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南科大生科院欧西军课题组揭示可变剪接调控生发中心B细胞反应的关键机制

日期:2023-03-31

近日,南方科技大学生命科学学院助理教授欧西军团队与新加坡免疫学联网的徐胜利博士合作在Nature Communications杂志上发表了题为“The RNA-binding protein hnRNP F is required for the germinal center B cell response”的研究论文,揭示了RNA可变剪接调控生发中心B细胞反应的关键机制。

生发中心B细胞是保护性免疫所需的高亲和力抗体的来源,在抗感染免疫反应中具有非常重要的作用。生发中心B细胞的发育分化受到一系列精细的调控,包括转录以及转录后调控。可变剪接是真核生物中普遍存在的一种转录后调控方式,是指从一个pre-mRNA中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA异构体的过程,在多种生物学进程中发挥了重要的作用。有研究发现生发中心B细胞与其他B细胞亚群相比存在显著的整体内含子滞留事件差异,预示可变剪接调控在生发中心B细胞发育分化过程中具有重要的生物学意义,然而,我们对其发挥的具体作用及机制仍知之甚少。

核不均一核糖核蛋白F(hnRNP F)属于RNA结合蛋白,广泛参与调控RNA的可变剪接。研究人员发现在小鼠B细胞中特异性敲除hnRNP F后,B细胞的发育基本正常,但是由B细胞介导的体液免疫受到显著影响。使用T细胞依赖性抗原免疫小鼠,研究人员发现小鼠抗原特异性的IgG抗体水平显著降低。为了进一步探究IgG抗体水平下降的原因,研究人员分别检测了hnRNP F对小鼠生发中心B细胞的形成以及抗体类别转换的影响。通过一系列体内外实验,研究人员发现hnRNP F敲除会造成生发中心B细胞的形成受阻以及IgG1抗体类别转换的缺陷。

研究人员进一步探索了hnRNP F促进生发中心B细胞形成和调控IgG1抗体类别转换的机制。首先,通过转录组测序分析发现B细胞中敲除hnRNP F会影响CD40 蛋白的RNA可变剪接过程,降低膜锚定型CD40的表达水平,导致生发中心B细胞发育所必须的CD40信号受到抑制。进一步,通过在小鼠体内重塑膜锚定型CD40能大幅度回补生发中心B细胞发育的缺陷,同时还能在一定程度回复IgG1抗体的类别转换。最后,通过体外分子实验,研究人员发现hnRNP F可以直接结合在CD40内含子6和7中富含鸟嘌呤的RNA序列上,促进外显子6的保留和内含子7的移除,从而增加膜锚定型CD40的表达水平。有趣的是,研究人员还发现hnRNP A1和A2B1也结合在内含子6上相同的位点,与hnRNP F拮抗调控CD40的可变剪接。

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综上,该研究揭示了hnRNP F在生发中心B细胞反应中的作用及其分子机制,丰富了生发中心B细胞反应相关的转录后调控机制研究,同时也为hnRNP蛋白家族的生物学功能研究提供了新的参考。

南方科技大学生命科学学院博士研究生黄恒军为本文第一作者;欧西军和徐胜利为本文共同通讯作者。该工作得到了南方科技大学生命科学学院、实验动物中心、分析测试中心、国家自然科学基金、广东省自然科学基金和深圳市自然科学基金的大力支持。


论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37308-z


供稿:欧西军课题组

通讯员:付文卿

审核:万峻