T細胞自我激活新機制增強抗腫瘤能力

文獻速遞|T細胞自我激活新機制，增強抗腫瘤能力文章信息期刊：Immunity影響因子（IF）：32.4（2023年）標題：cis-B7:CD28interactionsatinvaginatedsynapticmembranesprovideCD28co-stimulationandpromoteCD8+Tcellfunctionandanti-tumorimmunity作者：YunlongZhao（趙云龍）,etal.作者單位：加州大學圣地亞哥分校引用產(chǎn)品：ICAM-1Protein,Human,Recombinant(HisTag),HPLC-verified（\o"貨號：10346-H08H"貨號：10346-H08H）ICAM-1Protein,Mouse,Recombinant(HisTag),HPLC-verified（貨號：\o"50440-M08H"50440-M08H）產(chǎn)品應用：Jurkat:SLB細胞顯微鏡檢測，OT-1細胞培養(yǎng)實驗。文章摘要抗原遞呈細胞（APC）表達的B7配體（CD80和CD86）反式激活T細胞上的主要共刺激受體CD28。然而，在外周組織中，表達B7配體的APC相對較少。因此外周組織中是否也會發(fā)生CD28共刺激呢？具體的機制是什么？本文中報告了CD8+T細胞自身表達B7配體，在免疫突觸的膜內(nèi)翻結(jié)構(gòu)中與CD28產(chǎn)生順式相互作用，是由PI3K-SNX9信號軸驅(qū)動的膜重塑結(jié)果。順式B7：CD28相互作用，通過蛋白激酶激活CD28信號傳導，促進CD8+T細胞存活、遷移和細胞因子的產(chǎn)生。在小鼠腫瘤模型中，T細胞內(nèi)在順式B7:CD28相互作用的缺失會減少瘤內(nèi)T細胞并加速腫瘤生長。研究表明，T細胞可以通過一種之前未被描述的免疫細胞自體信號給予的新機制，在外周組織中自我激活并增強其抗腫瘤能力。?文章主要研究結(jié)果及機制（源自文獻：/10.1016/j.immuni.2023.04.005）研究背景T細胞免疫療法在腫瘤治療領域已取得重大進展，但同樣也面臨不少挑戰(zhàn)。T細胞激活需要兩種信號：T細胞抗原受體（TCR）介導和共刺激受體CD28介導。CD28從數(shù)量和質(zhì)量上調(diào)節(jié)T細胞受體反應，是癌癥、自身免疫和病毒感染中T細胞功能失調(diào)的信號之一。其配體B7（CD80和CD86）在抗原遞呈細胞（APC）表達。繼發(fā)性淋巴器官中B7:CD28反式作用在TCR，促進T細胞的增殖、存活和細胞因子的產(chǎn)生。但在外周組織中，非免疫細胞通常不表達B7。因此在外周組織中T細胞如何接受共刺激信號的機制尚不明確。本研究由第一作者和博士后研究員趙云龍博士領銜，研究團隊來自加州大學圣地亞哥分校和圣地亞哥醫(yī)學院。通過顯微鏡成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)B7:CD28順式作用主要發(fā)生在免疫突觸的內(nèi)陷（invaginated）膜部位，并且和CD28的內(nèi)吞作用偶聯(lián)。利用熒光共振等技術(shù)研究了B7:CD28相互作用激活T細胞，抑制腫瘤的分子機制，發(fā)現(xiàn)T細胞為自身提供共刺激信號并促進其抗腫瘤功能。全新機制為基于促進免疫共刺激受體的順式激活的抗癌新方法提供了依據(jù)。研究結(jié)果01：B7:CD28存在順式作用通過流式細胞術(shù)檢測到CD8+T細胞同時表達CD28和B7，尤其是在抗原暴露后。通過顯微鏡技術(shù)，發(fā)現(xiàn)CD28與B7的共定位比與PD-L1的共定位更強，表明CD28和B7的物理距離更近。并通過共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)（FRET），CD28與B7之間表現(xiàn)為受體光漂白后供體光恢復，而CD28與PD-L1之間則較低。此外CD28與B7之間的FRET被一種CTLA4的免疫球蛋白abatacept減弱，這種免疫球蛋白能與B7緊密結(jié)合并阻斷CD28與B7的相互作用，因此B7:CD28存在順式作用。02：cis-B7:CD28可刺激T細胞活性研究人員構(gòu)建穩(wěn)定表達CD80和CD86或兩者都不表達的Jurkat株系和RajiAPCs，實現(xiàn)B7順式、反式或兩者都向CD28呈遞的共培養(yǎng)條件。不含B7條件下，SEE刺激TCR表達NFkB、AP1和IL-2信號。在Raji細胞上表達B7，即提供反式B7:CD28作用，三種信號會增加。在Jurkat細胞上表達B7，即提供順式B7:CD28作用，同樣會增加三種信號。與順式B7單獨存在相比，順式B7和反式B7共存會降低三種信號，表明反式B7和順式B7會競爭CD28。研究證實cis-B7:CD28相互作用促進T細胞中NFkB、AP1和IL-2的表達。并通過B7缺陷T細胞數(shù)據(jù)表明，B7表達可增強T細胞產(chǎn)生IFNγ。03：cis-B7:CD28作用的分子機制

abatacept能夠抑制順式和反式B7:CD28作用，說明順式和反式B7與CD28結(jié)合位點相同，并以“頭對頭”的方式結(jié)合。頭對頭順式結(jié)合需要蛋白質(zhì)彎曲或膜內(nèi)陷，后者會使相互作用蛋白質(zhì)的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（ICD）相距更遠。本研究通過分析B7ICD和CD28ICD之間的FRET進行驗證，發(fā)現(xiàn)當B7和CD28順式作用時，它們的ICD位于遠端，而外結(jié)構(gòu)域（ECD）位于近端，這與頭對頭結(jié)合一致。雙分子發(fā)光互補（BiLC）的研究結(jié)果與FRET一致。通過誘導負膜曲率，確定其可促進順式B7:CD28作用，并與內(nèi)吞相關(guān)。CD28突變體的跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）被CD45短結(jié)構(gòu)域取代，以增強內(nèi)吞作用。結(jié)果顯示，與野生型相比，CD28突變體在37℃的內(nèi)吞作用減弱。進一步的研究證實，CD28通過細胞內(nèi)吞作用所形成的細胞膜凹陷，來促進其與B7的順式結(jié)合。這種凹陷是通過CD28招募的磷脂酰肌醇-3-激酶PI3K和分選連接蛋白SNX9共同介導的。CD28通過PI3K和SNX9聚集在免疫突觸上的細胞膜凹陷，從而與B7順式結(jié)合并激活CD28。激活的CD28招募蛋白激酶C激活T細胞。04：cis-B7:CD28作用抗腫瘤活性

研究團隊隨后證實，cis-B7:CD28作用可以增強腫瘤特異性T細胞的抗腫瘤活性。阻斷B7和CD28之間的順式相互作用，則可以明顯抑制T細胞的功能，并能加速小鼠腫瘤的生長。因此，在缺乏共刺激信號的腫瘤組織中，順式激活CD28為維持T細胞的抗腫瘤功能提供了保障。研究結(jié)論綜上所述，趙云龍等人發(fā)現(xiàn)活化的T細胞表面同時存在大量的CD28共受體和B7配體。通過超分辨顯微術(shù)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移、雙分子螢光互補以及透射電