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Cell Res丨由 RAB22A 介导的非典型自噬引发的活化 STING 细胞间转移可促进抗肿瘤免疫力

 智汇基因 2023-09-12 发布于广东

1.含有活化 STING 的 EV 在受体细胞中诱导 IFNβ 的表达

为了研究 STING 是否存在于 EVs 上,作者收集了用或不用 STING 激动剂处理的各种肿瘤细胞的 EVs 和颗粒有趣的是,STING 激动剂处理能有效激活这些细胞系的 STING 通路,并促进活化的 STING 被包装成 EVP。相比之下,从未经处理的细胞中提取的 EVP 几乎检测不到 STING。重要的是,在与经二氮苯处理的HeLa细胞的EVPs培养的人单核细胞THP-1细胞中检测到了IFNβ的产生,而经二氮苯处理的STING缺失的HeLa细胞则没有检测到IFNβ的产生。当作者构建具有组成型活性 STING 突变的稳定细胞系时,一开始就有大量细胞死亡,但也有少量活性 STING 低表达的细胞能在细胞培养中正常生长;然后这些存活的细胞被用来生产 EVPs。一致的是,从稳定表达这两种活性 STING 突变体的 HeLa 细胞中提取的 EVPs 能诱导 THP-1 细胞中 IFNβ 的表达。在敲除 cGAS 的 THP-1 细胞中,EVPs 对 IFNβ 的诱导没有变化。这些结果表明,EVPs 对 THP-1 细胞中 IFNβ 的诱导是由 EVPs 中活化的 STING 而不是 DNA 引起的。

2.激活的含 STING 的 EV 具有抗肿瘤活性

有报道称 STING 可在接受化放疗的癌细胞中被激活, 作者也发现 STING-TBK1 通路在接受各种化疗药物(包括顺铂、阿霉素、芦卡帕利布 、羟基脲 和 5-氟尿嘧啶)以及辐照 治疗的 NCI-H1975 细胞中被激活。此外,经Ruc或IR处理的NCI-H1975细胞产生的EVPs也能刺激THP-1受体细胞中IFNβ的表达,而STING缺失的NCI-H1975细胞中IFNβ的表达减少。更重要的是,在鼻咽癌患者化疗和/或放疗后的血清EVP中,通过Western印迹也检测到了STING。

3.RAB22A 控制含活化 STING 的 MVB 样结构的形成和含活化 STING 的 EV 的分泌

接下来,利用作者最近生成的包含 62 个组成型活性 RAB GTP 酶的文库,研究了 STING V155M -HA 与 Flag 标记的 RAB GTP 酶的分布模式,因为 RAB 蛋白调控囊泡的形成、运输和融合。作者发现 STING V155M -HA 定位于 RAB5(RAB5A Q79L , RAB5B Q79L , RAB5C Q113L )和 RAB22A Q64L 诱导的多囊体样结构中的 ILV 上。值得注意的是,RAB22A WT 也诱导了含有 STING V155M -HA 的 MVB 样结构的形成,而且这些 MVB 样结构比 RAB22A Q64L 在 HeLa 细胞和 NCI-H1975 细胞中诱导的 MVB 样结构更小。为了验证含活化STING的EVs的存在,作者构建了一个L-Flag-STING V155M -GFP质粒,其中根据STING蛋白的结构,将Flag标签插入腔内结构域,并在STING的C端标记GFP。 40 用流式细胞仪对带有强烈L-Flag-STING V155M -GFP信号的细胞进行分拣,收集这些细胞中的EVPs并将其暴露于抗Flag磁珠上。然后,用Flag肽洗脱得到L-Flag-STING V155M -GFP EV悬浮液。

4.活化的 STING 被包装成 MVB 样结构,这种结构依赖于非典型自噬体,而自噬体的形成是由 RAB22A 驱动的

活化的 STING 可诱导自噬,STING 具有 LC3 交互区基团,可通过该基团与 LC3 结合。因此,作者探讨了自噬是否能调节活化的 STING 包装成 MVB 样结构。在RAB22A Q64L 驱动形成的MVB样结构中,作者清楚地观察到活化的STING与LC3共定位,而在自噬必需基因ATG5、ATG7或ATG16L1基因敲除的细胞中,活化的STING和LC3均未定位在这些MVB样结构中,这表明活化的STING包装成MVB样结构需要自噬体的形成。此外,在 HeLa 稳定细胞中,STING V155M -HA 和 STING R281Q -HA 的表达导致 LC3-II 水平高于野生型 STING-HA。引人注目的是,STING V155M 和 STING R281Q 都能结合 LC3-II,而野生型 STING 却不能,这种相互作用依赖于 LIR 基序,因为 LIR 突变的 STING V155M/LIR467 不能结合 V5-LC3。STING V155M -HA,而非其野生型和 LIR 突变体 STING V155M/LIR467 ,可在 RAB22A Q64L 的驱动下与 LC3 一起被包装成 MVB 样结构。综上所述,这些结果表明,活化的 STING 被包装进一种非典型自噬体,随后转化为 MVB 样结构。因此,作者将这些 MVB 样结构中由 RAB22A 驱动形成的非典型自噬体内部囊泡衍生的 ILVs 称为 R-EVs,并提出 R-EVs 可能代表一种新型 EV。  

5.RAB22A 介导的非典型自噬体与早期内质体融合,发展成拉非体

由于 RAB22A 驱动的 LC3 点的形成与活化 STING 驱动的自噬体的形成无关,作者试图研究 RAB22A 介导的非经典自噬体的来源。RAB22A Q64L 诱导的 MVB 样结构与线粒体、高尔基体或 ER-Golgi 中间区室无关,因为在稳定表达 RAB22A Q64L 的细胞中,LC3 与相应的标记物 Tim23、GM130 或 ERGIC-53 没有共定位。有趣的是,LC3 与ER标记物calnexin共定位,而且LC3和calnexin都分布在RAB22A诱导的MVB样结构的ILV上。作为佐证,另一个ER标记物TRAM1也分布在RAB22A驱动的MVB样结构中的ILV上 Q64L。据报道,Brefeldin A(BFA)是一种抑制剂,可通过阻断活化的STING从ER向ERGIC的转位来抑制活化的STING诱导的自噬体的形成。综上所述,这些结果表明 RAB22A 介导的非典型自噬体源自 ER,并与 RAB22A 阳性的早期内体融合成为 MVB 样结构。因此,为了便于描述,作者 RAB22A 介导形成的自噬体-内体融合结构定义为 Rafeesome,这是一种新的细胞器,可能对活化 STING 的转移至关重要。

6.RAB22A 可使 RAB7 失活,从而使非典型自噬体的内囊泡作为 R-EV 从 Rafeesom 中分泌出来。

通过串联 GFP-RFP-LC3 检测,作者发现雷帕霉素(Rapa)诱导的红色 LC3 点是显性的,这表明它们是自溶酶体,其中 GFP 被酸性溶酶体环境淬灭。然而,在过表达 RAB22A 的细胞中,LC3 点主要是黄色的,这表明 RAB22A 介导的非经典自噬体和/或 Rafeesomes 没有与溶酶体融合。事实上,自噬体与溶酶体的融合取决于活性 RAB7 与其效应物 RILP 的结合。 作者发现,在过表达 RAB22A WT 或 RAB22A Q64L 的细胞中,活性 RAB7 减少,而在 RAB22A 基因敲除的细胞中,活性 RAB7 增加。

7.RAB22A 介导的非典型自噬依赖于 PI4K2A 产生的 PI4P

最后,作者探讨了 RAB22A 如何参与非规范自噬体的形成。通过敲除规范自噬所必需的基因,作者发现 RAB22A Q64L 介导的非规范自噬依赖于 Atg5、Atg7 和 Atg16L1,而不依赖于 FIP200、Beclin1 或 WIPI2。事实上,在WIPI2基因敲除的细胞中,Refeesomes确实含有LC3,但在ATG7基因敲除的细胞中却没有,RAB22A WT 和 RAB22A Q64L 诱导表达的LC3没有与DFCP1或WIPI2共定位。虽然 Atg16L1、LC3 和 RAB22A 被共定位,但 Atg16L1 并未进入 RAB22A Q64L 诱导的 Refeesomes,这可能是因为 Atg16L1 成熟时会离开自噬体。接下来,作者试图研究 PI4K2A 是否会通过 R-EV 影响活化 STING 的分泌。敲除 PI4K2A 可抑制活化 STING 的分泌,但不影响 4T1 细胞内 STING 信号的传递。此外,敲除 PI4K2A 不影响 4T1 细胞在体外的存活率,也不影响 4T1 肿瘤在正位小鼠模型中的生长,但削弱了 diABZI 对 4T1 肿瘤的抗肿瘤作用。这些结果表明,敲除 PI4K2A 可通过 R-EV 抑制活化 STING 的分泌,从而减弱 diABZI 的抗肿瘤作用。

8.PI4P 直接将 Atg16L1 募集到 ER 衍生膜上,从而促进非规范自噬

PI3P 与 WIPI2 结合,WIPI2 随后招募 Atg12-Atg5-Atg16L1 复合物,在吞噬体上生成 LC3-II。在将这一复合物定位到各种膜结构中发挥着关键作用,该复合物在膜结构中催化 LC3 脂化,促进吞噬细胞的形成。RAB22A 介导的非规范自噬体的形成需要 PI4P,而不需要 PI3P 或 WIPI2。值得注意的是,在 PI4K2A 敲除的细胞中,Atg16L1 与 calnexin 的共定位减少,这表明 Atg16L1 招募到 ER 衍生膜依赖于 PI4K2A。SAC1是位于ER上的PI4P磷酸酶;因此作者询问敲除SAC1是否会富集PI4P,导致Atg16L1被招募到ER衍生膜上,并随之增加LC3-II。事实上,作者观察到 Atg16L1 与 calnexin 共定位,并且在 HeLa 细胞中敲除 SAC1 后 LC3-II 增加。然后,作者试图研究 PI4P 如何将 Atg16L1 募集到 ER 衍生膜上。Atg16L1 有一个富含精氨酸(Arg)和赖氨酸(Lys)的多基性区域(aa 211-230),该区域带正电荷,可直接与带负电荷的磷脂结合。因此,作者构建了 Atg16L1 6A,将 Atg16L1 多碱基区内的六个 Arg/Lys 残基突变为丙氨酸(Ala)。不出所料,使用涂有 PI4P 的珠子进行的牵引试验显示,与 Atg16L1 WT 相比,Atg16L1 6A 与 PI4P 的结合能力明显降低。此外,由磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和PI4P组成的合成脂质体与纯化的Atg16L1 WT的结合亲和力比与Atg16L1 6A的结合亲和力强得多。

至此,这篇文章就分享完啦!简单回顾一下:文章开篇详尽地阐述了固有免疫与适应性免疫中ILCs和ILTCs的特性;接下来,作者深入探讨了它们在癌症免疫监控中的核心角色;在第三部分,作者了解到了作为连接适应性免疫与固有免疫的关键桥梁的机制;最后,文章描述了基于ILC和ILTC的免疫疗法及其未来的治疗潜力。这篇文章内容丰富,为作者提供了许多生信分析的研究方向,对于从事免疫研究的朋友们来说,绝对值得一读!



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