上海生科院揭示外周T细胞稳态维持的分子机制
近日,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所刘小龙研究组的研究成果在线发表在Scientific Reports上。研究揭示了ARP2/3复合体聚合的肌动蛋白丝(F-actin)通过调节TCR+ endosome的运输来维持T细胞表面抗原识别受体(TCR)水平的稳定,进而维持外周T细胞的稳态的分子机制。


本文转载自“上海生命科学研究院”

近日,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所刘小龙研究组的研究成果以Arp2/3 complex controls T cell homeostasis by maintaining surface TCR levels via regulating TCR+ endosome trafficking为题在线发表在Scientific Reports上。研究揭示了ARP2/3复合体聚合的肌动蛋白丝(F-actin)通过调节TCR+ endosome的运输来维持T细胞表面抗原识别受体(TCR)水平的稳定,进而维持外周T细胞的稳态的分子机制。

T细胞的稳态对适应性免疫系统发挥正常功能,抵制病原体至关重要。机体通过调控T细胞的增殖与凋亡调节外周T细胞数目。通常情况下,外周T细胞的数目需要保持稳定,以便T细胞群迅速响应,识别并清除病原体,维持机体健康。以往研究发现,T细胞稳态的调控来源于TCR对主要组织相容性复合体呈递自身肽段的识别,以及一些细胞激活类因子如IL-7和IL-15等传递的信号。尽管TCR对主要组织相容性复合体呈递自身肽段的识别所产生的信号对T细胞稳态至关重要,但如何维持TCR在细胞表面的水平,以及这种水平维持相对稳定的生物学意义尚不明确。

肌动蛋白相关蛋白Actin-related Protein (ARP2/3) 是一个多个蛋白组成的复合体,它在真核生物中是高度保守的。ARP2/3复合体的功能是聚合形成分支的肌动蛋白丝,从而在细胞中形成网状的肌动蛋白结构。Arpc2,ARP2/3复合体的组成蛋白之一,与Arpc4共同形成复合体的核心部分,在参与维持复合体结构稳定的过程中发挥重要功能。通过在T细胞中特异敲除ARP2/3复合体的组成蛋白编码基因Arpc2,结果显示,Arpc2的缺失不影响T细胞在胸腺中的发育和成熟,但却造成存在于脾脏、淋巴结中的外周T细胞大量减少,且外周T细胞细胞膜上的TCR水平降低。ARP2/3复合体聚合的肌动蛋白丝通过调节TCR+ endosome的运输及上膜,来维持细胞表面TCR水平的稳定。这种调节机制不仅在静息状态下维持TCR在细胞表面的稳定,也在T细胞识别抗原并激活过程中发挥重要作用,Arpc2缺失的外周T细胞不能形成免疫突触。研究结果证实,Arpc2的缺失导致外周T细胞大量减少的原因是T细胞表面TCR的降低,而不是由于免疫突触形成的缺陷导致的。该工作揭示了ARP2/3复合体调控的endosome的运输与细胞表面TCR的维持及外周T细胞稳态三者之间的紧密关系。

研究得到了生化与细胞所公共技术服务中心动物实验技术平台、细胞生物学平台和分子生物学平台的支持。该工作得到了国家科技部973课题、国家自然科学基金委,中科院青年创新促进会的支持。

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  • Altmetric: 0More detail Article | OPEN Arp2/3 complex controls T cell homeostasis by maintaining surface TCR levels via regulating TCR+ endosome trafficking

    T cell receptor (TCR) signaling is important for T cell homeostasis and function. However, how surface TCR levels are regulated and its biological significance on T cells remains largely unknown. Here, we show that the T cell-specific deletion of Arpc2, a component of Arp2/3 complex, results in compromised peripheral T cell homeostasis. Arp2/3 complex-nucleated actin filaments are essential for maintaining surface TCR levels by regulating TCR+ endosome trafficking in resting state and controlling polarization of TCR+ endosomes during immune synapse formation in T cells. Additionally, Arpc2-TKO T cells are unable to form immune synapse. Interestingly, defected T cell homeostasis is caused by reduced surface TCR levels but not impaired immune synapse formation. Collectively, our findings suggest that Arp2/3 complex-nucleated actin filaments are required for maintaining surface TCR levels via regulating TCR+ endosome trafficking which is essential for T cell homeostasis.

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