李华兵组揭示m6A调控Treg细胞的抑制功能

m6A（N6-腺苷甲基化修饰）是最丰富、分布最广泛的mRNA化学修饰，其修饰系统包括甲基转移酶（METTL3等）、去甲基酶（FTO、ALKBH5等）以及识别蛋白（YTHDC1、YTHDF2等）。m6A修饰关键酶METTL3主要定位于细胞核，m6A化学修饰发生于mRNA的转录过程中【1】，并且在核内成熟的mRNA以及胞质mRNA中依然广泛存在。由于目前所发现的m6A去甲基酶FTO和ALKBH5在多数报道中也主要定位于细胞核内，因此胞质mRNA上的m6A修饰是否可以被调节尚存争议；此外，由于mRNA的半衰期很短（几个小时左右），人们普遍质疑在一条mRNA的生命周期中是否存在m6A的反复修饰与去修饰的动态过程【2,3】。但是，核内mRNA的m6A修饰调控依然可以影响mRNA在核内和胞内的生命活动；目前人们普遍接受的观点是，m6A修饰可以加快mRNA的更新过程（Turn over），并且m6A修饰的mRNA降解速率加快。

在今年8月9日，Nature杂志在线发表了来自耶鲁大学Richard A. Flavell实验室的题为“m6A mRNA methylation controls T cell homeostasis by targeting the IL-7/STAT5/SOCS pathways”的研究论文，首次报道了m6A修饰促进SOCS家族mRNA降解，从而调控IL-7/STAT5信号通路介导的naïve CD4 T细胞稳态增殖及分化过程【4】。在该工作中，研究人员发现，m6A修饰的Socs家族mRNA在受到IL-7信号刺激后快速降解，从而解除对IL-7-STAT5信号通路的早期抑制作用，进而启动CD4 T细胞增殖和分化；当去除了m6A修饰（METTL3-KO）后，Socs家族mRNA变得更为稳定，在细胞内大量累积，进而抑制了IL-7-STAT5信号介导的细胞重编程、增殖和分化过程（Nature：中美合作首次发现m6A修饰调控T细胞稳态【附专家点评】丨BioArt特别推荐）。而CD4 T细胞的不同亚群具有不同的功能，那么，m6A修饰是否对CD4 T细胞亚群的功能也具有调控作用呢？近日，Cell Research杂志在线发表了来自同组研究人员的题为“m6A mRNA methylation sustains Treg suppressive functions”的后续研究【5】。

在这项工作中，研究人员发现，调节性T细胞（Treg）特异性缺失m6A关键甲基转移酶Mettl3的小鼠，在离乳（3-4周龄）之后会逐渐发生淋巴结肿大、脾脏肿大、炎症因子表达上调、毛发脱落等严重的自身免疫性疾病，表明m6A mRNA甲基化修饰对Treg细胞行驶抑制性功能至关重要。进一步的研究显示，METTL3介导的m6A修饰并不影响Treg细胞在幼鼠中的发育过程，但是在离乳后逐渐接触外界抗原过程中，Mett3敲除的Treg细胞总数显著减少并且基因表达谱变的紊乱，其抑制功能显著降低。这在体外及体内细胞抑制实验模型中得到进一步验证。与此前在naïve CD4 T细胞中的研究类似，研究人员在METTL3缺失的Treg细胞中也发现了显著上调的Socs家族mRNA表达水平。IL-2-STAT5对Treg细胞行驶功能具有至关重要的作用，而Socs家族对该信号具有强烈的抑制作用【6】。那么，是否与在CD4 T细胞中的发现类似，m6A修饰也是通过调控STAT5信号来调控Treg细胞功能呢？研究人员对此进行了验证。结果发现，METTL3缺失的Treg细胞在受到IL-2信号刺激后，其STAT5磷酸化显著下调，表明METTL3介导的m6A修饰的缺失，引起Socs家族mRNA的上调，并抑制了对Treg行驶功能至关重要的IL-2-STAT5信号通路。

 m6A维持Treg细胞的抑制性功能。A）Treg细胞特异性敲除Mettl3/m6A后，小鼠自发严重的自身免疫疾病。B）m6A敲除的Treg细胞在体外共培养抑制性功能检测实验中完全丧失抑制性功能。C）RNA-Seq发现Socs基因在m6A敲除Treg细胞中上调，并随着年龄的增加有上升的趋势。D）phospho-Kinase芯片检测发现m6A敲除细胞中的IL-2-STAT5信号通路受损。

调节性T细胞对于维持体内免疫系统的稳态至关重要。该研究揭示了体内m6A甲基化修饰对Treg细胞抑制功能的关键调控作用，为基于Treg细胞的自身免疫性疾病等的治疗提供了重要的潜在靶点。基于m6A去甲基化酶以及甲基化识别蛋白在免疫系统中的体内功能还有待于进一步的研究以便理清这一领域内的争议。

上海交通大学医学院上海市免疫学研究所李华兵课题组的博士后童吉宇和章婷、来自于暨南大学在Richard Flavell实验室访学的曹广超博士在李华兵研究员和Flavell教授的共同指导下完成了这一工作。Stanford的Howard Chang、 中科大的朱书、复旦的李华斌以及上海市免疫所的李斌、陈磊和苏冰等参与了这一研究工作。李华兵研究员和Richard Flavell教授为本文共同通讯作者。

据悉，李华兵课题组自2017年八月份在上海市免疫学研究所启动以来进展迅速，已经聘任了多名博士后并部分到位，各项工作开展顺利。自上次Flavell教授到访上海交通大学医学院后（大师讲坛丨Richard Flavell院士报告（12.12，上海交大医学院）），筹建中的上海交通大学医学院-耶鲁大学医学院免疫代谢研究中心的各项工作推进加速，Richard Flavell教授在境外的唯一实验室目前继续招收优秀的博士后以及助理研究员/副研究员，特别需要数据分析的优秀人才，提供优厚待遇、高校编制以及在耶鲁大学进修学习的机会，具体招聘信息见文末或此前的招聘信息（上交大医学院免疫所李华兵课题组招聘博士后）。

参考文献：

1. Ke S, Pandya-Jones A, Saito Y, Fak JJ, Vagbo CB, Geula S, Hanna JH, Black DL, Darnell JE Jr. Darnell RB 2017. m6A mRNA modifications are deposited in nascent pre-mRNA and are not required for splicing but do specify cytoplasmic turnover. Genes Dev 331: 990-1006.

2. Darnell RB, Ke S, Darnell JE Jr. pre-mRNA processing includes N6 methylation of adenosine residues that are retained in mRNA exons and the fallacy of "RNA epigenetics". RNA. 2017. pii: rna.065219.117.

3. Zhao B, Nachtergaele S, Roundtree IA1, He C. Our views of dynamic N6-methyladenosine RNA methylation. RNA. 2017. pii: rna.064295.117.

4. Li HB, Tong J, Zhu S, Batista PJ, Duffy EE, Zhao J, Bailis W, Cao G, Kroehling L, Chen Y, Wang G, Broughton JP, Chen YG, Kluger Y, Simon MD, Chang HY, Yin Z, Flavell RA. (2017) m6A mRNA methylation controls T cell homeostasis by targeting IL-7/STAT5/SOCS pathway. Nature, 548(7667): 338-342. doi: 10.1038/nature23450.

5. Jiyu Tong, Guangchao Cao, Ting Zhang, Esen Sefik, Maria Carolina Amezcua Vesely, James P Broughton, Shu Zhu, Huabin Li, Bin Li, Lei Chen, Howard Y Chang, Bing Su, Richard A Flavell, Hua-Bing Li. m6A mRNA methylation sustains Treg suppressive functions. Cell Research . 2017:1-4.

6. Klatzmann D, Abbas AK. The promise of low-dose interleukin-2 therapy for autoimmune and inflammatory diseases. Nat Rev Immunol. 2015;15(5):283-94.

上海交通大学医学院-耶鲁大学医学院免疫代谢研究中心（筹）

李华兵-Richard Flavell联合课题组招聘博士后/副研究员/技术员

Richard A. Flavell，耶鲁大学Sterling讲席教授，霍华德休斯医学研究所（HHMI）资深研究员。耶鲁大学医学院免疫学系的创始人并担任系主任长达28年（1988-2016年）。英国皇家学院院士，美国国家科学院院士，美国国家医学研究院院士。Flavell教授是世界上最知名的以及高被引的免疫学家之一，至今共发表文章1100篇，H指数高达219，文章引用数至今达179833，因其在免疫及分子生物学领域内取得的突出贡献而获得国际上许多顶级奖项，担任第一届国际细胞因子及干扰素协会主席（2014-2015），担任多家国际一流学术期刊编委。上海交通大学医学院拟引进Flavell教授并聘为拟成立的上海交通大学医学院-耶鲁大学医学院免疫代谢中心耶鲁方主任。近五年来，Flavell教授的研究更为活跃，持续引领免疫学的前沿方向，每年在Nature/Science/Cell上以通讯作者身份发表三篇左右的论文，在Cell、Nature子刊上以通讯作者身份也发表三篇左右的论文，以及其它各种合作论文总数在30篇左右。这些工作主要集中在三个方面：1）创造了当今最为先进的人源化小鼠模型并持续改进；2）持续发现许多炎症小体的新功能，特别是对肠道菌群的调控作用和机制；3）调节性RNA在免疫系统中的生理功能。Flavell教授培养了一大批活跃在当今国际免疫学界的免疫学家，包括六名各国院士，其中来自中国的免疫学家有董晨，迟洪波，李明，万谊松，卢斌峰，朱书，李华兵等。

李华兵研究员于南开大学本科和硕士毕业后，先后在国外知名顶尖实验室接受正规严格的系统科学训练， 完成博士学位研究（Vincenzo Pirrotta, Rutgers University，国际知名表观遗传学家）与博士后研究训练（Richard Flavell, Yale University，国际著名免疫学家/美国三院院士、HHMI）。在表观遗传学和T 细胞生物学领域，李华兵研究员作为第一作者，共同第一作者和共同通讯作者已在Nature, Science 等国际一流期刊发表研究论文10 余篇。于2017年8月在上海交通大学医学院上海市免疫学研究所建立表观遗传免疫学课题组并得到上海交通大学医学院的有力支持： 充足的实验室空间和启动经费以及实验室人员编制，国家自然科学基金委重大研究计划（培育项目），以及上海市东方学者、中组部青年千人计划（第十四批已公示）支持。李华兵课题组的主要研究方向是利用小鼠反向遗传学来研究RNA 表观遗传修饰 和RNA结合蛋白在获得性免疫系统中T 细胞亚群功能分化以及特定免疫学疾病中（炎症和肿瘤）的作用。实验室网页请访问上海市免疫所官方网站： http://sii.shsmu.edu.cn/

除了独立开展表观遗传免疫学课题组的工作之外，李华兵研究员也将全力协助Richard Flavell院士以及“千人计划”专家苏冰教授建设上交大-耶鲁免疫代谢中心，每一个博士后都将有机会去耶鲁大学Richard Flavell实验室（http://medicine.yale.edu/lab/flavell/）学习一到两年。 联合实验室将保证为每一个博士后提供充分的指导（李华兵负责日常的管理和实验指导， Richard Flavell和李华兵通过email、微信和Skype来共同指导科研过程中的问题和方向），独立承担有趣的课题，并共同努力发表高水平论文。课题组也将提供每一个博士后多次国际国内会议机会和接待国际知名科学家的机会。

我们将为每一个成员提供最优科研环境、科研支持和事业支持。目前联合实验室已经有约5名的优秀博士后已经或即将加盟。我们继续欢迎优秀的人才加入，特别是生物信息数据分析类人才加入，可提供上海地区最优厚待遇。博士后应聘者须有IF>9的第一作者论文进入‘博士后激励计划’以及/或‘余贺博士后奖学金’支持。生物信息类应聘者可以提供编制内助理研究员或副研究员职位。博士后中表现优秀者可以晋升助理研究员或副研究员职位。实验室也有1~2名技术员岗位空缺，需要硕士学位和丰富的小鼠经验，工作主要地点在苏州。

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