【Nature】细胞将TLR7扔进外泌体来抑制自身免疫

作者：企鹅

近日，来自加州大学伯克利分校的Gregory M. Barton课题组在Nature杂志上发表文章，介绍了TLR7被UNC93B1和syntenin-1调控分选进多泡小体继而分泌到外泌体中，从而减少细胞内TLR7水平以抑制其对自身免疫的作用。

Toll样受体（TLR）家族中TLR7和TLR9可以分别识别自身RNA和DNA。尽管这些受体在结构和功能上相似，但它们对自身免疫性疾病[例如系统性红斑狼疮（SLE）]的贡献可能截然不同。例如，TL​​R7和TLR9在SLE小鼠模型中具有相反的作用。这种疾病在TLR9缺陷型小鼠中加剧，但在TLR7缺陷型小鼠中减弱。但是，TLR7和TLR9的负调控机制仍未得到清晰的阐明。最新一项发表在Nature杂志的文章报道了TLR贩运分子伴侣UNC93B1的新功能，该功能特异性抑制TLR7的信号传导，但不抑制TLR9的信号传导，并防止小鼠中TLR7依赖性自身免疫。该研究发现UNC93B1的突变导致TLR7信号转导增强，同时也破坏了与Syntenin-1的结合，Syntenin-1是一种与外泌体生物发生有关的蛋白质。 UNC93B1和TLR7都可以在外泌体中检测到，这表明UNC93B1募集Syntenin-1有助于将TLR7分选到多泡小体的腔内囊泡中，从而终止信号传导。Syntenin-1的结合需要UNC93B1的磷酸化，从而提供了动态调节TLR7激活和信号传导的机制。因此，UNC93B1不仅能够正确运输核酸敏感的TLR，而且还可以设置潜在自我反应性TLR7的激活阈值。

下面详细介绍关于外泌体的部分内容：

Syntenin-1是一种含PDZ结构域的衔接蛋白，可影响跨膜蛋白的运输，但据报道也可调节信号转导复合物的组装，包括TLRs下游的信号转导。

Syntenin-1还与ESCRT介导的特定跨膜受体进入MVBs的腔内囊泡（ILV）有关。这个过程可以终止受体信号传导，因此来自加州大学伯克利分校的研究人员考虑到这种机制是否可以解释Unc93b1如何抑制TLR7信号传导。为了检测TLR7和Unc93b1在ILV中含量，他们从RAW细胞的上清液中纯化了外泌体。外泌体制剂富含经典的ILV标记，例如CD63、Alix和Syntenin-1，并且缺少其他细胞器的标记。 TLR7和Unc93b1存在于Unc93b1野生型细胞的外泌体中，但不存在于从Unc93b1^H412R突变细胞分离的外泌体中。这些结果表明TLR7可加载到ILV中，并且此加载需要功能性Unc93b1。

K63的泛素化作用通常标记货物以便分拣到ILVs中。因此，从RAW细胞免疫沉淀Unc93b1，然后免疫印迹检测K63的泛素化水平。 Unc93b1^PKP的泛素化程度大大降低，这与将其分选进ILV所需的泛素化和Syntenin-1募集相一致。该研究将五个胞质赖氨酸残基分别突变为精氨酸，最后发现Lys333是大部分（并非全部）Unc93b1泛素化的所必需的。Unc93b1^K333R的泛素化减少与增强的TLR7信号传导相关，而不会影响TLR9和TLR3，类似于在Unc93b1^PKP细胞中观察到的表型。因此，影响货物选择和分类到ILV的Unc93b1突变导致TLR7信号的选择性增强。

基于这些结果，该研究提出了一个模型，其中Unc93b1募集了将Unc93b1-TLR7复合体分选进ILV并抑制TLR7信号传导的机制。将TLR7分选进ILV，通过将受体与下游信号传导组分隔离开来终止信号传导，但也可能导致受体降解。该研究报道称没有检测到Unc93b1^PKP细胞的外泌体或全细胞裂解物中TLR7蛋白水平的变化，并怀疑TLR7进入ILV的稳态转换掩盖了以Syntenin介导后激活方式分类的相对较小的活化受体库。确实，先前已证明与配体结合并被激活的TLR分子的数量非常少，而且众所周知，即使TLR7水平的微小提高也足以影响“自我”与“非自我”的区分。

Unc93b1-TLR7复合物被分选进多泡小体的腔内囊泡中。（a）分离的外泌体样品富含外泌体标记物CD63、Alix和Syntenin-1，并且不含ER标记物Calnexin。检测了Unc93b1野生型和Unc93b1突变的​​RAW巨噬细胞的全细胞裂解物（WCL）或外泌体裂解物。每个泳道上样的总蛋白是等量的。（b）将TLR7分选为RAW巨噬细胞的外泌体需要Unc93b1。来自Unc93b1野生型和Unc93b1突变的​​RAW巨噬细胞的​​外泌体的TLR7-HA和Unc93b1-Flag的免疫印迹。将样品标准化至CD63水平，以确保加载相似的外泌体量。（c）从所示的RAW巨噬细胞系的裂解物中免疫沉淀出Unc93b1-Flag，并通过免疫印迹检测总的或与K63连接的泛素化水平。箭头指示未修饰的Unc93b1的迁移性。（d）在（c，e）中分析的赖氨酸的相对位置的示意图。（e）用R848（10 ng/mL）或LPS（10 ng/mL）刺激8 h后，从指定的RAW巨噬细胞系通过ELISA检测TNFα产生的含量。

在Myd88^-/-背景下表达所示Unc93b1-Flag等位基因的RAW巨噬细胞中TLR7-HA和晚期胞内体标志物Lamp1的共定位。

Syntenin-1介导的TLR7信号转导抑制模式图

参考文献：

Majer O, Liu B, Kreuk LSM, Krogan N, Barton GM. UNC93B1 recruits syntenin-1 to dampen TLR7 signalling and prevent autoimmunity. Nature. 2019 Sep 23. doi: 10.1038/s41586-019-1612-6. [Epub ahead of print]

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