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原文
Molecular Cell· Jennifer Porat, Yizhe Sun, Valentina Poli, Stefan Petkov, Karim Almahayni, Andrew Crompton, Benson M. George, Francisca Nathália de Luna Vitorino, Li Yi, Carolina Bras Costa, Yitong Zhou, Hongxiu Wen, Latanya N. Coke, Morgane Humbel, Sandeep K. Rai, Fardin Aryan, Leon Zheng, Peter K. Gregersen, George C. Tsokos, Benjamin A. Garcia, Yixuan Xie, Suneet Agarwal, Leonhard Möckl, Ivan Zanoni, Benjamin E. Gewurz, Kim R. Simpfendorfer, Ryan A. Flynn·· 17 小时前精选评分67

DNASE1L3维持哺乳动物细胞表面线粒体DNA稳态水平

DNASE1L3 maintains homeostatic levels of mitochondrial DNA on the mammalian cell surface

导读

Porat等发现线粒体DNA是哺乳动物细胞表面的组成成分,并构建细胞表面ATAC-See方法对其进行检测。在人和小鼠原代B细胞及单核细胞表面,该细胞外DNA由分泌型核酸酶DNASE1L3清除,其水平失调与自身免疫相关。

深度解读

在自身免疫领域,分泌型核酸酶DNASE1L3早已被视为维持对自身DNA免疫耐受的关键环节:缺失该酶的小鼠迅速产生抗DNA与抗染色质自身抗体,随后发生狼疮样疾病,而循环中的DNASE1L3被证明负责降解凋亡细胞释放的微颗粒中的染色质[1];超过50%的散发性狼疮肾炎患者则因中和性自身抗体出现循环DNASE1L3活性下降,微颗粒相关的游离DNA随之堆积[2]。另一方面,线粒体DNA(mtDNA)作为危险信号的研究多聚焦于它离开细胞之后——淋巴细胞识别C类寡核苷酸后迅速弹出mtDNA网状结构并启动I型干扰素应答[3],氧化型mtDNA可经浆细胞样树突状细胞诱导TFH分化、驱动自身抗体产生[4]。但无论DNASE1L3的底物还是mtDNA的致病形式,此前都被归入血浆、微颗粒等细胞外腔隙,活细胞表面是否存在常态性的DNA库并不清楚。

新消息报道,Porat等人建立了细胞表面ATAC-See。ATAC-See原是2016年报道的、以转座酶对可接近基因组进行原位标记与成像的方法[7],将其改造后应用于细胞表面,作者发现mtDNA是哺乳动物细胞表面的组成成分。在原代人及小鼠的B细胞和单核细胞上均可检出这类细胞表面DNA(csDNA);它由分泌型核酸酶DNASE1L3清除,而csDNA水平的失调与自身免疫相关联。

由此,DNASE1L3的已知作用对象从微颗粒染色质[1][2]延伸到完整细胞的表面,mtDNA也新增了一个与弹射网状结构[3]、循环氧化mtDNA[4]并列的膜结合库。据该工作2025年10月6日上线的预印本,表面mtDNA呈氧化形式,并经细胞表面蛋白拴系于膜上[8]。治疗层面,能抵抗抑制剂的DNASE1/DNASE1L3双活性生物制剂已在Dnase1-/-Dnase1L3-/-双敲除小鼠中阻止狼疮发生,并可降解SLE血浆中的基因组与线粒体游离DNA及微颗粒DNA[5],csDNA库的界定为这类干预划出了一个此前未被计入的作用界面;同时须记得DNASE1L3本身也是抗原,部分致病性抗体经亲和力成熟后对DNase1L3和dsDNA具有双重反应性[6],针对该通路的策略需要面对这一复杂性。

至于mtDNA如何抵达细胞表面、由哪些分子拴系,以及csDNA失调与自身免疫之间是因果还是伴随关系,目前报道均未给出答案,其体内免疫学后果与干预的可转化性仍有待完整数据检验。

推荐理由

原文将线粒体DNA定位到哺乳动物细胞表面并关联到自身免疫,可为DNASE1L3缺陷相关自身免疫病的机制研究提供新方向。

来源:Molecular Cell · cell.com

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