前瞻经济学人 看懂未来新十年

打开APP

曹雪涛团队提出新的概念,系统介绍表观遗传与先天免疫之间的关系

iNature

2

(图片来源:摄图网)

本文原创首发公众号:iNature

微信号 :Plant_ihuman

先天免疫反应是对病原体或危险信号的快速反应。它被精确激活,不仅可以有效消除病原体,而且还可以避免过度的炎症和组织损伤。由表观遗传因子形成的顺式调控元件相关染色质结构,将其定义为定义为 epiregulome,通过建立细胞特异性基因表达模式赋予先天性免疫细胞特殊的表型和独特的功能,它也有助于炎症反应的解决。

2021年2月5日,曹雪涛团队在 Annual Review of Immunology (IF=20)在线发表题为“Epigenetic Remodeling in Innate Immunity and Inflammation”的综述文章,该综述着重于两个方面:(a)通过调节基因表达水平,酶活性或染色质修饰剂的基因特异性靶向,在细胞谱系承诺或感染和病原性应激程序上Niche信号如何表达;以及(b)程序化的epiregulome继而介导基因特异性表达的调节,这有助于及时控制先天细胞的发育或对感染和炎症的反应。该综述还将讨论先天免疫代谢重新布线对epiregulome的影响,并推测在探索epiregulome免疫调节剂的先天免疫和炎症的主要调节剂过程中将遇到的一些未来挑战。

2

在细胞发育过程中以及病原体和炎症性细胞因子刺激后,区域组织建立先天免疫细胞的细胞特异性功能,赋予其感知从中释放的病原体相关分子模式(PAMP)和损伤相关分子模式(DAMP)的能力。这些细胞引发了以生殖细胞系编码的模式识别受体(PRR),C-凝集素和细胞因子为中心的信号通路,从而产生各种先天免疫效应子,以消除入侵的病原体和受损的宿主细胞。这些先天免疫细胞的表型是可塑性的,并且先天免疫细胞响应于病原体感染或危险信号而经历从静止到活化表型的转变。刺激后,活化的先天免疫细胞转变为抑制性表型,以解决炎症并防止组织损伤。另一方面,细胞因子引发和用微生物中的特殊成分预处理会导致先天细胞呈现出耐受性表型,这是先天性免疫记忆的基础。

有许多与先天免疫反应失调有关的病理状况,不仅包括持续的病原体感染和过度感染,还包括免疫麻痹和慢性炎症。在感染过程中,病原体利用策略来调节先天免疫防御功能的失调,以便在宿主体内生存和持久。先天免疫反应失调和炎症失控可导致疾病,甚至导致感染期间宿主死亡,最近在患有COVID-19并患有急性呼吸窘迫综合征的患者中看到。

3

细胞分化和病原体感染编程的epiregulome在先天和训练有素的免疫反应中建立了细胞特异性基因表达模式,图源自Annual Review of Immunology 

此外,病原体感染和无菌炎症也都可以训练先天细胞不断或过度产生促炎介质,从而以组织特异性方式导致各种炎症性疾病,例如类风湿性关节炎,动脉粥样硬化和神经退行性疾病。此外,病理生理位信号还可以重编程先天细胞的病理表型,例如肿瘤相关的巨噬细胞,因此,可以通过揭示先天性效应功能的分子机制来鉴定治疗先天免疫反应失调的炎症性疾病的靶标并确定先天免疫和炎症的调节剂。

先天免疫细胞的特定表型依赖于复杂的细胞特异性基因表达模式,该模式在多个水平上受到调节,从基因转录,转录后,翻译和翻译后。 控制基因转录活性的细胞特异性染色质体系在先天免疫细胞的表型确定和功能转化中起着至关重要的作用。DNA甲基化,组蛋白修饰,ATP依赖的染色质重塑和染色质修饰剂(包括酶和非编码RNA [特别是长的非编码RNA(lncRNA)])介导的染色质环化,归因于表观基因组,它决定了染色质的结构。

染色质结构具有可塑性,这归因于可逆的“书写”和“擦除”染色质修饰以及可调节的染色质重塑,这取决于表达水平,酶活性以及染色质修饰剂和辅因子的基因特异性靶向和底物的可用性。在这里,该综述将epiregulome定义为染色质结构塑造因素,包括特定的DNA和组蛋白修饰以及由染色质修饰剂介导的表观遗传机制调控的核小体位置。epiregulome决定了顺式调节元件(CRE)的层次结构,可及性和活动,如启动子元件,增强子和绝缘子。因此,可逆的epiregulome在转录和转录后水平上都建立了细胞特异性基因表达模式,从而决定了先天免疫细胞在先天细胞发育和先天免疫应答中的可塑性。

先天性免疫的表观遗传调控的两个关键问题是组织微环境的信号如何改变epiregulome以及改变后的epiregulome如何反过来建立和改变先天免疫细胞的表型和功能。在这篇综述中,总结了解决以下两个问题的进展:(a)在细胞发育和规范过程中Niche信号介导的先天细胞特异性功能的建立以及(b)感染和危险信号介导的表型转化和代谢响应病原体感染或病理应激,在训练,引发和消退炎性先天免疫过程中,对先天细胞进行重新布线。

参考消息:

https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-093019-123619

编者按:本文转载自微信公众号:iNature(ID:Plant_ihuman),作者:合子


阅读全文
打开APP,享受沉浸式阅读体验

提问研究员

一键提问研究员,零距离互动交流

我要提问
1

App数据库能为你做什么?

看看用户怎么说

2

App问答能为你做什么?

看看用户怎么说

3

App报告能为你做什么?

看看用户怎么说

4

App文章能为你做什么?

看看用户怎么说

相关阅读