mijiedarbību ar KLF1, KLF5, Sp2 un citiem TF, kas saistīti ar NK šūnu proliferāciju, diferenciāciju un metabolismu48. Turklāt mūsu rezultāti atbalsta iepriekš publicētus pētījumus, kuros ziņots, ka UTX citos šūnu veidos koordinē atbildes ar T-bet, Eomes un Tbx5 (40. atsauce), ETS1 (48. atsauce) un AP-1 ( atsauce 58). Visbeidzot, ir pierādīts, ka Runx1 mijiedarbojas ar UTX regulētiem BRG1 un SWI / SNF kompleksiem46. Tomēr, ņemot vērā HOMER analīzes korelatīvo raksturu, ir nepieciešami turpmāki pētījumi ar līdzimunoprecipitāciju un masas spektrometriju, lai eksperimentāli pārbaudītu šīs mijiedarbības in situ. Turklāt, kā konstitutīvs XCI izbēgušais, UTX var būt šūnu tipam specifiski mehānismi, izmantojot divas iespējas: (i) esošo kofaktoru kopumu un (ii) tā epiģenētisko saistīšanas partneru pieejamību. UTX balstās uz kofaktoru (piemēram, Fe (II), -ketoglutarāta un skābekļa) metabolisma ceļu blakusproduktiem, kas ir būtiski tā fermentatīvajai aktivitātei59. Tādējādi, atkarībā no vielmaiņas stāvokļa, UTX demetilāzes funkcijai ir pieejami atšķirīgi kofaktoru kopumi, kas ļauj atšķirīgus katalītiskās aktivitātes līmeņus, pamatojoties uz šūnu tipu. Turklāt UTX funkcionalitāte var būt atkarīga arī no tā saistīšanās partneru aktivitātes un ekspresijas līmeņa (piemēram, MLL3/4, SWI/SNF un p300), kas ir autosomāli kodēti.

Desert ginseng-Improve immunity (21)

cistanche priekšrocības vīriešiem - stiprina imūnsistēmu

Svēršanas faktori, kas definē pacientu apakšgrupas ar dažādām imūnreakcijām, ļaus mums pāriet uz “viens izmērs der visiem” terapeitisko pieeju precīzās medicīnas paradigmai. UTX deficīts ir saistīts ar Kabuki sindromu un Tērnera sindromu60, diviem cilvēka stāvokļiem, kas saistīti ar imūnsistēmas disregulāciju un palielinātu infekciju skaitu. Mūsu atklājumi liecina par iespēju, ka UTX deficīts cilvēka NK šūnās var veicināt šiem pacientiem novēroto vīrusu imūnuzraudzības samazināšanos, lai gan turpmāk būs nepieciešams darbs, lai atbalstītu šo hipotēzi. Turklāt, lai ārstēšanas lēmumos iekļautu dzimumu kā bioloģisku faktoru, ir jāsaprot dzimumu atšķirības NK šūnu funkcijās. Piemēram, vīriešiem ar smagu vīrusu slimību NK šūnu UTX aktivitātes uzlabošana var sniegt terapeitiskus ieguvumus. Mēs sagaidām, ka šīs atziņas būs svarīgas ne tikai vīrusu infekciju, bet arī citu infekciju un vēža gadījumā, kur arī NK šūnām ir svarīga loma. Šie atklājumi var būtiski ietekmēt arī adoptīvo šūnu terapiju, kurā NK šūnas ir intensīvas intereses objekts61.

Atsauces

1. Wilkinson, NM, Chen, HC, Lechner, MG & Su, MA Imunitātes dzimumatšķirības. Annu Rev. Immunol. 40, 75–94 (2022).

2. Klein, SL & Flanagan, KL Imūnās atbildes reakcijas dzimuma atšķirības. Nat. Immunol. 16, 626–638 (2016).

3. Pardue, M.-L. & Wizemann, TM Bioloģiskā ieguldījuma cilvēka veselībā izpēte: vai dzimumam ir nozīme? The National Academies Press https://doi.org/10.17226/10028 (2001).

4. Gianella, S. et al. Dzimuma atšķirības CMV replikācijā un HIV noturībā nomācošās ART laikā. Atvērt forumu Infect. Dis. 7, ofaa289 (2020).

5. Takahashi, T. & Iwasaki, A. Dzimuma atšķirības imūnās atbildes reakcijās. Science 371, 347–348 (2021).

6. Patin, E. et al. Iedzimto imūnšūnu parametru dabiskās izmaiņas galvenokārt nosaka ģenētiskie faktori. Nat. Immunol. 19, 302–314 (2018).

7. Huang, Z. et al. Dzimuma un novecošanās ietekme uz imūno šūnu ainavu, kas novērtēta ar vienas šūnas transkripta analīzi. Proc. Natl Acad. Sci. USA 118, e2023216118 (2021).

8. Talebizadeh, Z., Simon, SD & Butler, MG X hromosomu gēnu ekspresija cilvēka audos: vīriešu un sieviešu salīdzinājumi. Genomics 88, 675–681 (2006).

9. Fang, H., Disteche, CM & Berletch, JB X inaktivācija un bēgšana: epiģenētiskās un strukturālās iezīmes. Priekšpuse. Šūnu izstrādātājs Biol. 7, 219 (2019).

10. Chen, X. et al. Dzimuma atšķirības nervu caurules defektos p53-null pelēm izraisa atšķirības X, nevis Y gēnu komplementā. Izstrādātājs Neirobiol. 68, 265–273 (2008).

11. Smith-Bouvier, DL et al. Dzimuma hromosomu komplementa loma sieviešu aizspriedumos autoimūnās slimībās. J. Exp. Med. 205, 1099–1108 (2008).

12. Souyris, M. et al. TLR7 izvairās no X hromosomu inaktivācijas imūnās šūnās. Sci. Immunol. 3, eaap8855 (2018).

13. Hammer, Q., Ruckert, T. & Romagnani, C. Natural killer cell specificity for virusinfekcijām. Nat. Immunol. 19, 800–808 (2018).

14. Orange, JS Natural killer cell deficīts. J. Allergy Clin. Immunol. 132, 515–525 (2013).

15. Bukowski, JF, Warner, JF, Dennert, G. & Welsh, RM Adoptīvie pārneses pētījumi, kas demonstrē dabisko killer šūnu pretvīrusu iedarbību in vivo. J. Exp. Med. 161, 40–52 (1985).

16. Brauns, MG et al. Dabiskā killer šūnu aktivācijas receptora būtiska iesaistīšanās rezistencē pret vīrusu infekciju. Science 292, 934–937 (2001).

17. Welsh, RM, Brubaker, JO, Vargas-Cortes, M. & O'Donnell, CL Natural killer (NK) šūnu reakcija uz vīrusu infekcijām pelēm ar smagu kombinētu imūndeficītu. NK šūnu stimulēšana un no NK šūnām atkarīga vīrusu infekciju kontrole notiek neatkarīgi no T un B šūnu funkcijas. J. Exp. Med. 173, 1053–1063 (1991).

18. Bancroft, GJ, Shellam, GR & Chalmer, JE. Ģenētiskā ietekme uz dabisko killer šūnu palielināšanos peles citomegalovīrusa infekcijas laikā: korelācija ar rezistences modeļiem. J. Immunol. 126, 988–994 (1981).

19. Menees, KB et al. No dzimuma un vecuma atkarīgas liesas imūno šūnu profila un NK šūnu fenotipu un funkcijas izmaiņas C57BL / 6J pelēm. Immun. Novecošana 18, 3 (2021).

20. Mujal, AM, Delconte, RB & Sun, JC Dabiskās killer šūnas: no iedzimtām līdz adaptīvām iezīmēm. Annu. Immunol. 39, 417–447 (2021).

21. Loh, J., Chu, DT, O'Guin, AK, Yokoyama, WM & Virgin, HWT Dabiskās killer šūnas izmanto gan perforīnu, gan gamma interferonu, lai regulētu peles citomegalovīrusa infekciju liesā un aknās. J. Virols. 79, 661–667 (2005).

22. Orange, JS, Wang, B., Terhorst, C. & Biron, CA Prasības pēc dabiskās slepkavas šūnu radītā gamma interferona aizsardzībā pret peļu citomegalovīrusa infekciju un šī aizsardzības ceļa pastiprināšanu, ievadot interleikīnu-12. J. Exp. Med. 182, 1045–1056 (1995).

23. Nakaya, M., Tachibana, H. & Yamada, K. Ietekme estrogēnu uz interferon-gamma producing šūnu populāciju peles splenocytes. Biosci. Biotehnoloģija. Biochem. 70, 47–53 (2006).

24. Chiossone, L. et al. Peles NK šūnu nobriešana ir 4-posma attīstības programma. Blood 113, 5488–5496 (2009).

25. Wainer Katsir, K. & Linial, M. Cilvēka gēni, kas izvairās no X-inaktivācijas, ko atklāj vienas šūnas ekspresijas dati. BMC Genomics 20, 201 (2019).

26. Yang, F., Babak, T., Shendure, J. & Disteche, CM Globāls pētījums par izkļūšanu no X inaktivācijas ar RNS sekvencēšanu pelē. Genome Res. 20, 614–622 (2010).

27. Berletch, JB et al. Bēgšana no X inaktivācijas atšķiras peles audos. PLoS Genet. 11, e1005079 (2015).

28. Arnold, AP. Četri galvenie genotipi un XY* peles modeļi: atjauninājums par ietekmi uz SABV izpēti. Neirosci. Biobehav. Atkl. 119, 1–8 (2020).

29. Hasegawa, H. et al. P53 aktivizēšana ar Nutlin-3a, MDM2 antagonistu, izraisa apoptozi un šūnu novecošanos pieaugušo T-šūnu leikēmijas šūnās. Leukemia, 23, 2090–2101 (2009).

30. Riggan, L. et al. Transkripcijas faktors Fli1 ierobežo atmiņas prekursoru NK šūnu veidošanos vīrusu infekcijas laikā. Nat. Immunol. 23, 556–567 (2022).

31. Min-Oo, G., Bezman, NA, Madera, S., Sun, JC & Lanier, LL Proapoptotic Bim regulē antigēnu specifisko NK šūnu kontrakciju un atmiņas NK šūnu kopuma veidošanos pēc citomegalovīrusa infekcijas. J. Exp. Med. 211, 1289–1296 (2014).

32. Louis, C. et al. No NK šūnām iegūtais GM-CSF pastiprina iekaisuma artrītu un to negatīvi regulē NVS. J. Exp. Med. 217, e20191421 (2020).

33. Bjorkstrom, NK, Strunz, B. & Ljunggren, HG Dabiskās killer šūnas pretvīrusu imunitātē. Nat. Immunol. 22, 112–123 (2022).

34. Smits, MJ et al. Perforīns ir galvenais audzēja metastāžu NK šūnu kontroles veicinātājs. J. Immunol. 162, 6658–6662 (1999).

35. Van der Meulen, J., Speleman, F. & Van Vlierberghe, P. The H3K27me3 demethylase UTX in normal development and disease. Epigenetics 9, 658–668 (2014).

36. Wang, SP et al. UTX-MLL4-p300 transkripcijas regulējošais tīkls koordinēti veido aktīvās pastiprinātāja ainavas, lai izraisītu transkripciju. Mol. Cell 67, 308–321 (2017).

37. Gozdecka, M. et al. UTX mediētais pastiprinātājs un hromatīna remodelēšana nomāc mieloīdo leikoģenēzi, izmantojot ETS un GATA programmu nekatalītisku apgrieztu regulēšanu. Nat. Genet. 50, 883–894 (2018).

38. Wang, C. et al. UTX regulē embrionālo cilmes šūnu mezodermas diferenciāciju neatkarīgi no H3K27 demetilāzes aktivitātes. Proc. Natl Acad. Sci. USA 109, 15324–15329 (2012).

39. Shih, HY et al. Regulomu attīstības iegūšana ir iedzimtas limfoīdo šūnu funkcionalitātes pamatā. Cell 165, 1120–1133 (2016).

40. Miller, SA, Mohn, SE & Weinmann, AS Jmjd3 un UTX spēlē no demetilāzes neatkarīgu lomu hromatīna remodelācijā, lai regulētu no T-box ģimenes locekļu atkarīgo gēnu ekspresiju. Mol. Cell 40, 594–605 (2010).

41. Kaya-Okur, HS et al. CUT&Tag mazo paraugu un atsevišķu šūnu efektīvai epigenomiskai profilēšanai. Nat. Commun. 10, 1930 (2019).

42. Kupz, A. et al. Thy1+ NK šūnu ieguldījums aizsargājošā IFN-gamma ražošanā Salmonella typhimurium infekciju laikā. Proc. Natl Acad. Sci. USA 110, 2252–2257 (2013).

43. Langmead, B. & Salzberg, SL Ātrās atstarpes lasīšanas līdzinājums ar Bowtie 2. Nat. Methods 9, 357–359 (2012).

44. Chen, EY et al. Enrichr: interaktīvs un sadarbības HTML5 gēnu saraksta bagātināšanas analīzes rīks. BMC Bioinformatics 14, 128 (2013).

45. Heinz, S. et al. Vienkāršas ciltsrakstu noteicošo transkripcijas faktoru kombinācijas, kas ir galvenie cis-regulējošie elementi, kas nepieciešami makrofāgu un B šūnu identitātei. Mol. Cell 38, 576–589 (2010).

46. ​​Rapp, M. et al. Kodols saistošais faktors-beta un Runx transkripcijas faktori veicina adaptīvas dabiskās killer šūnu reakcijas. Sci. Immunol. 2, eaan3796 (2017).

47. Simonetta, F., Pradier, A. & Roosnek, E. T-bet un eomesodermīns NK šūnu attīstībā, nobriešanā un darbībā. Priekšpuse. Immunol. 7, 241 (2016).

48. Presnell, JS, Schnitzler, CE & Browne, WE KLF/SP transkripcijas faktoru ģimenes evolūcija: paplašināšanās, dažādošana un inovācija eikariotos. Genoms Biol. Evol. 7, 2289–2309 (2015).

49. Kramer, B. et al. Agrīni IFN-alfa paraksti un pastāvīga disfunkcija ir NK šūnu atšķirīgās iezīmes smaga COVID gadījumā-19. Immunity 54, 2650–2669 (2021).

50. D'Agostino, P. et al. Dzimumhormoni modulē iekaisuma mediatorus, ko ražo makrofāgi. Ann. NY Akad. Sci. 876, 426–429 (1999).

51. Lu, FX et al. B šūnu imunitātes stiprumu rēzus makaku mātītēm kontrolē CD8+ T šūnas olnīcu steroīdu hormonu ietekmē. Clin. Exp. Immunol. 128, 10–20 (2002).

52. Singh, RP & Bischof, DS Dzimumhormoni un dzimums ietekmē regulējošo T šūnu marķieru ekspresiju SLE pacientiem. Priekšpuse. Immunol. 12, 619268 (2021).

53. Cook, KD et al. No T folikulu palīgšūnām atkarīgai pastāvīgas vīrusa infekcijas klīrensam nepieciešama histona demetilāzes UTX ekspresija T šūnās. Immunity 43, 703–714 (2015).

54. Beyaz, S. et al. Histona demetilāze UTX regulē invariantu dabisko slepkavu T šūnu cilts specifisko epiģenētisko programmu. Nat. Immunol. 18, 184–195 (2017).

55. Mitchell, JE et al. UTX veicina CD8+ T šūnu mediētu pretvīrusu aizsardzību, bet samazina T šūnu izturību. Cell Rep. 35, 108966 (2021).

56. Schmiedel, BJ et al. Ģenētisko polimorfismu ietekme uz cilvēka imūno šūnu gēnu ekspresiju. Cell 175, 1701–1715 (2018).

57. Bosselut, R. H3K27Me3 demetilāzes pleiotropās funkcijas imūno šūnu diferenciācijā. Trends Immunol. 37, 102–113 (2016).

58. Kechin, A., Boyarskikh, U., Kel, A. & Filipenko, M. cutPrimers: jauns rīks precīzai primeru griešanai no mērķētas nākamās paaudzes secības nolasīšanas. J. Comput. Biol. 24, 1138–1143 (2017).

59. Hong, S. et al. JmjC domēnu saturošu UTX un JMJD3 identificēšana kā histona H3 lizīna 27 demetilāzes. Proc. Natl Acad. Sci. USA 104, 18439–18444 (2007).

60. Van Laarhoven, PM et al. Kabuki sindroma gēni KMT2D un KDM6A: funkcionālās analīzes parāda kritisku lomu galvaskausa, sejas, sirds un smadzeņu attīstībā. Hum. Mol. Genet. 24, 4443–4453 (2015).

61. Rezvani, K. Adoptīvā šūnu terapija, izmantojot inženierijas dabiskās killer šūnas. Kaulu smadzeņu transpl. 54, 785–788 (2019).

Jums varētu patikt arī