במחקר שנערך לאחרונה ב-Nature Communications, חוקרים יצרו עכברים הנושאים מוטציית רווח בתפקוד (GoF) בגן המקודד למעכב של תת-יחידת בטא של גורם גרעיני kappa-b קינאז (IKBKB), הידוע כ-IKBKB המקודד IKK2 גֵן. זה נעשה כדי לחקור כיצד המוטציה הזו פועלת.
לימוד: IKK2 שולט בפוטנציאל הדלקתי של תאי T מווסתים תושבי רקמות במודל של רווח של תפקוד עכברי. קרדיט תמונה: Gorodenkoff/Shutterstock.com
רקע כללי
מוטציות של אובדן תפקוד מדגימות את החשיבות של תאי T מווסתים P3 חיוביים (Foxp3+) (Tregs) בשליטה אימונולוגית. Tregs מתווכים סובלנות דומיננטית ומגנים מפני הפרעות אוטואימוניות.
הם עוברים ברירה חיובית בתימוס, ואינטרלוקין-2 (IL-2) מגן עליהם מפני אפופטוזיס. יצירת Treg זקוקה לאיתות יעיל במורד הקולטן של תאי T (TCR), במיוחד קומפלקס CARD11-BCL10-MALT1 (CBM).
לעכברים החסרים גנים מסוימים יש מחסור ב-Treg שגורם לאובדן סלקטיבי של מקבץ התמיינות 4 חיובי (CD4+) תאי T הליוס+ תימיים.
טרגים נעים בין איברים לימפואידים בהתאם לביטוי מולקולת ההדבקה. נוכחות של פנוטיפ מופעל או אפקטור (eTreg) ב-Tregs חוזרים מגבירה את הסיכון למחלה.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי בדק עכברים עם מוטציית Ikbkb GoF הומולוגית לוריאציה בעייתית של IKBKB GoF אנושית.
החוקרים עקבו אחר קבוצה של עכברים עם גנוטיפים שונים של Ikbkb ותיעדו את הגיל שבו הופיעה מחלת עור. טכנאי בית לבעלי חיים לא היו מודעים לגנוטיפ העכבר וזיהו חיות Ikbkbmut/+ ו- Ikbkbmut/mut חריגות. החוקרים בחנו את התעתיקים של זנבות ואוזניים מעכברי Ikbkbmut/mut ו- Ikbkb+/+.
הצוות חקר את ההסתננות הדלקתית בנגעי עור ואת אופי צמיחת Treg בתוך נגעים פתולוגיים. הם יצרו כימרות מעורבות של מח עצם עם תאי תורם מסומנים מסוג אלוטיפ מ-WT ומעכברים מוטנטים.
הם בודדו תאי CD4+ T נאיביים מתרחפי ספלנוציטים של עכברים והפעילו אותם בתנאים מעוררי Th17. לאחר מכן, החוקרים ספרו את IL-17+ Tregs ex vivo וסימנו אותם לייצור ציטוקינים לאחר הגשה ב-Foxp3.
החוקרים חילצו אותם מעכברי WT וטיפחו אותם יחד עם תאי T קונבנציונליים טהורים של WT המסומנים ב-CTV כדי לחקור את הפעילות המדכאת החיסונית המסורתית של Tregs. הם המשיכו בבדיקה in vivo של דיכוי טרג מוטנטי.
הם ניתחו עכברים לאיתור סימנים של חוסר ויסות אימונולוגי מערכתי ויצרו כימרות מח עצם הדדיות (BM) כדי לחקור את ההשפעות הפנימיות של התא של Ikbkbmut על הפנוטיפ Treg.
הצוות השיג סרום מעכברי נמענים כדי לנתח פאנל של ציטוקינים. הם בודדו חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) המסומן Foxp3+ Tregs מתורמי Ikbkbmut והשתילו אותם בחיות Ikbkbmut x Rag1-/- או IkbkbWT x Rag1-/- כדי לקבוע את סיבת המחלה כפעילות Treg פרו-דלקתית.
החוקרים השתמשו בעכברים בני שישה שבועות עד 12 חודשים לצורך ניתוח. הם ביצעו ציטומטריית זרימה, מיון תאים ציטומטריים זרימה, גירוי Ex vivo PMA/ionomycin לייצור ציטוקינים, קיטוב של תאי T, ניסוי דיכוי Treg in vitro, תיוג של תא עקבות סגול (CTV) וחומצה ריבונוקלאית בת תא בודד ובכמות גדולה (RNA ) מחקרי רצף.
תוצאות
פעילות יתר קנונית של NF-κB הובילה לצמיחה של Tregs עור פתוגניים, תלויי NF-κB ומשונים ללא לימפה. עכברים עם הטרוזיגוסיות של מוטציה של Ikbkb GoF פיתחו פסוריאזיס, ועכברי Ikbkb-mut כללו Tregs המייצרים IL-17.
בעלי חיים אלה שמרו על תפקוד מדכא, מה שמצביע על כך שתאי CD4+ T נורמליים אינם המקור ל-IL-17 בעכברים מוטנטים של Ikbkb. תאי Foxp3+ CD4+ T מעכברים מוטנטים מסוג Ikbkb שמרו על תפקוד מדכא.
המחקר בדק בנוסף את ההשפעות של הכפלת מינון הגן IkbkbGoF/GoF על דלקת מפרקים פסוריאטית, המאופיינת בספונדיליטיס, דקטיליטיס והפרעות ייחודיות בציפורניים.
עכברי IkbkbGoF הראו התרחבות CD25+ ו-Foxp3+ Treg סלקטיבית, עם חלק המבטא IL-17. הטרגים שעברו טרנספורמציה אלה היו נוכחים ברקמות דלקתיות, בטחול ובדם, והעברתם הספיקה כדי לגרום למחלה ללא לימפוציטים T רגילים.
פנוטייפ של תא בודד וחקירות שעתוק של תאי T מווסתים מבודדים הצביעו על שגשוג רקמות לא לימפוציטיות של Treg המבטאים גנים הקשורים ל-Th17, Helios, סמנים הקשורים לרקמות כגון CD69 ו-CD103, וגורם גרעיני משמעותי kappa B (NF-κB) ) transcriptome.
פעילות יתר של IKK2 גרמה להצטברות עורית של Treg ופסוריאזיס. עכברים מוטנטים הטרוזיגוטיים (Ikbkbmut/+) והומוזיגוטים (Ikbkbmut/mut) פיתחו מחלות עור בעלות דמיון היסטופתולוגי לפסוריאזיס.
לבני אדם הטרוזיגוטיים ל-IKBKBV203I יש אי-ספיקה חיסונית משולבת, אך ספירת ה-Treg שלהם גדלה. ל- Ikbkbmut יש פנוטיפ דומה, עם לימפפניה תלוית מינון גנים הנגרמת על ידי ירידה בתאי αβ ו-γδ T בעכברים הומוזיגוטים.
המחקר מצא גם עלייה בתאי Th17 CD4+ T, הקשורים מאוד לפסוריאזיס. Ikbkbmut/mut עכברי טחול Tregs ייצר יותר IL-17 מאשר עכברים מסוג פרא.
ייצור אינטרפרון-גמא (IFNγ) על ידי Tregs היה דומה בין WT ובעלי חיים מוטנטים, מה שמעיד על כך ש- Ikbkbmut מקנה הרחבה של אוכלוסיית Foxp3+ Treg המייצרת IL-17.
מחסור ב-Foxp3 והפרעות תפקודיות של Treg היו קשורים להופעה מוקדמת וללימפדנופתיה נרחבת חמורה שאינה קשורה למוטציית Ikbkbmut.
סיכום
המחקר קישר בין פסוריאזיס ודלקת מפרקים פסוריאטית לתפקוד לקוי של NF-κB, הגורם ללוקוציטים לא ספציפיים לרכוש תפקוד דמוי אפקטור, וכתוצאה מכך למחלה. הממצא העיקרי הוא מסלול שמוביל את Tregs תושבי רקמות Foxp3+CD4+ להפוך לפרו-דלקתי ולפתוגני.
In vivo, אוכלוסיית Treg שונה מופיעה עקב פעילות מוגברת של מסלול NF-KB הקנוני. מסלול זה שולט בשפע ה-Treg, מגביר את ה-Tregs תושבי הרקמה, ומתווך פתולוגיות של איברים קצה.
