T细胞武器库（1）
文摘
科学
2023-08-05 12:00
四川
T细胞作为机体免疫系统绝对的防御主力，有完备的武器库，杀灭感染的病原体和恶变的细胞，今天介绍胞吐细胞毒性物质（颗粒酶和穿孔素等）。CD8+ 细胞毒性 T 淋巴细胞
（CTL） 通过释放穿孔素和蛋白酶（如颗粒酶）来消除病毒感染或癌细胞。这些有毒物质储存在裂解性颗粒（lytic granules，LG）中。裂解性颗粒在T细胞抗原受体（TCR）信号传导下发生胞吐作用，在与靶细胞的接触区释放细胞毒性分子。TCR介导的信号转导和分泌事件发生的接触区被命名为免疫突触（immunological synapse，IS），也就是免疫细胞裂解靶细胞的主战场。LG的胞吐作用是一个高度调节的过程，确保细胞毒素仅传递到靶细胞。LG胞吐作用需要拴系锁定( tethering)，对接/启动（docking/priming），质膜融合（ fusion），胞吐（ exocytosis），颗粒的膜被内吞回收（recycling）。![]()
Front. Immunol.2023
CTL是适应性免疫系统重要组成。它们在血液中循环，并巡逻组织和器官，以检测受感染的细胞和肿瘤细胞。当CTL检测到靶细胞时，它们与靶细胞形成突触界面，即免疫突触（IS)，并通过LG与其质膜的融合，将细胞毒性分子递送到突触裂隙。这个过程在CTL和NK细胞中基本相同。LG胞吐作用与SV（synaptic
vesicles）胞吐作用具有相似特征。这一发现并非来自精心设计的实验，而是来自临床综合征（如FHL和HLH）的观察，这导致CTL和NK细胞的细胞毒性降低或消除。1.2型FHL患者CTL或NK细胞缺乏或表达突变的穿孔素;2. 1型FHL表达突变的缺乏SH2D1A/SAP（编码 SLAM 相关蛋白）、ITK（酪氨酸蛋白激酶）或 CD27（TNF受体），导致细胞因子产生受损;3. LG的生物发生受损（LYST，AP3B1或XIAP /
BIRC4的基因突变）;4.免疫细胞由于胞吐机制缺陷，无法释放LG。在后一种情况下，突变的蛋白质包括SNARE蛋白，合成蛋白11（STX11，FHL 4）和三种栓系/启动因子Rab27a（RAB27A，2型Griscelli syndrome），Munc13-4（UNC13D，FHL 3）和Munc18-2（STXBP2，FHL 5）。所有这些蛋白质都是参与SV胞吐作用的蛋白质。当它们在CTL中被发现时，它们的功能在神经元中得到了很大程度的阐明。流式细胞术可用于分析异质细胞群的表征，细胞表面和细胞内分子的表达，以及细胞过程（例如胞吐作用），分析LG胞吐率的标准方法是脱颗粒测定。该方法允许量化针对溶酶体相关膜蛋白1（ lysosome-associated membrane protein 1，LAMP-1，也称为CD107a）腔内结构域产生的荧光标记抗体的摄取。当LG与质膜融合时，LAMP-1的腔内结构域暴露于细胞外培养基，并且培养基中所含的抗LAMP1抗体可以与其结合。因此，细胞的亮度与胞吐囊泡的数量成正比。这种基于流式细胞术的高通量分析，可以快速筛选数千个细胞，可及时产生可靠的结果。然而，获得的结果需要谨慎解释，因为LGs只是溶酶体区室的一小部分，所有这些都含有LAMP1。应使用基于群体的功能测定来补充脱颗粒测定。其中一种方法是杀伤实验，它通过量化来自裂解靶细胞的信号来测量CTL杀死靶细胞的能力，例如乳酸脱氢酶释放，表面磷脂酰丝氨酸表达，PI摄取或细胞内染料荧光衰减。虽然这些方法足以鉴定参与LG释放的蛋白质，但它们不能在胞吐作用期间确定其功能。这一限制通过高分辨率单细胞成像技术解决，例如共聚焦显微镜或全内反射荧光显微术(Total internal reflection fluorescence microscopy TIRFM)。该技术允许实时可视化LG胞吐作用。特别是，TIRFM能够研究IS的形成，LG的对接/启动及其聚变动力学，LG用Lysotracker标记。为了获得有关LG尺寸和融合动力学的更详细信息，应用了使用膜片钳电生理学的膜电容测量，将膜片钳电生理学应用于人类原代CTL极具挑战性，对于小鼠CTL来说几乎是不可能的。因此，这种方法在未来的使用将受到限制。活细胞方法由电子显微镜和光电联用显微分析IS超微结构补充。Chang H-F, Schirra C, Pattu V, Krause E
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exocytosis at immune synapses: lessons
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