T细胞活化过程中通过细胞外囊泡选择性释放抑制活化的tRNA片段| Cell Reports

概要：加州大学旧金山分校的研究人员最新在Cell Reports发表文章，报道了T细胞释放富含tRNA片段的细胞外囊泡。免疫激活信号增强多泡体形成和特定tRNA片段的囊泡分泌。在细胞内，这些tRNA片段抑制T细胞活化和细胞因子产生。携带细胞外RNA（exRNA）的细胞外囊泡（EV）由不同的细胞内起源产生。微泡直接从质膜的出芽释放，而外泌体源自内体区室，并在多泡体（MVB）与质膜融合后释放。囊泡内的exRNA的包封保护它们免于降解，使其成为体液的稳定成分。此外，外泌体相关的CD47抑制吞噬作用，增加循环中的保留。exRNA及其载体的这些特性已经被用于生物标记物发现，并且它们允许exRNA介导外泌体分泌细胞和受体细胞之间的通信。此外，外泌体生物发生途径通过miRNA效应蛋白与MVB的结合调节microRNA（miRNA）沉默活性。T细胞是含有小RNA的强有力的EV来源。T细胞表达的miRNA与EVs相关并且免疫小鼠和人的血清中增加，而细胞miRNA在T细胞活化时全面下调。外泌体分泌对于适当的免疫功能是重要的，因为Rab27缺乏调节炎症反应并抑制小鼠的慢性炎症。细胞毒性T细胞杀死靶细胞涉及以Rab27依赖性方式激活诱导的含有Rab7的细胞毒性颗粒与质膜的融合。可以以类似的方式调节MVB与质膜的融合以控制外泌体中的exRNA释放。由于这些原因，T细胞是用于研究RNA包装到外泌体中的信号调节机制以及该过程如何影响它们在来源和受体细胞中的生物活性的良好模型。通过tRNA的核酸内切裂裂解产生tRNA片段（tRF）。它们是在exRNA中检测到的最普遍的小RNA种类之一，并且在细胞中它们在miRNAs中排名第二。早期研究检测到癌症患者尿液中的tRF，提高了tRF可能是致癌的可能性，并且它们可能被主动释放到体液中。tRF可以从附睾体转移到精子，表观遗传地将关于父亲饮食和新陈代谢的信息传递给后代。tRF还影响体细胞中的许多功能，包括细胞增殖、癌症进展和内源性逆转录元件的活性。然而，它们在T细胞中的分泌和生物学效应仍未得到探索。来自加州大学旧金山分校的研究人员分析了与活化T细胞的细胞培养上清液中的核糖核蛋白聚集体严格分离的EV。RNA测序显示，与细胞RNA相比，tRFs在EVs中的富集程度高于任何其他类别的RNA，这与细胞系中的研究一致。进一步确定了特定的tRF组，其在EVs的释放通过T细胞活化增强，并显示中性鞘磷脂酶（nSMase）抑制剂阻断tRF释放增加了这些活化诱导的EV富集的tRF的细胞水平，而没有其他不依赖活化的EV 富集的tRF。亚细胞分级进一步显示nSMase抑制剂处理特异性地导致这些活化诱导的EV富集的tRF在含有Rab7的区室内积累，表明这些tRF通过MVB分选释放。用针对这些tRF的反义寡核苷酸转染的T细胞显示出增强的T细胞活化。这些结果表明活化的T细胞利用EV生物发生途径选择性地分泌可抑制T细胞活化的tRF。miRNA分选到细胞外囊泡（EV）中的发现揭示了一种新的细胞间通讯模式，揭示了细胞内膜膜区与EV分泌细胞中的小RNA之间的联系。使用两步超速离心程序分离T细胞释放的EV，发现与相应的细胞RNA相比，有45％的tRNA片段（tRF），但不到1％的miRNA，在EV中显著富集。T细胞活化诱导EV介导的一组特定tRF的释放，这些tRF衍生自tRNA的5'末端和3'内部区域而没有可变环。EV生物发生途径的抑制特异性地导致这些活化诱导的EV富集的tRF在多泡体（MVB）内的积累。引入反义寡核苷酸可抑制这些tRFs，从而增强T细胞活化。总之，这些结果证明T细胞通过MVB选择性地将tRF释放到EV中，并且表明该过程可以去除抑制免疫激活的tRF。亮点：T细胞分泌的细胞外囊泡富含特定的tRNA片段（tRFs）T细胞活化信号调节tRFs的分泌活化增加多泡体的形成并减少细胞内tRFs的含量活化诱导的细胞外囊泡中富含的tRFs抑制T细胞活化

模式图该研究结果表明，通过分选进MVB和EV释放细胞特定tRF可能是在T细胞活化期间避免tRF抑制功能的重要机制。然而，分泌的EV中的tRF可以在细胞之间活跃地转移，允许它们介导细胞间RNA通信。这些独特调节的exRNA种类也可用作免疫活性和疾病过程的生物标志物。与几乎所有细胞类型中普遍存在的miRNA相比，5'tRF在造血组织中选择性地丰富。总之，数据显示tRF是功能活跃的小RNA，通过细胞内区室化差异分布和EV释放的动态调节响应T细胞激活信号。参考文献：Chiou NT, Kageyama R, Ansel KM. Selective Export into Extracellular Vesicles and Function of tRNA Fragments during T Cell Activation. Cell Rep. 2018 Dec 18;25(12):3356-3370.e4. doi:10.1016/j.celrep.2018.11.073.

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