7月4日，國際學(xué)術(shù)期刊PNAS在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心許琛琦研究組、中國科學(xué)院生物物理研究所婁繼忠課題組以及浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院陳偉課題組合作完成的最新研究成果 “Self-programmed dynamics of T cell receptor condensation”。該工作發(fā)現(xiàn)了T細(xì)胞受體(TCR)通過內(nèi)置的基于CD3ε/Lck的一套自編程的聚集以及解聚的機(jī)制來調(diào)控T細(xì)胞激活，從相分離的角度闡釋了TCR信號(hào)通路敏感性以及快速性的分子機(jī)制，并且進(jìn)一步豐富了TCR基于Csk的負(fù)調(diào)控機(jī)制。
T細(xì)胞是適應(yīng)性免疫的重要組成部分，TCR復(fù)合體作為T細(xì)胞膜表面最關(guān)鍵的膜受體，可以識(shí)別抗原并介導(dǎo)T細(xì)胞激活。TCR復(fù)合體有4種CD3信號(hào)鏈(CD3g/d/e/z)，共攜帶20個(gè)酪氨酸位點(diǎn)。不同的抗原刺激會(huì)引起不同的磷酸化模式，從而產(chǎn)生不同的免疫應(yīng)答。許琛琦研究團(tuán)隊(duì)一直致力于T細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及功能調(diào)控研究。團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，在靜息狀態(tài)時(shí)，CD3e鏈和CD3z鏈的堿性氨基酸富集區(qū)(BRS)通過和細(xì)胞膜上酸性磷脂發(fā)生靜電作用，使得ITAM基序被保護(hù)起來，免于被下游激酶磷酸化(Cell 2008)。T細(xì)胞活化初期，內(nèi)流的Ca2+通過中和酸性磷脂所帶的負(fù)電荷，幫助TCR復(fù)合物的胞內(nèi)段從細(xì)胞膜上解離下來，從而發(fā)生磷酸化(Nature 2013)。酪氨酸激酶Lck具有明顯的底物選擇性，其UD結(jié)構(gòu)域和CD3e鏈胞內(nèi)區(qū)的BRS序列發(fā)生靜電相互作用，從而高效介導(dǎo)磷酸化過程(PNAS 2017)。而磷酸化的CD3e鏈可以通過其ITAM信號(hào)基序招募抑制性激酶Csk來負(fù)向調(diào)控TCR信號(hào)強(qiáng)度，使TCR信號(hào)能夠維持在合適水平(Cell 2020)。
在該項(xiàng)最新研究中，研究人員利用體外重組二維膜系統(tǒng)(SLB)對(duì)TCR的四種CD3亞基胞內(nèi)域進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)只有CD3ε亞基的胞內(nèi)域可以與Lck在二維膜上發(fā)生相分離。CD3ε亞基胞內(nèi)域的BRS序列以及Lck的UD結(jié)構(gòu)域?qū)τ趦烧叩南喾蛛x十分重要。研究者們通過體外重組液滴以及細(xì)胞激活實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)相分離不僅增強(qiáng)了CD3ε以及CD3ζ胞內(nèi)域的磷酸化，而且進(jìn)一步促進(jìn)了Lck的激活，這種自我促進(jìn)的相分離系統(tǒng)可以幫助T細(xì)胞僅憑少量的TCR激活即可快速活化。結(jié)合前期數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)磷酸化的CD3ε可以招募抑制性激酶 Csk，Csk的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合導(dǎo)致Lck被排出CD3e/Lck相分離。同時(shí)，Csk還可以使活化的Lck回到非活化狀態(tài)，進(jìn)而抑制T細(xì)胞的過度活化。
生物物理所博士研究生陳輝、分子細(xì)胞卓越中心博士研究生徐心怡及浙大醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院腎臟病中心特聘研究員胡煒為本文的共同第一作者;許琛琦研究員、婁繼忠研究員及陳偉教授為共同通訊作者;哈爾濱醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院婁長(zhǎng)杰主任、清華大學(xué)劉萬里教授以及美國賓夕法尼亞大學(xué)姜寧教授也在本項(xiàng)研究中做出了重要貢獻(xiàn)。相關(guān)熒光成像工作在中國科學(xué)院生物物理所生物成像中心完成，該研究工作得到自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)項(xiàng)目(B類)、國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等基金的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.2217301120
TCR/Lck相分離介導(dǎo)TCR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的模式圖
