生物评论周报第206期:Cell肠道上皮细胞抵御蠕虫感染的免疫新机制

1、Cell:肠道上皮细胞抵御蠕虫感染的免疫新机制

2022年4月5日,来自美国明尼苏达大学阮海斌、南京大学林兆宇等研究人员合作在《免疫》杂志上发表了题为“Epithelial STAT6 O-GlcNAcylation drives a concerted anti-helminth alarmin response dependent on tuft cell hyperplasia and Gasdermin C.“的研究成果,揭示肠道上皮细胞抵御蠕虫感染的免疫新机制。

据介绍世界上有大约15亿人仍在遭受蠕虫感染的痛苦。上皮细胞是粘膜屏障和宿主免疫的一个重要组成部分。蠕虫感染后,肠道上皮细胞分泌"警报素"细胞因子,如IL-25和IL-33,从而启动2型免疫反应,将蠕虫驱逐并耐受。然而,目前还不知道蠕虫感染和由此产生的细胞因子环境如何驱动上皮重塑和协调警报素的分泌。

Fig 1|概图,来源:cell immunity

 

研究人员报告了上皮细胞的O-链接N-乙酰葡萄糖胺(O-GlcNAc)蛋白修饰在蠕虫感染时被诱导。通过修饰和激活转录因子STAT6,O-GlcNAc转移酶促进了簇细胞分化时Pou2f3的转录和IL-25的产生。同时,STAT6 O-GlcNAcylation激活了Gsdmc家族基因的表达。GSDMC形成的膜孔促进了IL-33的非经典分泌。GSDMC介导的IL-33分泌对于有效的抗虫免疫是不可缺少的,并有助于诱发肠道炎症。蛋白质的O-GlcNAcylation可被用于未来治疗2型炎症相关的人类疾病。

Highlights

  • Helminth infection-induced O-GlcNAcylation activates epithelial STAT6 signaling
  • STAT6 O-GlcNAcylation promotes Pou2f3 transcription and Tuft cell differentiation
  • STAT6 O-GlcNAcylation enables IL-33 secretion from GSDMCN pores
  • GSDMC activation drives anti-helminth responses and intestinal inflammation

 

(评论:这些发现不仅拓展了抗寄生虫感染的治疗思路,也为其它与二型免疫反应失调相关的疾病提供了新的干预靶点。

文章来源:

Ming Zhao, Kaiqun Ren et al, Epithelial STAT6 O-GlcNAcylation drives a concerted anti-helminth alarmin response dependent on tuft cell hyperplasia and Gasdermin C. DOI: 10.1016/j.immuni.2022.03.009, Cell最新IF:36.216

 

2、Nature:利用人类多能干细胞生成三维泪腺类器官

2022年4月20日,来自日本大阪大学医学院Ryuhei Hayashi团队在《自然》杂志上发表了题为“Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells “的研究成果,他们利用人类多能干细胞生成三维泪腺类器官。

泪腺是眼睛的主要外分泌腺。它们位于眼眶内,在上眼睑后面,朝向每只眼睛的颞侧,分泌泪液,作为泪膜的主要成分。当泪腺功能出现障碍时,会导致干眼症等疾病的发生到成年时期,泪腺的再生能力逐渐降低,同时对泪腺组织中的干细胞以及祖细胞进行分离非常困难,因此,想要进行泪腺组织的体外扩增,类器官成为了不二选择。

移植后具体内原位类似的功能和发育过程

Fig2 |移植后具体内原位类似的功能和发育过程 来源:nature

研究人员识别出具有泪腺原基特征的细胞,这些细胞出现在从人类多能干细胞培养的二维眼状眼类器官中。当通过细胞分选分离并在特定条件下生长时,细胞形成具有导管和腺泡的三维泪腺样组织器官,通过出芽和分枝实现。克隆集落分析表明类器官来源于多能眼表上皮干细胞。这些类器官在形态、免疫标记特征和基因表达的基础模式上表现出与天然泪腺的显著相似之处,并且在移植到受体大鼠的眼睛附近时经历功能成熟,形成腔并产生泪膜蛋白。

 

(评论:有助于泪腺发育的研究以及再生疗法治疗相关疾病,为药物开发和筛选提供了新的平台。)

文章来源:

Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells. Hayashi, Ryuhei, Okubo, Toru et al, DOI: 10.1038/s41586-022-04613-4, Nature最新IF:43.07

 

3、Nature:利用体细胞嵌合体揭示了新皮质发育的克隆分布

2022年4月20日,来自美国加州大学Joseph G. Gleeson研究小组在学术期刊《自然》杂志发表了题为“Somatic mosaicism reveals clonal distributions of neocortical development “的研究成果,利用体细胞嵌合体揭示了新皮质发育的克隆分布。

据介绍,人新皮质结构是基本的物种特异性特征,并反映了复杂的发育过程。

ID01解剖

Fig3| ID01解剖 来源:nature

研究人员试图通过对成人人体组织进行采样来重建早期发育过程中新皮质的发生过程。通过对大脑体细胞嵌合体的全面评估,研究人员分析了人死后大脑中的新皮质克隆,这可作为中性谱系记录器。研究人员将25个不同解剖位置的采样与典型神经死亡个体的深度全基因组测序相结合,并利用从另外三个捐赠者中收集的5个样本确认了结果。研究人员从索引病例中识别出259个真正的镶嵌变体,然后对大脑和其他器官中不同的位置、细胞类型和进化枝组织进行去卷积。

研究发现,在大脑皮层中积累90-200个祖细胞后衍生的克隆倾向于形成中线轴,远在前-后轴或腹-背轴之前,这代表了前脑和后脑区域整体模式之后的二级层次结构。跨新皮质衍生细胞的克隆与来自背侧和腹侧细胞群的双重起源一致,类似于啮齿动物,而小胶质细胞谱系似乎与其他驻留脑细胞不同。该研究数据提供了对整个新皮质脑体细胞嵌合体的全面分析,并展示了人脑内的细胞起源和祖细胞分布模式。

 

(评论:对脑部又有新得认识)

文章来源:

Breuss, Martin W., Yang et al, Somatic mosaicism reveals clonal distributions of neocortical development. DOI: 10.1038/s41586-022-04602-7, Nature最新IF:43.07

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