Investigation of BCL-2 proteins in TH17 cell functions

Abstract

Interleukin 17 producing T helper 17 cells are the distinct subset of CD4⁺ T cells. Th17 cells are an important part of the immune response of host defense. Dysregulation of Th17 cells plays a role in various pathologies including autoimmune diseases and cancer types. Bcl-2 family proteins are mostly known regulators of apoptotic cell death. The apoptotic and survival mechanisms of Th17 cells are not well known yet. Therefore, this study aims to investigate Bcl-2 protein family functions in Th17 cell survival and to understand the regulation network of apoptotic mechanisms of Th17 cells. To do that, Peripheral Blood Mononuclear Cells were isolated from a healthy buffy coat by Ficoll separation. Naive T cells were sorted from PBMC and cultured under Th17 polarizing conditions. Th17 cells were phenotypically characterized by flow cytometry. Afterward, cell lysates were obtained from Th0 and Th17 cells at different time points. The expressions of human transcription factor RORC2, proapoptotic Bik, Bid, Puma and Bim and, antiapoptotic Mcl-1 and Bcl-xL at cell groups were detected by Western blotting. The increased expressions of Bcl-xL and Mcl-1 were detected where the diminished expressions of Bim and Puma were detected in proportional with Th17 differentiation by increased RORC2 and elevated RORC/IL17A levels. Bik was undetectable in both cell groups while non-truncated isoform of Bid was barely decreased among cell groups. Outputs of this study allow us to understand the dynamics of Bcl-2 family proteins in human Th17 cell survival. The understanding roles of Bcl-2 proteins in Th17 cells may help to develop different therapeutics for Th17 associated diseases in the future.

Interleukin 17 sitokinini üreten T yardımcı hücreleri , CD4+ T hücrelerinin özelleşmiş bir alt türüdür. T yardımcı 17 hücreleri, konak savunma mekanizmasında bağışıklık yanıtı oluşmasında önemli bir yere sahiptir. Th17 hücrelerinin disregülasyonu çeşitli otoimmün hastalıkları ve kanser türlerinin patolojilerinde rol oynamaktadır. Bcl-2 ailesi proteinleri apoptotik hücre ölümünün en iyi bilinen regülatorleridir. Th17 hücrelerinin apoptotik ve yaşamsal mekanizmaları da yeterince bilinmemektedir. Bu sebeple bu çalışmanın amaçları, Bcl-2 protein ailesinin Th17 hücrelerinin hücresel yaşamındaki fonksiyonlarının araştırılması ve Th17 hücrelerinin apoptoz mekanizmalarındaki regülasyon sisteminin anlaşılmasıdır. Bu kapsamda da sağlıklı insan kanından Ficoll ile periferik kan mononükleer hücreler elde edilmiş, naif T hücreleri bu hücrelerden ayrıştırılmış ve Th17 polarize koşullar altında kültüre konmuştur. Th17 hücreleri fenotipik akış sitometrisi ile karakterize edilmiştir. Ardından hücre lizatları, Th0 ile Th17 hücre kültürlerden farklı zamanlarda elde edilmiştir. Ardından insan RORC2 transkripsiyon faktörünün , Bcl-2 ailesinin pro-apoptotik üyeleri Bik, Bid, Bim ve Puma ile anti-apoptotik üyeleri Mcl-1 ve Bcl-xL'in hücre gruplarındaki ifadeleri Western blotlama yöntemi ile belirlenmiştir. Çalışmalar doğrultusunda artan RORC2 ve artan RORC/IL17A seviyelerindeki sitokin fenotipiyle saptanan Th17 farklılaşmasıyla birlikte orantılı şekilde anti-apoptotik Bcl-2 ailesi üyeleri Bcl-xL ve Mcl-1 proteinin ifadelerinde artış gözlemlenirken, pro-apoptotik Bcl-2 ailesi üyelerinden Puma ve Bim ifadelerinde azalış gözlemlennmiştir. Bik ifadesine her iki hücre grubunda da rastlanamamıştır. Bid proteinin de kesilmiş versiyonu olan apoptotik t-Bid ifadesi belirlenememiştir ve kesilmemiş Bid ifadesinde belirgin bir farklılık saptanamamıştır. Bu çalışmanın çıktıları Bcl-2 ailesi proteinlerinin insan Th17 hücresel yaşamındaki dinamiklerini anlamamıza olanak sağlamıştır. Bcl-2 proteinlerinin Th17 hücrelerindeki rollerini anlamak, Th17 ilişkili hastalıklarına gelecekte çeşitli terapötik yaklaşımların geliştirilmesine yardımcı olacaktır.