维生素C可以通过促进DNA去甲基化,增进浆细胞分化

维生素C可以通过促进DNA去甲基化,增进浆细胞分化
Ascorbic acid promotes plasma cell differentiation through enhancing TET2/3-mediated DNA demethylation
维生素C可以通过激活DNA去甲基化酶TET (Ten-eleven translocation enzymes), 调控生发中心B细胞(GCB)的表观遗传学修饰,从而促进生发中心B细胞向浆细胞分化,增强抗体的产生。
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维生素C主要功能是抗氧化,提高细胞活性。
我们应该都知道维生素C可以提高免疫力,那么它是如何影响体液免疫的?
体液免疫的关键细胞是B细胞。
B细胞需要通过生发中心反应,分化为浆细胞,才能分泌大量的抗体。
浆细胞
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浆细胞又称效应B细胞。浆细胞大多见于消化管呼吸道固有膜的结缔组织内。细胞较小,圆形或卵圆形,核圆但偏于细胞一侧,染质粗,沿核膜呈辐射状排列成车轮状。细胞质呈嗜碱性,染为蓝。近细胞核处有一较浅而透明的区域。电镜下可见细胞质内含大量密集的粗面内质网,浅染区是高尔基复合体西安管材研究所所在的部位。
DNA表观遗传修饰在B细胞发育中发挥重要作用。
初始B细胞、浆细胞、记忆B细胞和生发中心B细胞各具有不同的DNA甲基化状态。(例如,H3K27me3甲基化模式在细胞分化发育过程中扮演很重要的作用,甚至可能起决定性作用。)
作为重要的DNA去甲基化酶,TETTen-eleven Translocation )在多种细胞发育中承担着调控甲基化水平的重要角。
TET的活性受到代谢调控
想飞徐志摩该团队早期研究发现TET可调控B细胞早期分化和基因组增强子的可及性。
另外,近年来有研究证据表明维生素C是TET家族的协同作用因子(生素C可以通过TET抑制急性髓系白血病(AML)细胞增殖,维持造血干细胞内稳态)。
爱上花花公子利用体外浆细胞分化模型,研究人员发现维生素C显著提高生发中心B细胞向浆细胞分化
即使只在分化早期加维生素C(在生发中心B细胞向浆细胞分化阶段撤掉维生素C)仍然可以促进浆细胞分化。青衣江
在小鼠体内NP-KLH免疫模型中,即使只在生发中心B细胞分化阶段注射维生素C,在免疫后第45天仍能观察到特异性抗体和抗体分泌细胞显著增加。
这些结果表明,Vc在提高生发中心B细胞向浆细胞的分化的过程中起到的是启动因素而不是维持因素。维生素C可能通过调控生发中心B细胞的表观遗传修饰,持续影响浆细胞的分化过程。
类似的,在维生素C缺陷的小鼠中(Gulo 敲除),抗原免疫后小鼠浆细胞分化水平和抗体水平都有显著下降。
维生素C不是表观遗传修饰的底物,表观遗传修饰的从头合成和维持都需要底物和相关酶来参加。而表观遗传修饰的去除需要甲基去除酶的参加。
关于机制研究,他们发现维生素C处理后B细胞DNA中5hmC这一表观修饰显著提高。而对于TET2/3缺失的B细胞,维生素C不改变5hmc水平,且无法促进浆细胞的分化。
转录组测序(RNA-seq)发现,野生型B细胞维生素C处理可造成数百个基因差异表达,但在TET缺陷的细胞中没有这个现象。
维生素C--TET-- 5hmC(Prdm1)
在这数百个基因中,诱导浆细胞分化的转录因子Prdm1(Blimp1)在维生素C处理后表达显著升高,非偏好性网络分析也表明,Prdm1是维生素C处理浆细胞分化的核心因子。
测学结果发现维生素C促进多个Prdm1增强子上的CpG位点的去甲基化(这一过程也完全依赖于TET2/3的表达)。
维生素C--TET-- 5hmC(Prdm1, 以及多个Prdm1增强子)
此研究揭示了维生素C促进浆细胞分化的新机制,提示营养元素和浆细胞发育及体液免疫间存在密切的联系。
Plasma cells provide high-affinity antibodies against invading pathogens.
Although transcriptional and epigenetic mechanisms have been extensively studied for plasma cell differentiation, how these mechanisms respond to environmental cues remains largely unexplored. 
In this study, we show that ascorbic acid (vitamin C), an essential nutrient, is able to prom
ote plasma cell differentiation and humoral immune response by enhancing TET2/3-mediated DNA demethylation. 
Ascorbic acid treatment during B cell activation has persistent effects on later plasma cell differentiation by predisposing germinal center B cells toward the plasma cell lineage.
Conversely, ascorbic acid deficiency in vivo blocks plasma cell differentiation and attenuates the humoral immune response following antigen immunization. 
We further demonstrate that such effects of ascorbic acid on plasma cell differentiation require DNA methylcytosine oxidases TET2 and TET3. 
Our study thus reveals a previously uncharacterized link between essential nutrients and epigenetic regulation of plasma cell differentiation and humoral immune response.
参考文献:
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10.lrep.2020.108452
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本文发布于:2024-09-21 01:45:59,感谢您对本站的认可!

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