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Nature:中国医学科学院曹雪涛教授发表Tet2的抗炎作用文章

摘要 : 近日的《Nature》杂志上发表中国医学科学院、第二军医大学的研究人员的一篇研究论文,文章指出Tet2可以通过招募Hdac2特异性抑制IL-6来消退炎症。

 近日的《Nature》杂志上发表中国医学科学院、第二军医大学的研究人员的一篇研究论文,文章指出Tet2可以通过招募Hdac2特异性抑制IL-6来消退炎症。中国医学科学院与第二军医大学曹雪涛教授是文章的通讯作者。

Tet蛋白独立于它们在调制DNA甲基化中所起的表观遗传作用对免疫和炎症的调控在很大程度上仍然不知道。Tet2酶(已知会催化DNA的从头羟甲基化)在这项研究中被发现在调控炎症中起一个新作用。具体来说,Tet2在解决由脂多糖(LPS)诱导的炎症反应的过程中通过将组蛋白脱乙酰酶抑制剂Hdac2向白介素-6启动子吸引而充当一个转录抑制因子的作用。

炎症是机体对病原微生物等刺激物产生的免疫应答,其重要特征是大量免疫细胞进入感染区域。研究发现,炎症受到遗传和非遗传因子(环境或表观遗传)的共同影响,其中表观遗传在炎症的发生发展过程中发挥重要调控作用。表观遗传修饰是指DNA序列没有改变,而基因表达却发生了可遗传的变化,主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰。表观遗传为病原微生物与炎症间关系的研究架起了重要桥梁。炎症反应中T辅助细胞的分化、细胞因子、趋化因子等基因的表达都受到表观遗传的调控.

TET(ten-eleven translocation)蛋白属于酮戊二酸和Fe2+依赖的双加氧酶,能够产生催化氧化作用。在TET蛋白家族的催化氧化作用下5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5mC)可转化为5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5hmC),并可进一步转化为5-甲酰胞嘧啶(5-formylcytosine,5fC)和5-羧基胞嘧啶(5-carboxylcytosine,5caC)。TET蛋白在DNA胞嘧啶的去甲基化、胚胎发育和基因重新编码等过程都存在重要作用,其中TET蛋白参与DNA胞嘧啶的去甲基化过程的作用机制一直是研究热点。然而近来有研究发现Tet蛋白可以独立于DNA甲基化调控染色质结构及基因转录。但目前对于Tet蛋白独立于DNA甲基化调控作用而控制免疫及炎症的分子机制仍不清楚。

在这篇文章中研究人员证实,炎症消退过程中在树突状细胞和巨噬细胞等天然髓系细胞内,Tet2选择性介导积极抑制了白细胞介素-6 (IL-6)转录。丧失Tet2可导致在响应脂多糖挑战的晚期阶段包括IL-6在内的几种炎症介质上调。他们发现相比野生型小鼠,Tet2缺陷小鼠对内毒素休克和右旋葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎更加敏感,显示更严重的炎症表型,且IL-6生成增加。而IL-6特异性的转录因子,介导了Tet2特异性靶向Il6启动子,进一步表明了IκBζ在炎症的起始和消退阶段发挥了相反的调控作用。机制研究证实,Tet2是独立于DNA甲基化及羟甲基化作用,招募Hdac2及通过组蛋白去乙酰化抑制了IL-6的转录。

新研究表明,Tet2可通过组蛋白去乙酰化来发挥基因特异性转录抑制活性,其在染色质水平上阻止IL-6的持续转录激活来消退了炎症。

原文链接:

Tet2 is required to resolve inflammation by recruiting Hdac2 to specifically repress IL-6

原文摘要:

Epigenetic modifiers have fundamental roles in defining unique cellular identity through the establishment and maintenance of lineage-specific chromatin and methylation status1. Several DNA modifications such as 5-hydroxymethylcytosine (5hmC) are catalysed by the ten eleven translocation (Tet) methylcytosine dioxygenase family members2, and the roles of Tet proteins in regulating chromatin architecture and gene transcription independently of DNA methylation have been gradually uncovered3. However, the regulation of immunity and inflammation by Tet proteins independent of their role in modulating DNA methylation remains largely unknown. Here we show that Tet2 selectively mediates active repression of interleukin-6 (IL-6) transcription during inflammation resolution in innate myeloid cells, including dendritic cells and macrophages. Loss of Tet2 resulted in the upregulation of several inflammatory mediators, including IL-6, at late phase during the response to lipopolysaccharide challenge. Tet2-deficient mice were more susceptible to endotoxin shock and dextran-sulfate-sodium-induced colitis, displaying a more severe inflammatory phenotype and increased IL-6 production compared to wild-type mice. IκBζ, an IL-6-specific transcription factor, mediated specific targeting of Tet2 to the Il6 promoter, further indicating opposite regulatory roles of IκBζ at initial and resolution phases of inflammation. For the repression mechanism, independent of DNA methylation and hydroxymethylation, Tet2 recruited Hdac2 and repressed transcription of Il6 via histone deacetylation. We provide mechanistic evidence for the gene-specific transcription repression activity of Tet2 via histone deacetylation and for the prevention of constant transcription activation at the chromatin level for resolving inflammation.

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