Regulation of CCL17—A Gene Involved in Hyperimmune Diseases

图:来自德克萨斯大学的一组科学家最近阐明了复杂的CCL17/TARC趋化因子调控途径,揭示了可以帮助我们设计免疫系统相关疾病的新疗法的见解。

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过敏和许多其他类型的免疫系统相关疾病起源于复杂的化学途径的相互作用,影响细胞的行为、分布和发育。一个突出的例子是CCL17/TARC趋化因子,这是一种通过吸引特定类型的白细胞(如T细胞和嗜酸性粒细胞)而导致过敏的蛋白质。尽管CCL17/TARC在接触性皮炎等过敏性疾病中发挥了重要且已被证实的作用,但对参与调控CCL17基因表达的转录因子(调控基因表达的蛋白质)所知甚少。

为了解决这一知识鸿沟,一个来自日本的科学家团队进行了一项详细的研究,研究结果发表在《过敏》杂志上,重点研究了pu1,这是一种转录因子,已知可以调节各种类型的免疫细胞中的基因表达。来自东京理科大学(TUS)的Chiharu Nishiyama教授领导了这项研究,他解释了为什么他们以这种特定的蛋白质为目标:“很久以前,我们发现在某些类型的血细胞谱系中强迫表达pu1导致它们转变为树突状细胞。从那以后,我对pu1是调节树突状细胞分化和基因表达的主转录因子产生了浓厚的兴趣。”

该团队进行了一系列详细的实验,以阐明在分子水平上,存在于CCL17, pu1和其他相关转录因子和启动子之间的关系。在他们的研究中,他们依靠小干扰RNA (sirna),或短链核苷酸,以非常精确的方式中断目标蛋白质的翻译过程(将蛋白质从复制的DNA片段转化为RNA)。

在树突状细胞培养中使用sirna靶向pU.1后,他们发现不仅pU.1和CCL17的表达下降,而且pU.1的两个伙伴分子IRF4和IRF8的表达也下降。

通过进一步的细胞培养实验和计算分析,研究小组发现,IRF4和pu1协同工作,通过CCL17基因的调控区激活树突状细胞中TARC的转录(将DNA片段复制成RNA)。虽然这种调节机制似乎在哺乳动物中保存了下来,但科学家们还发现,人类CCL17基因含有一个额外的启动子,该启动子在角质形成细胞中被激活,而角质形成细胞是我们皮肤最外层最常见的细胞类型。

最后,科学家们以一只哮喘小鼠为模型,在体内测试了pu1抑制的效果。他们发现,简单的鼻内给药pu1 siRNA有助于减少TARC的分泌和相关的白细胞浸润到细支气管,有效地减少了肺部炎症的程度。

这些结果突出了pu1在炎症过程和免疫疾病中的重要性,并可能为新的治疗方法铺平道路。西山教授评论说:“我感到很鼓舞,我们能够报告基因的基础研究,以及可能导致治疗接触过敏和哮喘等超免疫反应的应用方法。”

希望进一步的研究将有助于进一步阐明CCL17的调控和转录途径,从而对免疫疾病的复杂全景有更全面的了解。