Eomesodermin régule le développement des cellules NK via un mécanisme spatio-temporel contrôlant KLF2 et T-bet

I. Contexte de recherche

Les cellules Natural Killer (NK) sont des cellules importantes du système immunitaire, capables de reconnaître et de tuer les cellules tumorales et celles infectées par des pathogènes. La génération et le développement des cellules NK dépendent de l’acquisition progressive d’une série de récepteurs spécifiques, un processus strictement régulé par divers facteurs de transcription, notamment Eomesodermin (Eomes) et T-bet de la famille des facteurs de transcription T-box. Cependant, le mécanisme spatio-temporel précis de régulation d’Eomes dans le développement des cellules NK n’est pas encore clair.

Eomes et T-bet sont des facteurs de régulation importants pour le développement et la fonction des cellules NK. Eomes est principalement exprimé dans les cellules NK immatures, influençant la différenciation précoce de la lignée NK, tandis que T-bet joue un rôle dominant dans les cellules NK matures. Les recherches actuelles suggèrent qu’Eomes et T-bet pourraient jouer des rôles différents à différents stades du développement, mais les mécanismes de régulation spécifiques restent à élucider.

II. Source de l’article

Cet article a été réalisé en collaboration par Junming He, Donglin Chen, Wei Xiong, Xinlei Hou, Yuhe Quan, Meixiang Yang et Zhongjun Dong, respectivement du Premier Hôpital Affilié de l’Université Médicale d’Anhui et de l’Institut de recherche en immunologie clinique, de l’École de médecine de l’Université Tsinghua, de l’Institut de médecine translationnelle de Zhuhai de l’Université de Jinan et d’autres laboratoires de pointe nationaux. L’article a été publié dans la revue “Cellular & Molecular Immunology”, avec une publication en ligne le 13 mai 2024.

III. Processus de recherche

1. Méthodes et procédures de recherche

1.1 Construction de modèles de déficience en Eomes in vivo

L’étude a établi des modèles de souris déficientes en Eomes pour étudier l’influence d’Eomes à différents stades du développement des cellules NK. Cela comprend : - Utilisation de souris transgéniques CD122-Cre pour construire des souris avec une déficience spécifique en Eomes au stade NK progenitor (NKP) (Eomes^f/f/CD122^Cre/+). - Utilisation de souris transgéniques NCR1-Cre pour construire des souris avec une déficience spécifique en Eomes au stade des cellules NK matures (Eomes^f/f/NCR1^Cre/+).

1.2 Sélection et analyse des cellules NK

La cytométrie en flux a été utilisée pour sélectionner les cellules NK à différents stades de développement et analyser leur différenciation, prolifération et expression des récepteurs. Les technologies de séquençage d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP-seq) et de RNA-seq ont été utilisées pour analyser les sites de liaison d’Eomes aux gènes cibles (comme Klf2 et T-bet) sur les chromosomes et leur impact sur les niveaux de transcription.

1.3 Expériences d’infection virale et de reconstitution de la moelle osseuse

La technologie CRISPR a été utilisée pour éditer des régions spécifiques de Klf2, et un système rétroviral a été utilisé pour construire des modèles de souris exprimant Klf2, évaluant son rôle compensatoire dans le développement des cellules NK en l’absence d’Eomes.

2. Principaux résultats et données de support

2.1 Influence d’Eomes sur le développement des cellules NK à différents stades

L’étude a révélé que la déficience en Eomes au stade NKP entrave la maturation des cellules NK, tandis que sa déficience au stade des cellules NK matures favorise leur maturation terminale. Les découvertes spécifiques incluent : - Une expression élevée d’Eomes dans les NKP et les cellules NK immatures CD27+CD11b- (CD27 SP), et une expression plus faible dans les cellules NK matures CD27+CD11b+ (DP) et CD27-CD11b+ (CD11b SP). - Après la déficience spécifique en Eomes in vivo, une diminution significative de la proportion et du nombre absolu de cellules NK chez les souris Eomes^f/f/CD122^Cre/+, avec une réduction du nombre de cellules NK CD3-NK1.1+ dans la rate, la moelle osseuse et d’autres tissus. - L’entrave au développement des cellules NK causée par la déficience en Eomes se manifeste principalement lors de la transition des NKP vers les cellules NK immatures.

2.2 Rôle d’Eomes dans la régulation de Klf2 dans le développement précoce des cellules NK

Les données RNA-seq et ChIP-seq ont montré qu’Eomes régule l’expression de Klf2 en se liant directement à sa région promotrice. La déficience en Klf2 entraîne des défauts de développement des cellules NK similaires à ceux observés avec la déficience en Eomes : - Les techniques CHIME (Clonal immune editing) et CRISPR ont confirmé que l’édition de sites spécifiques de Klf2 produit des effets phénotypiques similaires à la déficience en Eomes. - Les résultats de PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR) ont montré une expression significativement réduite de Klf2 dans les cellules NK de souris déficientes en Eomes.

2.3 Régulation antagoniste d’Eomes et T-bet dans la maturation terminale des cellules NK

Au stade de maturation terminale des cellules NK, Eomes et T-bet exercent une régulation antagoniste mutuelle : - Les données ChIP-seq ont montré qu’Eomes se lie directement et inhibe le gène T-bet, tandis que T-bet favorise la différenciation terminale des cellules NK en régulant le facteur effecteur en aval Zeb2. - Dans le modèle de souris Eomes^f/f/NCR1^Cre/+, la déficience en Eomes a conduit à une régulation positive de l’expression de T-bet et Zeb2 dans les cellules NK, reflétant la levée de l’inhibition d’Eomes sur T-bet.

3. Valeur et signification de la recherche

3.1 Valeur scientifique

Cette étude révèle le mécanisme de régulation spatio-temporelle d’Eomes dans le développement des cellules NK, analysant de manière exhaustive son rôle à différents stades de développement à travers deux modèles de souris génétiquement modifiées. Cette découverte comble une lacune dans la compréhension des mécanismes d’interaction des facteurs de transcription importants dans le développement des cellules NK.

3.2 Valeur applicative

Une compréhension approfondie du mécanisme de régulation d’Eomes dans le développement des cellules NK peut fournir de nouvelles perspectives pour l’immunothérapie et le traitement des maladies liées aux cellules NK. Par exemple, l’intervention sur les voies Eomes-Klf2 ou Eomes-T-bet pourrait devenir une méthode pour promouvoir la fonction ou l’expansion des cellules NK.

3.3 Points forts et innovations de la recherche

• Utilisation de divers modèles génétiques, y compris des souris transgéniques CD122-Cre et NCR1-Cre, ainsi que la technologie CRISPR, pour une lecture détaillée de la fonction d’Eomes à différents stades de développement.
• Analyse systématique des gènes cibles directs d’Eomes et de son réseau de régulation transcriptionnelle en combinant diverses techniques telles que ChIP-seq et RNA-seq.

IV. Conclusion

Grâce à l’analyse approfondie de cette étude, nous avons non seulement révélé le rôle complexe et crucial d’Eomes dans le processus de développement des cellules NK, mais aussi fourni une nouvelle perspective pour l’étude du développement et de la fonction du système immunitaire. Le mécanisme de régulation spatio-temporelle d’Eomes et T-bet et leurs interactions suggèrent que nous pouvons explorer de nouvelles cibles et méthodes dans les futures stratégies d’immunothérapie, améliorant ainsi la précision et l’efficacité du traitement.