1月4日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Biological Chemistry發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究院常興研究組的研究成果“Single-cell RNA-Seq analysis identifies a noncoding interleukin 4 ( IL-4) RNA that post-transcriptionally up-regulates IL-4 production in T helper cells”。該研究通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)源于IL4基因座的lncRNAIL4nc，并證明其在翻譯水平調(diào)控IL4蛋白的表達(dá)。
Th2細(xì)胞是CD4+ T細(xì)胞的一個(gè)亞群，是抗胞外寄生蟲(chóng)免疫應(yīng)答和體液免疫應(yīng)答的主要介導(dǎo)者，其功能的發(fā)揮依賴(lài)于細(xì)胞因子的表達(dá)。IL4、IL5、IL9、IL13是Th2特異性表達(dá)的細(xì)胞因子，除此之外Th2也表達(dá)IL2、TNFα等泛特異性細(xì)胞因子。即使在同樣的環(huán)境中，Th2表達(dá)這些細(xì)胞因子的種類(lèi)、表達(dá)量也千差萬(wàn)別。為了探討Th2細(xì)胞的異質(zhì)性，在這項(xiàng)研究中，研究人員利用Fluidigm C1平臺(tái)對(duì)體外分化的Th2細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測(cè)序。
研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞因子這一類(lèi)基因是Th2細(xì)胞個(gè)體轉(zhuǎn)錄組異質(zhì)性最重要的來(lái)源，且泛特異性細(xì)胞因子呈現(xiàn)出雙峰表達(dá)模式。此外，可變起始外顯子的使用在Th2細(xì)胞中十分普遍，IL4nc就是一個(gè)典型的例子。IL4nc和蛋白編碼的IL4 mRNA相比，共享后三個(gè)外顯子，但利用了一個(gè)獨(dú)特的起始外顯子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，IL4nc在靜息態(tài)的Th2細(xì)胞中表達(dá)較高，在TCR重激活后盡管表達(dá)增加，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于IL4?mRNA，所以在群體水平的RNA測(cè)序中會(huì)被IL4mRNA掩蓋。在體外分化的Th2細(xì)胞中的敲低和過(guò)表達(dá)結(jié)果表明，IL4nc通過(guò)3'端序列調(diào)控IL4 mRNA的翻譯，從而促進(jìn)了IL4蛋白的表達(dá)。IL4nc發(fā)揮功能的3'端序列與IL4 mRNA 3'UTR序列相同，很可能通過(guò)吸附、隔離IL4 mRNA翻譯的負(fù)調(diào)控因子來(lái)促進(jìn)其表達(dá)。
綜上所述，該研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子對(duì)Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的異質(zhì)性具有重要貢獻(xiàn)，lncRNA IL4nc正向調(diào)控IL4細(xì)胞因子的表達(dá)。
中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究院2013級(jí)博士研究生殷瑋婕為該論文成果的第一作者，本研究得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委和中科院等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1074/jbc.ra118.004111
圖：lncRNA IL4nc在Th2細(xì)胞中正向調(diào)控IL4蛋白表達(dá)
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