前言
免疫代谢(Immunometabolism)是近年来备受关注的新领域,它描述了免疫功能和代谢调节之间相互关系。免疫代谢与促炎细胞因子的交叉调节对抗菌免疫非常关键。细菌感染会重编细胞新陈代谢和表观遗传学状态,但两者之间的相互作用究竟如何助力宿主的抗菌防御机制,一直是免疫学领域亟待解开的谜团。
2025 年 1 月 14 日,曹雪涛院士等人在Cell子刊Cell Metabolism在线发表了题为Nuclear adenine activates hnRNPA2B1 to enhance antibacterial innate immunity的研究论文。该研究旨在探究细胞核腺嘌呤激活异质核核糖核蛋白 A2B1(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2B1,hnRNPA2B1)介导的 IL-1β 转录在抗菌先天免疫中的作用及机制,这一发现为细菌感染提供了潜在的治疗方法。
文献解读
研究团队发现hnRNPA2B1在细菌感染时促进巨噬细胞中IL-1β的表达,并且hnRNPA2B1诱导的IL-1β可以保护小鼠免受细菌感染。进一步研究发现,hnRNPA2B1促进IL-1β表达不是通过转录后调控,而是通过直接结合IL-1β增强子,并与核仁蛋白 (nucleolin, NCL)相互作用,募集脂肪质量和肥胖相关蛋白(fat mass and obesity-associated protein, FTO),催化IL-1β增强子DNA中N6 -甲基腺苷(N6-Methyladenosine, 6mA)的去除,而DNA 6mA修饰可以调节巨噬细胞基因转录。
接下来为了研究在细菌感染时hnRNPA2B1是如何被激活的,研究人员进行了大规模的代谢物- hnRNPA2B1相互作用筛选,发现腺嘌呤是一种与hnRNPA2B1结合的内源性代谢物,摄入腺嘌呤可以保护小鼠免受细菌感染并提高已感染小鼠的存活率,而对hnRNPA2B1敲除小鼠或IL-1受体缺陷小鼠无保护作用,表明腺嘌呤的抗菌作用是通过激活hnRNPA2B1进而促进IL-1β的产生实现的。
图1. 腺嘌呤-hnRNPA2B1-IL-1β增强抗细菌天然免疫反应概述图
(来源:Cell Metabolism. January 14, 2025.)
综上所述,该研究揭示了一种新的代谢-表观遗传串扰机制,可以激活抗菌先天免疫反应,并提出了补充腺嘌呤作为治疗细菌腹腔感染的潜在方法,提示nuclear adenine-hnRNPA2B1-NCL-FTO轴在病原体感染、癌症免疫治疗和自身免疫性疾病等方面值得广泛研究。
hnRNPA2B1
异质核 RNA (hnRNA) 是真核生物中 RNA 聚合酶 II 的主要转录物,新生成熟的hnRNAs在转录过程中不加选择地与多种蛋白质结合形成复合物,而异质核核糖核蛋白(hnRNPs)正是这些复合物不可或缺的蛋白质成分。hnRNPA/B亚家族是hnRNPs的核心成员,由两个 RNA识别基序(RRM)和一个富含甘氨酸的结构域组成,主要包括hnRNPA0、A1、A2/B1和A3四种亚型。
目前,hnRNPA2B1作为多种癌症驱动以及细胞炎症因子相关基因的主要介质,是免疫代谢领域的研究热点。
图2.hnRNPA2B1介导调控相关模型
(来源:Cancer Commun (Lond). 2024 Apr;44(4):469-490.)
参考文献:
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