Myeloid medfødte Signaling Pathway regulering af MALT1 Paracaspase aktivitet
Summary
MALT1 regulerer medfødt immunitet, men hvor dette sker fortsat er uklare. Vi brugte den selektive MALT1 paracaspase hæmmer MLT-827 for at trævle MALT1 bidrag til medfødte signalering neden for Toll-lignende eller C-type lektin-lignende receptorer, demonstrerer, at MALT1 regulerer produktionen af myeloide cytokiner, og downstream af C-typen lektin-lignende receptorer selektivt.
Abstract
Udover sin funktion i lymfoide celler, som er blevet behandlet af talrige undersøgelser, spiller paracaspase MALT1 også en vigtig rolle i medfødte celler nedstrøms mønster anerkendelse receptorer. Bedst undersøgt er de Dectin-1 og Dectin-2 medlemmer af familien C-type lektin-lignende receptor, der inducerer en SYK – og CARD9-afhængige signalering cascade fører til NF-κB aktivering, på en måde, MALT1-afhængige. Af kontrast, Toll-lignende receptorer (TLR), såsom TLR-4, udbrede NF-κB aktivisering men signal via en MYD88/IRAK-afhængige cascade. Ikke desto mindre, om MALT1 kan bidrage til TLR-4 signalering er forblevet uklart. Seneste beviser med MLT-827, en potent og selektiv hæmmer af MALT1 paracaspase aktivitet, angiver, at TNF-produktion nedstrøms TLR-4 i menneskelige myeloide celler er uafhængig af MALT1, i stedet for TNF-produktion nedstrøms Dectin-1, som er MALT1 afhængige. Her, vi har behandlet den selektive inddragelse af MALT1 i mønstergenkendelse sensing yderligere, ved hjælp af en række menneskelige og mus cellulære præparater og stimulering af Dectin-1, MINCLE eller TLR-4 veje. Vi gav også yderligere indsigt ved at udforske cytokiner ud over TNF- og ved at sammenligne MLT-827 en SYK hæmmer (Cpd11) og en IKK hæmmer (AFN700). Kollektivt, de data, som yderligere bevis for MALT1-afhængighed af C-typen lektin-lignende receptor-signalering i modsætning til TLR-signalering.
Introduction
Paracaspase aktivitet af MALT1 (slimhinde-associerede lymfoide væv lymfom translokation protein 1) blev afsløret i 20081,2. Siden da, har en række undersøgelser rapporterede sin kritiske bidrag til antigen receptor svar i lymfocytter. Genetiske modeller i mus samt farmakologi data understøtter en nøglerolle i T-celler, T-celle afhængige autoimmunitet og B-celle lymfom indstillinger3,4. I lymfocytter, MALT1 paracaspase Aktivering sker ved montering af en CARD11-BCL10-MALT1 komplekse5, som er udløst af antigen-receptor proksimale signalering neden for T – eller B-celle receptoren. Der er også rigeligt med beviser for at en lignende CARD9-BCL10-MALT1-kompleks er vigtigt for formerings signaler nedstrøms af C-typen lektin-lignende receptorer (CLLR), fx, Dectin-1, Dectin-2 og MINCLE i myeloide celler6,7. Dectin-1 er blevet særligt godt undersøgt, da denne vej er kritiske for værten forsvar mod svampeinfektioner8,9. Konsekvenser af MALT1 i Toll-lignende receptor (TLR) veje, dog forblevet kontroversielle10. Seneste beviser i menneskelige myeloide celler udelukket en direkte rolle for MALT1 paracaspase aktivitet i reguleringen af TNF-produktion nedstrøms TLR-411.
I det foreliggende arbejde brugte vi forskellige eksperimentelle indstillinger og stimulerende forhold i menneskelige og mus myeloide celler for at sonde medfødte signaling veje, afhængige af bestemte farmakologisk værktøj hæmmere og måling af cytokin produktion.
Protocol
Representative Results
Discussion
I dette arbejde brugte vi simple eksperimentelle indstillinger til at studere signaling veje i menneskelige og mus medfødte celler, og afhøre deres afhængighed af MALT1 proteolytiske funktion. Udvide på tidligere arbejde11, viste vores undersøgelse, at MALT1 paracaspase aktivitet styrer C-type lektin-lignende receptor induceret cytokin produktion, herunder TNF-α. Derimod var TLR-4-induceret TNF-α uafhængige af MALT1 i begge arter. Kollektivt, bekræftede disse data den centrale og selektiv…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker Elsevier om deres tilladelse (licensnummer 4334770630127) til at gengive her figur 2A fra Unterreiner et al. (2017).
Materials
| 100 µm nylon cell strainer | Sigma | CLS431752 | |
| 14 ml Falcon tube | BD Falcon | 352057 | |
| 15 mL Falcon tube | Falcon | 352090 | |
| 50 mL Falcon tube | Falcon | 352070 | |
| 6 well plates | Costar | 3516 | |
| 96 well flat-bottom plate, with low evaporation lid | Costar | 3595 | |
| 96 well V-bottom plate | Costar | 734-1798 | |
| Ammonium Chloride – NH4Cl | Sigma | A9434 | |
| Assay diluent RD1-W ELISA | R&D | 895038 | Assay diluent |
| Cell culture microplate, 384 well, black | Greiner | 781986 | |
| Depleted Zymosan | Invivogen | tlrl-dzn | now: tlrl-zyd |
| Dimethyl sulfoxide | Sigma | D2650 | DMSO |
| EDTA-Na2 | Sigma | E5134 | Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate |
| ELISA muTNF-α | R&D | SMTA00 | |
| Ficoll-Paque Plus | GE Healthcare | 17-1440-03 | |
| gentleMACS C tubes | MACS Miltenyi Biotec | 130-096-334 | |
| gentleMACS dissociator | MACS Miltenyi Biotec | 130-093-235 | |
| GM-CSF | Novartis | – | |
| Heat-inactivated Fetal bovine serum | Gibco | 10082 | FBS |
| HTRF hu IL-23 | CisBio | 62HIL23PEG | |
| HTRF hu TNF-α | CisBio | 62TNFPEC | |
| HTRF reconstitution buffer | CisBio | 62RB3RDE | 50mM Phosphate buffer, pH 7.0, 0.8M KF, 0.2% BSA |
| IFN-γ | R&D | L4516 | |
| IL-4 | Novartis | – | |
| Isoflurane | Abbott | Forene | |
| Lipopolysaccharides (LPS) | Sigma | L4391 | LPS used in human samples |
| Lipopolysaccharides | Sigma | L4516 | LPS used in murine samples |
| Lysis buffer | Self-made | – | 155 mM NH4Cl, 10 mM KHCO3, 1 mM EDTA, pH 7.4 |
| Magnet | Stemcell | 18001 | |
| Microplate, 384 well white | Greiner | 784075 | |
| Monocytes enrichment kit | Stemcell | 19059 | |
| Nalgene Mr. Frosty Cryo 1 °C Freezing Container | Nalgene | 5100-0001 | cooling device (containing Propanol-2) |
| PBS 1x pH 7.4 [-] CaCl2 [-] MgCl2 | Gibco | 10010 | Phosphate-buffered saline |
| Penicillin/Streptomycin | Gibco | 15140 | Pen/Strep |
| Potassium bicarbonate – KHCO3 | Sigma | P9144 | |
| PrestoBlue | Invitrogen | A13262 | Resazurin solution for viability assessment |
| Propanol-2 | Merck | 1.09634 | |
| Read buffer | MesoScale Discovery | R92TC-3 | Tris-based buffer containing tripropylamine |
| Recovery cell culture freezing medium | Gibco | 12648-010 | freezing medium |
| Roswell Park Memorial Institute Medium (RPMI) with Glutamax | Gibco | 61870 | + 10% FBS for iMoDCs + 10% FBS + 1 mM Sodium Pyruvate + 100 U/mL Pen/Strep + 5 µM β-mercaptoethanol for human PBMCs and monocytes + 10% FBS + Pen/Strep + 5 µM β-mercaptoethanol for murine splenocytes |
| Separation buffer | Self-made | – | PBS pH 7.4 + 2% FBS + 1 mM EDTA pH 8.0 |
| Sodium Pyruvate | Gibco | 11360 | |
| Trehalose-6,6-dibehenate | Invivogen | tlrl-tdb | TDB |
| Tween 20 | Sigma | P7949 | Polysorbate 20 |
| UltraPure 0.5 M EDTA pH 8.0 | Invitrogen | 15675 | Ethylenediaminetetraacetic acid |
| Viewseal sealer | Greiner BioOne | 676070 | |
| V-PLEX Proinflammatory Panel 1 Human Kit | MesoScale Discovery | K15049D | electrochemiluminescent multiplex assay (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-8) |
| β-Mercaptoethanol | Gibco | 31350 |
Referências
- Coornaert, B., et al. T cell antigen receptor stimulation induces MALT1 paracaspase-mediated cleavage of the NF-kappaB inhibitor A20. Nature immunology. 9 (3), 263-271 (2008).
- Rebeaud, F., et al. The proteolytic activity of the paracaspase MALT1 is key in T cell activation. Nature immunology. 9 (3), 272-281 (2008).
- Jaworski, M., Thome, M. The paracaspase MALT1: Biological function and potential for therapeutic inhibition. Cellular and Molecular Life Sciences. 73 (3), 459-473 (2016).
- Meininger, I., Krappmann, D. Lymphocyte signaling and activation by the CARMA1-BCL10-MALT1 signalosome. Biological Chemistry. 397 (12), 1315-1333 (2016).
- Qiao, Q., et al. Structural architecture of the CARMA1/Bcl10/MALT1 signalosome: nucleation-induced filamentous assembly. Molecular cell. 51 (6), 766-779 (2013).
- Gross, O., et al. Card9 controls a non-TLR signalling pathway for innate anti-fungal immunity. Nature. 442 (7103), 651-656 (2006).
- Chiffoleau, E. C-type lectin-like receptors as emerging orchestrators of sterile inflammation represent potential therapeutic targets. Frontiers in Immunology. 9 (FEB), 1-9 (2018).
- Taylor, P. R., et al. Dectin-1 is required for beta-glucan recognition and control of fungal infection. Nature Immunology. 8 (1), 31-38 (2007).
- Lanternier, F., et al. Primary immunodeficiencies underlying fungal infections. Current opinion in pediatrics. 25 (6), 736-747 (2013).
- Thome, M. Multifunctional roles for MALT1 in T-cell activation. Nature reviews. Immunology. 8 (7), 495-500 (2008).
- Unterreiner, A., Stoehr, N., Huppertz, C., Calzascia, T., Farady, C. J., Bornancin, F. Selective MALT1 paracaspase inhibition does not block TNF-α production downstream of TLR-4 in myeloid cells. Immunology Letters. , 48-51 (2017).
- Strasser, D., et al. Syk Kinase-Coupled C-type Lectin Receptors Engage Protein Kinase C-δ to Elicit Card9 Adaptor-Mediated Innate Immunity. Immunity. 36 (1), 32-42 (2012).
- Jaworski, M., et al. Malt1 protease inactivation efficiently dampens immune responses but causes spontaneous autoimmunity. The EMBO journal. 33 (23), 2765-2781 (2014).
- Yu, J. W., et al. MALT1 protease activity is required for innate and adaptive immune responses. PLoS ONE. 10 (5), 1-20 (2015).
- Bardet, M., et al. The T-cell fingerprint of MALT1 paracaspase revealed by selective inhibition. Immunology and Cell Biology. 96 (1), 81-99 (2018).
- Thoma, G., et al. Discovery and profiling of a selective and efficacious syk inhibitor. Journal of Medicinal Chemistry. 58 (4), 1950-1963 (2015).
- Bauer, B., Steinle, A. HemITAM: A single tyrosine motif that packs a punch. Science Signaling. 10 (508), 1-10 (2017).
- Gringhuis, S. I., et al. Selective c-Rel activation via Malt1 controls anti-fungal TH-17 immunity by dectin-1 and dectin-2. PLoS Pathogens. 7 (1), (2011).
- Dufner, A., Schamel, W. W. B cell antigen receptor-induced activation of an IRAK4-dependent signaling pathway revealed by a MALT1-IRAK4 double knockout mouse model. Cell Communication and Signaling. 9 (1), 6 (2011).
- Phelan, J. D., et al. A multiprotein supercomplex controlling oncogenic signalling in lymphoma. Nature. , (2018).
