NONO通过一种可能依赖于PI3K/AKT的机制来调控单核细胞-巨噬细胞谱系的分化

《Disability and Health Journal》：NONO regulates monocyte-macrophage lineage differentiation through a potential PI3K/AKT-dependent mechanism

单核细胞向巨噬细胞分化中NONO蛋白通过PI3K/AKT信号通路抑制分化进程，其表达下降与AKT磷酸化增强相关。

　　

Xiu-Rong Wei|Dan Hu|Zi-Jiang Yang|Lv-Bin Yan|Guang-Yu Xu|Rui-Gang Zhang|Xiu-Juan Zhang

中国湛江广东医科大学基础医学院生理学系

摘要

不含POU结构域的八聚体结合蛋白（NONO）是一种多功能核蛋白，在调控转录和剪接等核过程方面发挥着重要作用。本研究旨在探讨NONO对单核细胞-巨噬细胞分化的影响及其潜在机制。通过观察磷脂酰肌醇12-肉豆蔻酸13-乙酸（PMA）诱导的THP-1细胞分化模型以及巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）诱导的小鼠骨髓细胞分化模型，我们分析了NONO在单核细胞-巨噬细胞分化过程中的表达模式及其作用。研究发现，在M-CSF诱导的小鼠骨髓细胞向巨噬细胞分化过程中以及PMA诱导的THP-1人单核白血病细胞向巨噬细胞分化过程中，NONO蛋白的表达逐渐减少。在Nono基因敲除（Nono K.O.）的小鼠骨髓细胞和NONO敲低（NONO K.D.）的THP-1细胞中，单核细胞-巨噬细胞分化过程得到增强。此外，NONO表达的降低会促进巨噬细胞分化过程中的AKT磷酸化。同时，PI3K抑制剂能够抑制THP-1细胞向巨噬细胞的分化，并减弱PMA及NONO敲低条件下PMA诱导的THP-1细胞分化过程中的AKT磷酸化激活。这些结果表明，NONO在调控单核细胞-巨噬细胞分化中起着关键作用，且这一过程至少部分是通过PI3K/AKT信号通路介导的。

引言

巨噬细胞在我们的免疫系统中扮演着重要角色，如清除受损细胞和呈递抗原，因此它们对非特异性和特异性免疫反应都至关重要（Shapouri-Moghaddam等人，2018年）。巨噬细胞连接先天免疫系统和适应性免疫系统，在维持免疫平衡和防御中起着关键作用（Wynn等人，2013年）。单核细胞-巨噬细胞的分化对其功能至关重要，相关调控机制非常复杂。近期研究表明，多种信号通路和转录因子影响单核细胞-巨噬细胞的分化和功能。其中，PI3K/AKT信号通路在单核细胞-巨噬细胞分化中起着关键作用（Liu等人，2001年）。

NONO是一种多功能RNA/DNA结合蛋白，在真核生物的细胞核中广泛表达，参与多种核活动，包括DNA解旋和修复（Qiu等人，2022年；Trifault等人，2024年）、基因转录调控（Lu等人，2024年）以及mRNA剪接（Yadav等人，2014年）。NONO是核寄生斑结构（nuclear paraspeckle）的关键成分，该结构具有基因调控功能（Zhang等人，2022年；Ingram和Fox，2024年）。有研究表明，NONO在造血细胞的细胞核中聚集，提示它可能是参与造血细胞发育和功能的调控因子（Fallik等人，2017年）。NONO的缺失会阻碍小鼠胚胎干细胞的神经分化（Li等人，2020年）。此外，NONO还被认为在B细胞的发育和激活中起重要作用（Zhang等人，2023年）。目前，NONO在单核细胞-巨噬细胞分化中的作用尚不清楚。在本研究中，我们探讨了NONO在单核细胞-巨噬细胞分化中的作用及其潜在机制，发现NONO的缺失可能通过调节PI3K/AKT信号通路促进单核细胞-巨噬细胞分化。

试剂

M-CSF购自PeproTech。PI3K抑制剂LY294002购自MedChemExpress。PMA和抗NONO抗体（#PLA0119）购自Sigma-Aldrich。抗AKT抗体（#ab179463）和抗磷酸化AKT抗体（#ab192623）购自Abcam。抗β-actin抗体（#4970）、APC-CD11b抗体（#41249）和PE-F4/80抗体（#64763）购自Cell Signaling Technology。7-AAD活性染色剂（#00-6993-50）和PE-CD64抗体（#12-0649-42）购自ThermoFisher。

动物

系统性的Nono

巨噬细胞分化细胞模型的构建

THP-1细胞是一种人单核白血病细胞系（Tsuchiya等人，1980年）。在PMA诱导下，THP-1细胞可分化为具有与天然单核细胞来源的巨噬细胞相似的形态、膜抗原、受体表达和蛋白质分泌能力的巨噬细胞样细胞。这种细胞模型广泛用于体外研究单核细胞向巨噬细胞的分化（Auwerx，1991年）。在本研究中，我们使用PMA诱导的THP-1细胞作为细胞模型进行研究

讨论

本研究观察到，在单核细胞-巨噬细胞分化过程中，NONO的表达水平降低。在NONO K.D.的THP-1细胞和NONO K.O.小鼠中，分化过程及AKT磷酸化程度均得到增强。PI3K的抑制降低了PMA诱导的THP-1细胞中的AKT磷酸化水平及分化程度。这些发现表明NONO在调控单核细胞-巨噬细胞分化中起着关键作用，且这一过程至少部分是通过PI3K/AKT信号通路介导的。

结论

本研究探讨了NONO在单核细胞-巨噬细胞分化中的作用及其潜在机制，证实NONO通过PI3K/AKT信号通路在调控巨噬细胞分化中起重要作用。

作者贡献声明

Xiu-Rong Wei：方法学研究、实验设计。Dan Hu：实验设计。Zi-Jiang Yang：实验设计。Lv-Bin Yan：实验设计。Guang-Yu Xu：实验设计。Rui-Gang Zhang：写作——审稿与编辑、初稿撰写、项目监督。Xiu-Juan Zhang：写作——审稿与编辑、项目监督、资金申请。

数据和材料的获取

所有相关数据和资源均可在文章中找到。

资金支持

本研究得到了广东省普通高校重点科研平台与项目（编号：2023ZDZX2024）和国家自然科学基金（编号：81441118）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。