Хлоридный канал контролирует дифференцировку патогенных Т-хелперов 17 при аутоиммунных болезнях

Патогенные Т-хелперы 17 (pT_H17) — субпопуляция CD4⁺ T-лимфоцитов — играют ключевую роль в аутоиммунных реакциях при таких болезнях, как рассеянный склероз или воспалительные заболевания кишечника. Для поиска терапевтических мишеней при аутоиммунных заболеваниях важно понимать, какой механизм способствует патологической дифференцировке T_H17. Авторы статьи в Science Immunology провели генетический скрининг, чтобы выявить ключевые регуляторы дифференцировки и пролиферации CD4⁺ клеток — одним из таких оказался нуклеотидчувствительный хлоридный канал CLNS1A.

Ученые анализировали роль потенциальных регуляторов pT_H17 на мышиной модели экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита (ЭАЭ). С помощью библиотеки коротких шпилечных РНК (shRNA) они проводили нокдаун 223 генов-кандидатов и 47 контрольных генов в CD⁺ T-клетках. Затем клетки подсаживали мышам. Нокдаун 59 генов из библиотеки приводил к истощению Т-клеточной популяции в ЦНС. Из этих генов авторы статьи обратили внимание на Clns1a — уровень его мРНК в Т-клетках, инфильтрирующих ЦНС мышей с ЭАЭ, был сильно повышен, а нокдаун выраженно снижал их популяцию.

CLNS1A оказался необходим pT_H17 для аутоиммунных реакций. Нокаут этого гена в CD4+ T-клетках с помощью CRISPR-Cas9 приводил к тому, что в модели ЭАЭ у мышей не развивалось нейровоспаления и демиелинизации, которые наблюдались у контрольных животных без нокаута. Инфильтрация Т-клеток в ЦНС — одна из характерных черт аутоиммунного нейровоспаления — также значительно снижалась.

Аналогичным образом нокаут Clns1a защищал мышей от синдрома раздраженного кишечника (СРК) — хронического воспалительного заболевания. У модельных мышей с Clns1a-дефицитными CD4⁺ Т-лимфоцитами снижалась инфильтрация тканей толстой кишки иммунными клетками, а признаки колита были менее выражены, чем у контрольных мышей с СРК и функциональным Clns1a в Т-клетках.

Анализ цитокинового профиля и количественная оценка субпопуляций иммунных клеток показали, что защита от аутоиммунных реакций при нокауте Clns1a, по-видимому, обусловлена снижением экспансии и функции, но не изменением репертуара аутореактивных CD4⁺ Т-клеток.

Затем ученые подробно проанализировали роль CLNS1A в функционировании CD4⁺ Т-клеток. В наивных Т-клетках мышей экспрессия этого гена была крайне низкой, однако сильно повышалась при дифференцировке в различные субпопуляции CD4⁺ T-клеток, в том числе pT_H17. Делеция этого гена значительно снижала экспрессию RORγt — транскрипционного фактора, характерного для Т-хелперов 17 — и уменьшала выработку IL-17A этими Т-хелперами.

В связи с ядерной локализацией CLNS1A и его ролью в пролиферации и дифференцировке авторы предположили, что этот белок служит регулятором транскрипции в Т-клетках. По данным секвенирования РНК клеток мышей и анализу дифференциальной экспрессии исследователи определили, что CLNS1A контролирует экспрессию генов, участвующих в регуляции клеточного цикла и репарации ДНК.

Авторы предположили, что остановка клеточного цикла pT_H17 при нокауте Clns1a связана с дефектами репарации. Через 24 и 48 часов после стимуляции в таких клетках была снижена экспрессия Ki-67 — маркера пролиферации. Также в них накапливался маркер поврежден ий ДНК — гистон γH2AX, который связывается с геномом в местах двуцепочечных разрывов.

Помимо поддержания целостности генома, CLNS1A служит фактором транскрипции совместно с белком PRMT5. Последний участвует в посттрансляционном диметилировании остатков аргинина (в том числе в гистонах) и может влиять на доступность хроматина, однако предположение ученых о том, что в этом участвует CLNS1A, не подтвердилось. Вместо этого выяснилось, что CLNS1A образует комплекс с PRMT5 и затем связывается с промоторами ряда генов, важных для прогрессии клеточного цикла, репликации и репарации ДНК. Благодаря такому контролю транскрипции CLNS1A обеспечивает пролиферацию и активность pT_H17 клеток — это делает его потенциальной терапевтической мишенью.

Вирус, покрытый антителами, может спровоцировать аутоиммунный ответ