CNS前沿文献追踪–微丝调控杀伤性T细胞脱颗粒

北京德泉兴业
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杀伤性T细胞(CTL)识别靶细胞形成免疫突触后会脱颗粒,通过穿孔素、颗粒酶杀灭靶细胞,此次整理分享一篇文章,看一下CTL脱颗粒之后是如何“停火”的。具体内容如下:

作者首先追踪了CTL和靶细胞接触后微丝的变化,发现:CTL接触靶细胞后接触点处微丝(绿色)密度会下降,而后又恢复;接触点微丝密度的降低是伴随着靶细胞膜破损发生的(上图红色标记的是靶细胞膜;下图红色是靶细胞表达了Ca2+感应蛋白,当靶细胞膜破损后钙离子内流,细胞变红)

靶细胞膜破损和CTL脱颗粒有关,所以作者又同时追踪了一下脱颗粒(穿孔素、颗粒酶由溶酶体释放,所以作者追踪的溶酶体,用的是溶酶体marker LAMP1)和微丝行为,发现微丝密度降低是伴随着脱颗粒发生的,当脱颗粒逐渐完成,微丝密度恢复 – 暗示微丝给脱颗粒“让路”,脱完颗粒微丝恢复

作者又用SIM超分辨,在脱完颗粒、微丝恢复的细胞上看了一下微丝和溶酶体的关系,发现:恢复后的微丝挡住了溶酶体,暗示恢复后的微丝可物理分隔CTL效应分子和靶细胞

也用共聚焦看了一下,依然发现在离开微丝一定距离处才有溶酶体分布,再次暗示微丝阻隔溶酶体

实际验证一下微丝阻隔溶酶体,怎么验证呢?用微丝解聚药latrunculin A抑制微丝(红色)后发现CTL脱颗粒(绿色)增加,说明微丝的确是有阻挡脱颗粒的作用

微丝有调控脱颗粒的作用,那什么在免疫突触附近调控微丝呢,查阅文献发现PIP2有相关作用,实际看一下:PLCγ1是种磷脂酶,可将PIP2转化为IP3和DAG,使用PLCγ抑制剂U-73122(U-73343算是阴性对照)阻断PIP2(绿色)降解后微丝密度(红色)不再降低,暗示PIP2和微丝密度降低相关;PLCγ被抑制后PIP2是不会少了,但IP3、DAG会变少,为了排除这两种产物的影响,作者在PLCγ抑制组有加了P/i(PMA和ionomycin) rescue IP3、DAG的缺陷,发现并不会引起微丝密度降低,说明不是IP3、DAG调控的免疫突触附近微丝密度降低 – 综合起来暗示TCR被激活后PLCγ调控PIP2,进而影响微丝

换个系统继续看PIP2对微丝的影响:作者构建了一个雷帕霉素诱导召集可转化PIP2酶的系统,加入雷帕霉素后成功召集了5-Ptase,可见随着5-Ptase的召集增加,微丝密度下降,再次暗示PIP2和微丝密度的相关性

前面看了PIP2降微丝密度跟着降,脱颗粒后微丝密度会恢复,微丝恢复后PIP2怎么变呢?实际看一下,发现微丝恢复PIP2也恢复

“搞”PIP2微丝跟着变,“搞”微丝PIP2会如何呢?用药物解聚微丝后,发现PIP2水平并没发生变化,暗示PIP2在微丝的上游调控微丝

脱颗粒时微丝密度降低,脱完微丝密度恢复,暗示脱颗粒也会调控微丝,作者在脱颗粒缺陷的细胞(Rab27a缺陷)上观察微丝行为,发现虽然细胞无法脱颗粒,但微丝密度仍然会下降,且无法恢复 – 暗示颗粒酶、穿孔素的分泌会影响微丝密度的恢复

挺简单,观察了CTL发射“炮弹”前后微丝的行为,发现了几个调控微丝的因素(PIP2、颗粒酶穿孔素的释放),但这些因素如何联动并不知道,并没有挖到互作层面,理清分子链条 – 可以做,但不知道有没有人做过,毕竟这是篇2017年的文章。不过不妨碍“细胞生物学发现一些细胞行为的关联,分子生物学去找关联细胞行为的分子链条”这一思路对科研工作的指导……

Alex T. Rittera, Senta M. Kapnickc, Sricharan Murugesand, Pamela L. Schwartzbergc, Gillian M. Griffiths and Jennifer Lippincott-Schwartza,. Cortical actin recovery at the immunological synapse leads to termination of lytic granule secretion in cytotoxic T lymphocytes [J]. PNAS, July 17, 2017.

主题:CNS前沿文献追踪 – 病毒衣壳在细菌内部的运动模式

时间:9月2日 周三  19:00 - 20:00

主讲人:于博士

参考文献:

Vorrapon Chaikeeratisak, Kanika Khanna, Katrina T. Nguyen, Joseph Sugie, et al. Viral Capsid Trafficking along Treadmilling Tubulin Filaments in Bacteria [J].Cell. 2019.


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