科学家发现一种能够塑造T细胞命运的蛋白质复合物

环境因素对B细胞的分化和功能影响是对体液免疫的一种作用,这种白细胞产生抗体是体液免疫的一部分。Mark Boothby博士和他的同事研究了mTORC1,一种营养供应传感器在B细胞功能中的作用,在B细胞发育和激活后,mTORC1的中断导致了抗原特异性记忆B细胞和产生抗体的浆细胞数量减少。发现mTORC1是产生高亲和力抗体基因突变所必需的,这些基因突变发生在淋巴结和脾脏内的抗体基因重组和突变过程中。mTORC1的破坏影响了抗病毒抗体的反应和IgG1型高亲和力抗体的产生。研究表明营养传感器mTORC1对抗体介导的免疫反应质量至关重要。

了解免疫系统如何记忆引起过敏的抗原可以帮助预防严重的反应。当一个人最初接触到引起过敏的抗原时,会产生一种叫做免疫球蛋白E (IgE)的特殊抗体,而不会引起过敏反应。但是如果第二次接触过敏原,这个人可能会生病。生物信息学研究者和分子病毒流行病学家Michael Poidinger说:但是没有人发现记忆IgE细胞被认为是导致这种疾病的原因。蛋白质复合体就像一位良师益友,帮助医学院的学生在不同专业之间做出选择一样,有助于决定T细胞的发育命运。这项研究发表在《科学免疫学》上,它为细胞代谢在免疫系统中扮演的重要角色提供了越来越多的证据。

图片:Cincinnati Children's

蛋白复合物是mTORC1,调节细胞生长和代谢。圣裘德免疫学家发现,mTORC1对T细胞内和周围的提示做出反应,并与代谢活动交叉,从而影响T细胞是传统的还是非传统的。令他们惊讶的是,研究人员发现扰乱mTORC1会导致代谢变化,以牺牲常规T细胞为代价,促进非传统T细胞的发展。这项研究正值人们对利用免疫系统抗击癌症、治疗自身免疫性疾病和抗击传染病感到兴奋之际。免疫学教授St. Jude系的Chi博士说:我们知道传统的和非传统的T细胞是完全不同的,它们表达不同的细胞表面受体。细胞有不同的功能,但到目前为止,帮助决定其命运的机制在很大程度上仍是未知。

T细胞在适应性免疫系统中起着核心作用,它的功能就像训练有素的精锐突击队,专门寻找和消灭特定的病毒和其他威胁。T细胞发育发生在胸腺中,在未成熟(前体)细胞在骨髓中移动到成熟和专门化之后。它们的特殊之处在于细胞表面的蛋白质受体被称为T细胞受体(TCRs)或抗原受体。T细胞依靠T细胞受体识别目标并对变化的条件做出反应。在人类中,绝大多数的T细胞受体有阿尔法(α)蛋白质链和贝塔(β)链。这些是常规的T细胞,在脾脏和淋巴结中广泛循环。少数的T细胞受体由γ(γ)和三角洲(δ)蛋白质链。它们属于非传统的T细胞家族,存在于肠道、皮肤和其他屏障组织中。

使用小鼠模型和发展中T细胞在实验室里,激活mTORC1能加速能源生产通过糖酵解和氧化燃料αβT细胞合成代谢,促进发展。当研究人员禁用mTORC1时,新陈代谢被中断,这与T细胞的减少和T细胞的增加有关。删除mTORC1的一个关键成分,一个叫做猛禽的蛋白质,使mTORC1失去功能,改变T细胞发育中的代谢平衡。这种变化降低了合成代谢,但增加了被称为活性氧(ROS)的有毒分子的含量,并沿着促进细胞生长的分子途径上调了活性。γδT细胞的变化增强发展αβT细胞的胸腺和阻碍发展。当猛禽从mTORC1复合体中被删除时,与T细胞有关的标记基因的表达得到了增强。这项研究建立了mtorc1驱动的代谢信号,作为决定T细胞发展的决定性因素,并提示代谢过程是一种基本机制,它将外部信号与内部过程连接起来,以指导免疫细胞的命运。


博科园-科学科普|参考期刊:Science Immunology,Journal of Immunology|研究/来自:圣犹达儿童研究医院,范德比尔特大学

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