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鈣離子通過改變磷脂的電荷屬性調控T細胞受體活化,T細胞介導的細胞免疫是人體免疫系統的重要組成部分。

作者:畢允晨  來源:強磁場科學中心   添加時間:2023-01-03 13:44:42

      2012年12月2日,世界權威科技雜志《自然》(Nature)發表了中科院強磁場科學中心王俊峰研究員課題組和中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所許琛琦研究員課題組合作完成的最新科研成果:鈣離子通過改變磷脂的電荷屬性調控T細胞受體活化(Ca2+ regulates T-cell receptor activation by modulating the charge property of lipids)。
      T細胞介導的細胞免疫是人體免疫系統的重要組成部分,它可以通過其表面的一些受體識別外界抗原物質,將刺激信號傳導至胞內并指揮其他免疫細胞進行免疫應答。T細胞信號通路的研究可以幫助人們了解機體免疫系統的生理功能,同時對相關疾病的研究具有重要現實意義。
      近年來,T細胞信號通路胞內部分已經研究的較為透徹,但是外界抗原刺激信號如何跨膜傳導至胞內仍然是沒有完全解決的難題。通過一系列實驗手段,王、許課題組發現鈣離子可以減弱T細胞受體中亞基蛋白CD3分子與細胞內膜酸性磷脂分子間的電荷相互作用,使酪氨酸信號模體(ITAMs)的磷酸化位點暴露于細胞質環境中,促進其磷酸化,引起胞內進一步的免疫應答反應。鈣離子在T細胞受體磷酸化過程中的這種正反饋調控作用可以放大初始的T細胞受體活化信號,使胞外的刺激信號跨膜傳導至胞內,提高T細胞對外界抗原刺激的敏感性。
      這項工作不僅填補了T細胞信號跨膜傳導研究的空缺,完善了T細胞受體的磷酸化模型,更重要的是豐富了生物體內鈣離子的生理功能。傳統的觀點認為鈣離子的第二信使作用主要是通過結合鈣調蛋白實現的,該文章首次提出了鈣離子可以通過調控生物膜與膜蛋白質之間的相互作用發揮生理功能。這種調控途徑不僅存在于T細胞受體和免疫受體信號通路中,在其他眾多生物過程的信號通路中也可能發揮重要功能。
      值得一提的是,該項研究充分利用了中科院強磁場科學中心的國家重大科技基礎設施——穩態強磁場實驗裝置,結合納米碟(Nanodiscs)技術,建立了一種研究蛋白與膜相互作用的新方法。膜蛋白是生物膜功能的主要執行者,其與生物膜的相互作用一直以來是相關研究的熱點問題;但局限于相關結構生物學檢測手段較為單一,以及體外模擬真實磷脂雙分子層的類脂環境等困難,也是長期以來的研究難題。核磁共振技術是能夠提供水溶液中大分子原子分辨率結構信息的唯一手段,在研究大分子間的弱相互作用及其動力學性質方面具有獨特的優勢。結合核磁共振與Nanodiscs技術,王俊峰研究員課題組已經在蛋白與生物膜相互作用的多項研究中取得了重大進展。
      中科院強磁場科學中心和中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所是文章的共同通訊單位。強磁場科學中心王俊峰研究組成員畢允晨與生物化學與細胞生物學研究所許琛琦研究組成員施小山和楊巍為文章的并列第一作者,清華大學劉萬里研究組也參與了合作研究。研究得到了科技部、國家自然科學基金委等經費支持。
      文章鏈接:http://www.nature.com/....11699.html



鈣離子導致酪氨酸信號模體從細胞質膜上解離下來,促進其磷酸化位點磷酸化



強磁場科學中心850MHz核磁共振譜儀及磷譜實驗




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