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Nature子刊解开三十年谜题:入侵信号如何扩散到整个细胞

2016.11.23

  当人体免疫系统的哨兵:T细胞标题的一个受体感应到来自有害入侵者的单粒子,这个受体就会立即让细胞进入战备状态,发起更大规模的免疫应答。但是多年来,这个准确的过程,也就是每个T细胞上上千个受体中单个受体的信号如何被扩增到整个细胞的,一直困扰着免疫学家。

  Salk研究院的研究人员发现了这个扩增信号的关键所在,他们指出检测到入侵者的T细胞受体会转变成一个迷你机器,激活和释放一种蛋白质:ZAP70 的拷贝。这一发现将有助于设计针对癌症或自身免疫性疾病的更好治疗方法。

  研究成果公布在11月21日的Nature Immunology 杂志上。文章的通讯作者,Salk研究院副教授Björn F Lillemeier说,“这是第一次在免疫应答水平上发现这种扩增方法。这回答了近三十年来一直困扰科学家们的一个谜题。”

  T细胞是先天免疫应答系统的关键所在,也是身体识别病原体并对其做出反应的重要元件,ZAP70是一种与T细胞受体(TCR)ζ相联系的70kDa蛋白酪氨酸激酶(PTK),广泛表达在T细胞和NK细胞中,在T细胞抗原受体的信号转导中可与双磷酸化的免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)相联系,并在TCR受刺激后出现可诱导的双磷酸化而激活信号传导通路。

  为了追踪ZAP70 分子的位置和活性,在这篇文章中,研究人员利用一种荧光标记给它们做了记号,结果令研究人员感到惊讶的是,ZAP70 被T细胞受体激活之后,又开始进行移动,这样扩散到了整个细胞中。

  “这是我们完全没有想到的扩散方法,”文章第一作者Zachary Katz说,“我们每个人都一位扩散是通过相邻分子和T细胞受体,但是这却发生在了受体的下游。”

  不过这一过程依然存在疑问,比如ZAP70分子的最终目的地是哪里?它们是如何传递信号的?不过通过更多的研究,也许下一步就可以解开这些谜题了。

  除此之外,ZAP70分子还具有多种重要,去年第二军医大学等处的研究人员发现Nrdp1介导Zap70 K33位多聚泛素化修饰控制了CD8+ T细胞活化。研究人员证实,Nrdp1介导了信号激酶Zap70 Lys33 (K33)位多聚泛素化,促进了酸性磷酸酶样蛋白Sts1和Sts2介导的Zap70去磷酸化,终止了CD8+ T细胞中的早期TCR信号。Nrdp1缺陷显著促进了TCR结合后初始(naïve)CD8+ T细胞(而非初始CD4+ T细胞)的活化。Nrdp1与Zap70、Sts1及Sts2互作,连接了Zap70 K33位多聚泛素化与Sts1和Sts2介导的去磷酸化。

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