当前位置:新闻中心健康资讯华中科技大学破解B细胞发育调控密码:RNF213——连接先天免疫与适应性免疫的新桥梁
华中科技大学破解B细胞发育调控密码:RNF213——连接先天免疫与适应性免疫的新桥梁
时间:2026-06-22
来源:中港万海

20240825161042.gif

B淋巴细胞作为适应性免疫系统的核心组成部分,其发育成熟、信号传导及代谢重编程过程的精准调控,是机体抵御病原体入侵、维持免疫稳态的关键。2026年2月18日,华中科技大学刘超红等团队合作在Signal Transduction and Targeted Therapy 在线发表题为“Ring finger protein 213 regulates B-cell receptor signaling, metabolism, and development in B lymphocytes”的研究论文,首次系统揭示了RNF213——一种巨型干扰素诱导型RING指环E3连接酶——在B淋巴细胞生物学中的核心调控作用,为理解B细胞发育机制、开发自身免疫病及B细胞相关血液肿瘤的新疗法提供了全新靶点。

1.png

研究过程

研究人员首先使用ImmGen数据库分析了RNF213在不同B细胞亚群中的转录水平。虽然Rnf213普遍由多个B细胞亚群表达,但在发育后期其转录水平要高得多(图1a),这表明其在次级淋巴器官的B细胞分化中具有潜在作用。为了解决这个问题,研究分析了腹膜腔、骨髓(BM)和脾脏中的B细胞亚群。WT和KO小鼠的腹膜B1a和B1b细胞的比例或数量没有显著差异(补充图1b,如补充图1c所示)。在骨髓中,只有KO小鼠的再循环B细胞(分数F,Fr.F)的比例和数量减少(图1b,如补充图1d所示),表明RNF213在早期BM B细胞发育中的作用不大。研究人员用CD45.1和CD45.2 BM混合嵌合体小鼠模型证实了FOB和MZB细胞的异常发育是B细胞内在的(图1f-h,如补充图1h所示)。综上所述,这些发现表明RNF213在早期B细胞发育中起着很小的作用,但对于脾脏B细胞亚群的正常形成至关重要,尤其是FOB和MZB细胞。

2.png

为了解决RNF213是否参与B细胞活化的问题,首先分析了抗IgM刺激的B细胞(GSE129536)的公开转录组数据。Rnf213在稳态B细胞中的表达相对较低,但在BCR参与后被强烈诱导(图1i),表明Rnf213在B细胞活化和BCR信号传导中的作用。研究发现,在激活后评估的所有时间点,KOB细胞质膜上的BCR聚集都显著受损(图1j,k,m)。此外,在KOB细胞中,活化的上游BCR信号分子(包括磷酸化SYK(pSYK)和CD19(pCD19))向质膜的募集明显受损(图1j-n)。与这些发现一致,Rnf213缺乏也导致这些蛋白质在可溶性抗BCR刺激下的活化受损(图1o)。总的来说,这些发现表明Rnf213缺乏会破坏BCR簇向质膜的募集,这与BCR信号传导减少有关。

研究发现表明,RNF213在IκBα磷酸化水平上特异性调节规范的NFκB通路,从而影响P65活化。与这些发现一致,在用抗BCR药物刺激的KO B细胞中,NFκB靶向基因的转录也显著受损(补充图2b)。同样,KOB细胞中STAT1(pSTAT1)、STAT3(pSTAT3)和STAT5(pSTAT5)的磷酸化水平下调(补充图2c)。此外,RNF213也在抗BCR刺激下的MAPK信号传导中发挥作用,因为在RNF213缺失后,P38(pP38)的激活明显减弱,但JNK或ERK的激活没有减弱(补充图2d)。综上所述,这些发现表明RNF213对于激活BCR信号下游的多种途径至关重要。

值得关注的是KO小鼠的所有脾脏B细胞亚群都表现出BCR信号激活的显著受损,包括pSYK、pPI3K和pAKT(补充图2g-j)。这些发现表明,从总B细胞分析中得出的结论可能反映了整个B细胞谱系的普遍现象。

3.png

如预期的那样,Rnf213缺陷型B细胞表现出基础和葡萄糖刺激的糖酵解减少,以及糖酵解能力(最大糖酵解)降低(图2f)。此外,这些细胞表现出受损的基础OXPHOS和呼吸能力(最大呼吸)(图2g)。这些发现共同提供了RNF213与B细胞能量代谢之间的重要联系。

实验表明,静息或多次刺激激活的KOB细胞亚群中的脂滴含量没有变化(补充图3a和B)。此外,研究发现WT和KO B细胞之间的脂解标志物ATGL、HSL和磷酸化HSL(pHSL)的表达没有差异(补充图3c)。这些结果表明,RNF213对B细胞代谢的调节作用不是由脂滴稳定性介导的。此外,在体外用各种刺激处理的KO B细胞中,增殖、浆细胞分化和类转换重组(CSR)不受影响(补充图3d-f)。

4.png

研究使用测序(ATAC-Seq)分析对来自WT和KO小鼠的脾脏稳态B细胞进行了转座酶可及染色质的测定,以探索基因组染色质可及性的变化。我们在两组中鉴定出27817个共享的开放染色质区域,主要位于内含子(34.07%)、基因间区域(30.19%)和启动子(25.67%)。ATAC信号在转录起始位点(TSS)侧翼的-3至+3kb区域内的分布显示,KOB细胞中的染色质总体上不易接近(补充图4a)。

为了进一步研究SPIB水平升高是否是KO小鼠B细胞发育和功能异常的基础,我们制备了SPIB和Rnf213双敲除(DKO)小鼠。用纯化的脾脏B细胞在mRNA或蛋白质水平上证实了DKO小鼠中Rnf213和Spib的成功敲除(补充图5a和B)。通过分析脾脏B细胞亚群,我们发现野生型、KO和DKO小鼠的B220+B细胞比例和数量相当(补充图5c)。令人惊讶的是,Spib缺失使KO小鼠中MZB细胞的异常比例和数量正常化。尽管Spib缺失对FOB细胞的恢复没有统计学意义,但DKO小鼠的FOB细胞平均百分比(52.83%)往往低于KO小鼠(56.03%),与WT小鼠(49.12%)相当(图4a,b)。

5.png

结果表明,SPIB在很大程度上参与了KO小鼠脾脏B细胞的发育缺陷。尽管DKO小鼠T2B细胞表面的BAFFR表达略低于WT小鼠(补充图5d),但脾脏B细胞的获救发育在很大程度上与这一现象无关,因为BAFF介导的信号传导已知会促进脾脏B细胞成熟。综上所述,这些结果表明,Spib缺失改变了转录谱并重新编程了B细胞发育,这反过来又使KO小鼠中MZB细胞的受损形成正常化。

Spib缺失显著挽救了KO B细胞中受损的BCR信号激活(图4c),表明过量的Spib抑制了BCR信号的强度。KOB细胞中线粒体膜电位和ROS产生的降低表明代谢活动受损,Spib的基因消融部分或完全挽救了这一现象(图4d)。值得注意的是,Spib缺失还恢复了KO小鼠B细胞的基础OXPHOS和呼吸能力的降低(图4e)。

综上所述,这些结果表明RNF213通过SPIB的转录活性调节B细胞的发育和能量代谢。

6.png

研究发现,在KOB细胞中,SPIB与Pik3c3基因座的直接结合增加(图5d)。此外,KOB细胞中Spib缺失可以恢复Pik3c3 mRNA水平的增加(图5f)。因此,这些发现将Pik3c3确立为SPIB的直接靶点,SPIB的转录在Rnf213缺陷型B细胞中显著上调,从而促进PI3P的产生。

为了确定异常的PIK3C3表达是否可以调节BCR信号,研究人员在体外用SAR405预处理B细胞,并检测BCR信号的激活。发现表明,PIK3C3在BCR信号传导中位于PIP3的下游。SAR405治疗还挽救了抗BCR刺激的KOB细胞中PIP3产量的减少(图5i)。

研究人员在分析前30天每天给8周龄的WT和KO小鼠服用可溶性SAR405。SAR405的递送对任何一组小鼠的体重增加都没有影响(补充图7a),表明SAR405治疗对整体健康的影响很小。B细胞群分析显示,体内SAR405治疗使KO小鼠再循环B细胞(Fr.F)发育受损正常化(补充图7b-d)。值得注意的是,我们发现这种抑制完全挽救了KO小鼠中MZB细胞的异常比例和数量,但部分恢复了FOB细胞的比例(图6a,b)。此外,这种药物治疗对脾脏中其他B细胞亚群的总细胞数和发育稳态几乎没有影响(图6a和补充图7e,f)。

7.png

研究证实了用SAR405处理的KO小鼠的B细胞中PIP3产生的恢复(图6e)。鉴于Rnf213缺陷型B细胞明显存在代谢缺陷,随后评估了SAR405是否可以恢复这些缺陷。体内SAR405治疗显著改善了抗BCR激活的KOB细胞的线粒体膜电位和ROS产生(图6f)。更重要的是,研究发现抑制PIK3C3可以显著挽救KOB细胞中糖酵解和OXPHOS过程的减少(图6g,h)。综上所述,这些数据表明,过量的PIK3C3会导致Rnf213缺陷B细胞中AKT-mTOR信号受损、代谢功能障碍和发育异常。

为了确定RNF213是否是抗原特异性B细胞反应所必需的,首先用与Ficoll结合的4-羟基-3-硝基苯乙酰基(NP)对小鼠进行腹膜内免疫,Ficoll是一种经典的T非依赖性(TI-2)抗原,可诱导特征明显的B细胞反应。通过检测这些小鼠血清中NP特异性IgM(抗NP2-IgM)的量,研究发现KO小鼠表现出抗NP2-IgG产生的显著损伤(图7a),而未免疫的WT和KO小鼠之间没有观察到这种差异(补充图8a)。鉴于MZB细胞在TI免疫后对抗原特异性IgM的分泌至关重要,抗NP2-IgM水平的降低可能是由于KO小鼠中MZB细胞的发育和功能受损。

8.png

四周后,对小鼠进行二次NP-KLH攻击,以诱导回忆反应(图7b)。检测到KO小鼠二次免疫后MZB细胞的比例和数量显著降低,而FOB、T1B或T2B细胞没有显著差异(图7c和补充图8b)。在初次和二次免疫后,KO小鼠血清中高亲和力NP特异性IgG1抗体(抗NP2-IgG1)的产生显著降低(图7h,i)。为了观察抗原特异性抗体的亲和力成熟和类别转换,测量了两组小鼠血清中NP特异性IgG和IgG1的总量。重要的是,KO小鼠表现出抗原特异性IgG1的亲和力成熟受损,这可以通过抗NP2-IgG1与抗NP29-IgG1的比率来量化(图7h,i)。结果表明,RNF213对于抗原特异性IgG1的亲和力成熟至关重要,但对于TD免疫后总抗原特异性IgG 1的同种型转换则无关紧要。

这些数据共同揭示了RNF213在针对TI和TD抗原的抗体反应和体液免疫中的关键作用。

总之,这项研究确定RNF213是B细胞发育和代谢的看门人,桥接泛素化、转录调控和BCR信号传导。通过将SPIB降解与PIK3C3驱动的代谢重编程相结合,该轴确保B细胞动态适应激活需求。

结     语

华中科技大学刘超红团队的这项研究,就像一把钥匙打开了RNF213在免疫学领域研究的新大门,让我们意识到这个“巨型分子”不只是血管疾病的风险基因,更是调控B细胞命运的核心枢纽。未来围绕RNF213的进一步研究,不仅能帮助我们更深入理解免疫系统发育调控的基本机制,更有望推动B细胞相关疾病的靶向治疗开发,让基础研究的成果真正惠及患者。

参考文献

1:Ring finger protein 213 regulates B-cell receptor signaling, metabolism, and development in B lymphocytes

免责声明:本文旨在科普相关知识,不作为医疗指导意见

编辑|Zhang.ZG

审核|Geng.ZG

Copyright @2023 版权所有 陕西中港万海生命科学研究院 备案号:陕ICP备20005433号-2