자연 살해 세포와 통각 수용체 뉴런 사이의 상호 작용을 자극
Summary
통각 수용체 뉴런과 NK 세포는 염증성 맥락에서 활발히 상호 작용합니다. 공동 문화 접근 방식을 통해 이러한 상호 작용을 연구 할 수 있습니다.
Abstract
체성 감각 뉴런은 유해한 자극을 감지하고 방어 반사를 활성화하도록 진화했습니다. 통각 수용체 뉴런은 통신 수단을 공유함으로써 면역 체계의 활동을 제어하여 숙주 방어를 조정합니다. 이러한 시스템 간의 통신은 대부분 적응 형이며 항상성을 보호하는 데 도움이되며 만성 질환의 발병을 유발하거나 촉진 할 수도 있습니다. 두 시스템은 1 차 및 2 차 림프 조직과 점막에서 발견되는 것과 같은 국소 상호 작용을 허용하도록 공동 진화했습니다. 최근 연구에 따르면 통각 수용체는 외부 항원, 면역 세포 유래 사이토 카인 및 미생물을 직접 감지하고 반응합니다.
통각 수용체 활성화는 통증 과민증과 가려움증을 유발할 뿐만 아니라 통각 수용체 발사 역치를 낮추어 신경 펩티드의 국소 방출을 유도합니다. 통각 수용체의 말초 말단에 의해 생성되고 방출되는 펩타이드는 림프구의 화학 주성 및 분극을 차단하여 염증의 국소화, 지속 시간 및 유형을 제어 할 수 있습니다. 최근의 증거에 따르면 감각 뉴런은 세포-세포 접촉을 통해 선천성 면역 세포와 상호 작용합니다(예: 자연 살해(NK) 세포에 그룹 2D(NKG2D) 수용체와 결합).
NK 세포가 다양한 통각 수용체 생성 매개체에 대한 동족 수용체를 발현한다는 점을 감안할 때, 통각 수용체는 NK 세포의 활성을 제어하기 위해 신경 펩티드를 사용하는 것으로 생각할 수 있습니다. 여기에서는 접시에서 통각 수용체 뉴런-NK 세포 상호 작용을 연구하는 공동 배양 방법을 고안합니다. 이 접근법을 사용하여 요추 통각 수용체 뉴런이 NK 세포 사이토 카인 발현을 감소 시킨다는 것을 발견했습니다. 전반적으로, 이러한 환원주의적 방법은 종양 신경 분포 뉴런이 NK 세포의 항암 기능을 제어하는 방법과 NK 세포가 손상된 뉴런의 제거를 제어하는 방법을 연구하는 데 유용할 수 있습니다.
Introduction
감각 뉴런의 세포체는 등근 신경절 (DRG)에서 시작됩니다. DRG는 척수의 등쪽 뿔과 말초 신경 말단 사이의 말초 신경계 (PNS)에 있습니다. DRG 뉴런의 의사 단극성 특성은 표적 조직을 자극하는 말초 가지에서 체성 감각 정보를 척수1로 전달하는 중앙 가지로 정보를 전달할 수 있습니다. 특수 이온 채널 수용체를 사용하여 1차 뉴런은 병원체, 알레르겐 및 오염 물질2에 의해 제기된 위협을 감지하여 양이온(Na+,Ca 2+)의 유입과 활동 전위 3,4,5의 생성으로 이어집니다.
이 뉴런은 또한 초기 위험 감지가 발생한 주변으로 항드롬 활동 전위를 보내 신경 펩티드 1,4의 국소 방출로 이어집니다. 따라서 통각 수용체 뉴런은 보호 메커니즘으로 작용하여 숙주에게 환경 위험 4,5,6,7을 경고합니다.
2차 뉴런과 통신하기 위해 통각 수용체는 다양한 신경 전달 물질(예: 글루타메이트)과 신경 펩티드(예: 칼시토닌 유전자 관련 펩티드(CGRP), 물질 P(SP) 및 혈관 활성 장 펩티드(VIP))를 방출합니다6,7. 이 펩타이드는 모세 혈관에 작용하여 혈장 혈관 외 유출, 부종 및 면역 세포의 국소 유입 및 조절을 촉진합니다 2,4,7.
체성 감각 및 면역계는 사이토 카인 및 신경 펩티드 및 각각의 동족 수용체4로 구성된 공유 통신 시스템을 이용한다. 이 양방향 통신은 위험으로부터 보호하고 항상성을 보존하는 데 도움이 되지만 질병 병태생리학에도 기여할 수 있습니다4.
NK 세포는 선천성 림프 세포로 분류되며 바이러스에 감염된 세포를 제거하는 데 특화되어 있습니다. NK 세포 기능은 활성화 수용체인 NKG2D8을 비롯한 자극성 및 억제성 수용체의 균형에 의해 지배된다. NKG2D의 내인성 리간드인 레티노산 조기 유도성1(RAE1)은 종양 발생 및 감염 8,9와 같은 스트레스를 받는 세포에서 발현됩니다.
최근 조사에 따르면 말초 신경 손상은 감각 뉴런이 스타스민 2(STMN2) 및 RAE1과 같은 부적응 분자를 발현하도록 유도합니다. 따라서, 세포-세포 접촉 을 통해 , NKG2D-발현 NK 세포는 RAE1-발현 뉴런과의 상호작용에 의해 활성화되었다. 차례로, NK 세포는 손상된 통각 수용체 뉴런과 일반적으로 신경 손상과 관련된 둔기 통증 과민증을 제거 할 수있었습니다10. NKG2D-RAE1 축 외에도 NK 세포는 다양한 통각 수용체 생성 매개체에 대한 동족 수용체를 발현합니다. 따라서 이들 매개체가 NK 세포 활성을 조절하는 것이 가능하다. 이 논문은 통각 수용체 뉴런-NK 세포 상호 작용의 생물학을 조사하는 공동 배양 방법을 제시합니다. 이 접근법은 통각 수용체 뉴런이 부상, 감염 또는 악성 종양에 대한 선천성 면역 세포 반응을 조절하는 방법에 대한 이해를 높이는 데 도움이 될 것입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
Davies et al.11 은 손상된 뉴런이 RAE1을 상향 조절한다는 것을 발견했습니다. 세포-세포 접촉 을 통해 NKG2D-발현 NK 세포는 RAE1+ 뉴런을 식별하고 제거할 수 있었고, 이는 차례로 만성 통증을 제한합니다11. NK 세포가 다양한 신경 펩티드 수용체를 발현하고 이러한 신경 펩티드가 면역 조절 능력으로 알려져 있다는 점을 감안할 때 NK 세포와 통각 수용체 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 연구 기금의 새로운 프론티어 (NFRFE201901326), 캐나다 보건 연구소 (162211, 461274, 461275), 캐나다 혁신 재단 (37439), 캐나다 연구 위원장 프로그램 (950-231859), 캐나다 자연 과학 및 공학 연구위원회 (RGPIN-2019-06824) 및 퀘벡 자연 및 기술 재단 (253380).
Materials
| Anti-mouse CD16/32 | Jackson Laboratory | Cat no: 017769 | |
| B-27 | Jackson Laboratory | Cat no: 009669 | |
| Bovine Serum Albumin (BSA) culture grade | World Precision Instruments | Cat no: 504167 | |
| BV421 anti-mouse NK-1.1 | Fisher Scientific | Cat no: 12430112 | |
| Cell strainer (50 μm) | Fisher Scientific | Cat no: A3160702 | |
| Collagenase IV | Fisher Scientific | Cat no: 15140148 | |
| Diphteria toxinfl/fl | Fisher Scientific | Cat no: SH3057402 | |
| Dispase II | Fisher Scientific | Cat no: 13-678-20B | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Fisher Scientific | Cat no: 07-200-95 | |
| EasySep Mouse NK Cell Isolation Kit | Sigma | Cat no: CLS2595 | |
| Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | Sigma | Cat no: C0130 | |
| FACSAria III | Sigma | Cat no: 04942078001 | |
| Fetal bovine serum (FBS) | Sigma | Cat no: 806552 | |
| FITC anti-mouse NKp46 | Sigma | Cat no: L2020 | |
| Flat bottom 96-well plate | Sigma | Cat no: 03690 | |
| Glass Pasteur pipette | Sigma | Cat no: 470236-274 | |
| Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) | VWR | Cat no: 02-0131 | |
| Laminin | Cedarlane | Cat no: 03-50/31 | |
| L-Glutamine | Gibco | Cat no: A14867-01 | |
| Mouse recombinant IL-15 | Gibco | Cat no: 22400-089 | |
| Mouse recombinant IL-2 | Gibco | Cat no: 21103-049 | |
| Nerve Growth Factor (NGF) | Life Technologies | Cat no: 13257-019 | |
| Neurobasal media | PeproTech | Cat no: 450-51-10 | |
| PE anti-mouse GM-CSF | PeproTech | Cat no: 212-12 | |
| Penicillin and Streptomycin | PeproTech | Cat no: 210-15 | |
| Pestles | Stem Cell Technology | Cat no: 19855 | |
| Phosphate Buffered Saline (PBS) | Biolegend | Cat no: 108732 | Clone PK136 |
| RPMI 1640 media | Biolegend | Cat no: 137606 | Clone 29A1.4 |
| TRPV1Cre | Biolegend | Cat no: 505406 | Clone MP1-22E9 |
| Tweezers and dissection tools. | Biolegend | Cat no: 65-0865-14 | |
| U-Shaped-bottom 96-well plate | Biolegend | Cat no: 101319 | |
| Viability Dye eFlour-780 | Becton Dickinson |
Riferimenti
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