1、TCR細胞通路研究進展TCR信號通路研究新進展T細胞相關免疫療法在近期的癌癥研究中大放異彩，“主力部隊”是CAR-T和 TCR-T這兩種技TCR療術。相對于CAR-T細胞療法，TCR-T療法的關注度相對低些，但是這兩種細胞療法都屬于利 用患者自身的T淋巴細胞治療癌癥的前沿基因療法。研究發現，在實體瘤治療方面， 法可能比CAR療法更有優勢。（TCR能識別TCR具有最T細胞在免疫系統中具有重要作用，可以攻擊病原體和腫瘤細胞。T細胞受體不同的廣泛親和力的配體，參與激活多種生理過程。TCR細胞療法定制功能性佳的抗原識別特性，利用人體免疫系統來對抗癌癥。那么，這種療法的分子機制是什么呢？與之相關的TCR

2、信號通路的分子調控機制有怎樣的研究進展呢？本文將對這些問題進行綜 合性講述。TCR蛋白結構TCRrecognitionCD3C03ITAMSIsinalNngin圖一 TCR復合物結構T細胞作為適應性免疫應答的主要組成部分，其抗原識別受體結構以被證實，克隆獲得的TCR由a -鏈和B -鏈構成異源二聚體。TCR異源二聚體主要與 CD3的多個信號轉導亞基結合，如 圖所示，CD3y、CD35和CD3£異源二聚體以及 CD3Z同源二聚體。在 CD3的不同亞基含 有免疫受體酪氨酸的活化基序 -ITAM,但是每個亞基的數量不同，CD3y、CD35和CD3&分別含有一個，而 CD3Z含有三

3、個串聯的ITAM，這樣就使的每個 T細胞受體可以產生 10個 ITAM。酪氨酸磷酸化的ITAM可以使TCR與胞內信號轉導通路發生偶聯， 向TCR募集含有SH2 結構域的蛋白質，如酪氨酸激酶ZAP70b但是現在還沒有解決為什么 TCR復合物包含這么多 的信號轉導亞基和ITAM的問題，主要有兩種假說，一種是 CD3分子或單獨的ITAM可能通 過募集獨特的效應分子，執行不同的信號轉導功能；另一種是多個ITAM的主要功能是放大TCR信 號。TCR識別與抗原遞呈細胞（APC呈遞的可以結合 MHC分子（pMHC）的肽。單獨的 TCR能 夠識別具有廣泛親和力的不同配體（自身肽和外來肽）。TCR參與觸發不同的

4、功能輸出。在胸腺中，pMHC與TCR信號結合強度決定了細胞發育與分化過程。當結合力在最小值到最大值之間時，促進胸腺細胞的存活，并轉化成CD4+CD8-或CD4-CD£的成熟階段；如果 TCR與pMHC太低或太高，細胞會發生凋亡。在外圍，自體PMHC對TCR的低親和力結合提供了維持初始T細胞所必需的強直性存活信號，并且還可以促進其與外來抗原高親和力遭遇時的完 全激活。THYMUSPMTCflFositfvfr selectHiri JipuLOWairtnUy5PJ-Q +SP4+8-Egnfssto cwfiohtfryCla»S IMHC伽騎IIMHCHIGHafUnii

5、y""A poptoilB1訃嚴、Mfii3uJ.nl(Hi5Ctw Ftiilttae r啊.LphZEither (j- prol<in 譏呻P比* ttfkCp,l>RAdllC'iiiI'll nitiIrtiiiloNobindingrtegifrct卜代WiKe那Imhp dia l! r i % p fHTlEin陶 忸亡iiirHie n dtxrn iw圖二TCR結合強度對胸腺細胞的影響T細胞至關重要。TCR信號傳導應答指導 CD4+ T細胞分化TCR信號強度對于產生合適的應答成功能不同的T輔助細胞亞群，對特定T細胞亞群（如調節

6、性T細胞）也起著關鍵作用。TCR 細胞的強度和持續時間與記憶 T細胞分化相關，也是誘導T細胞無能或耗竭的基本決定因素。TCR信號受到生化及分子機制的調控，導致信號放大或衰減。調控TCR的機制復雜多樣，不;以及TCR信號強度的動態調控。過可以分為三個基本層面：早期信號轉導效應分子（如關鍵激酶和磷酸酶的調節）；信號分子發育階段（特異性表達調控）TCR信號通路概述APC58 MHC dllp斷匸直叩i/'；、CD+_Im CD別IA1Cell rnmibfanrCRAC fhflnrlCa-' Cd XIF_NwtffUl/apjoYAllin ODLynl詢“iMrt- KA(；/

7、r：P；1?HHMFUilz CA05 甲 i ADA Y-'-VAVl',-UFh*；神.KkJb *Ip3<i _ AC3)JL3爐門c*'< Ft 八、I疋片尺、仇譏 一FW 15CL 10 )< rWAlLTl ；-J- '_=LCjI山 tiu"二OniMiwhcrTiMcnJOT"JT"£rTCR細胞通路研究進展圖三：TCR信號通路概述TCR與抗原呈遞細胞（APC）上表達的MHC復合物結合，進而激活 TCR信號通路。SRC家族 蛋白酪氨酸激酶 LCK與 CD4和CD8共同受體的胞質結構域結合，

8、并分別通過CD8或CD4與MHC I類或MHC II類復合物的共結合募集至 TCR LCK磷酸化，使蛋白酪氨酸激酶 ZAP70結 合到CD3鏈中。T細胞活化銜接因子 LAT被磷酸化，激活T細胞，募集多個銜接因子和效應 分子，形成LAT信號傳導體。LAT相關效應分子的活化導致信號通過三種主要信號通路進行 傳導：鈣調蛋白、MAPK和NF-K B信號通路。鈣調蛋白信號傳導會活化 T細胞核因子（NFAT） 發生核移位；MAPK信號傳導導致肌動蛋白聚合以及轉錄因子FOS JUN、AP-1的激活；NF-K B信號傳導使REL和NF- K B轉錄因子核移位；這些轉錄因子協同作用引起T細胞增殖、遷移、細胞因子

9、產生和效應功能。TCR還通常與其共同受體 CD28或細胞因子受體（如PI3K、 AKT、PIP3、PTEN JAK STAT等信號通路的活化相關。HephoryUllo-iA血red I礙andbefi豎圖四：TCR相關的其它信號通路TCR信號通路關鍵節點的調節主要以LCK ZAP70和LAT三個關鍵節點為中心對 TCR信號通路進行調節。LCK節點的調節iRKtTW LCKSH'JDei? helihon/4Pm Alcrrtd ugakid tnnding* hihihilehol甘 寸pK初；門94汩 廠 IPrimed LCK| m 站"網護曲MtwkC*、，廠.、f

10、ICK jnul'F>iM 、嚴 d、 廠、 .1,、迪y嚴m叱.SzJ迪廠黃jf：礦 pY 艸ifT|(»M>hcrytfl iftnUMl.MlPl.P1PM?.PTPN1?.PTPiNyZdnd DC畀PE rp IT cvj hory b t i 葉TCR細胞通路研究進展圖五：LCK關鍵節點的調節最近的研究發現，LCK定位和構象變化是 TCR信號轉導的重要決定因素。LCK激酶活性受兩種關鍵調節性酪氨酸 Y394和Y505的磷酸化和去磷酸化控制（圖五）。Y394位于LCK激酶環 中，自磷酸化可以穩定催化結構域的活性構象。另一方面，蛋白酪氨酸激酶 CSK對羧基

11、末端Y505殘基的磷酸化，促進Y505與SH2結構域的分子相互作用，穩定了使催化結構域失活的折疊構型。跨膜酪氨酸磷酸酶CD45使pY505和pY394去磷酸化，因此，CD45可能潛在地調節控制LCK活性。研究發現，有多種細胞質磷酸酶可以使 Y394去磷酸化，抑制LCK活性， 比女0 PTPN2、 PTPN12、 PTPN22、 SHP1 DUSP22等。近期的研究還報道一個意外的LCK調節劑：鈣調磷酸酶。鈣調磷酸酶能促進NFAT的激活和核轉運，募集到 LCK后使S59去磷酸化。鈣調磷酸酶抑制ZAP70 LAT和SLP76的磷酸化，但不影響LCK的磷酸化（Y394）,表明LCK的磷酸化（S59）

12、不直接調節LCK的催化活性，而 是改變其連接到ZAP70和下游信號通路。S59的去磷酸化對LFA1（淋巴細胞功能相關抗原 1） 介導的ICAM1響應TCR黏附是必需的，確定 S59磷酸化在控制LCK配體相互作用和細胞黏 附中的作用。LCK催化活性并減弱下游信號激活。蛋白質組學研究發現 LCK的負反饋調節主要受 ZAP70影響。抑制ZAP70催化活性導致LCK （Y394）磷酸化增加，Y192磷酸化降低。Y192磷酸化導致LCK對CD3Z鏈的ITAM磷酸化減 少，改變SH2結構域對特定配體的特異性，抑制ZAP70節點的調節IilKTivb hwmrdarvul" D ZAPTO -、P

13、ho 申艶即mimed £APJOp¥ng* ITAM hii-Hding* ljidviridiri tc 心站iig'Pho5曲oryhflU ILCk JindSTSI.予卩"眉Active ZAFKI pYdly pmiBn.A LCIK, pYHf P #=3為IpY蠹J口 西逬曲;總JSHPl I?)PpdllCtd RAW bird-nflDepti 吟釦 ix 1廠、廣-%圖六：ZAP70關鍵節點的調節LAT。ZAP70與TCR的ITAM結合，通過磷酸化 Y493而激活，而位于SH2和激酶結構域之間的 Y315 和Y319磷酸化促進ZAP7

14、0從無活性到有活性的轉變， 是激酶活性所必需的。有研究發現Y315 和Y319的磷酸化不影響 ZAP70激酶活性，而是穩定 ZAP70-ITAM結合并增加其在 TCR的存 在時間。這種穩定的復合物導致 Y126磷酸化，而磷酸化的Y126可以與ATP結合，降低ZAP70 對磷酸化的ITAM的親和力，使活性ZAP70釋放到質膜中，可以磷酸化一些下游反應物如ZAP70和其它幾種TCR信號效應物的穩定受到泛素介導的翻譯后修飾的調控。新研究結果顯示，ZAP70催化活性受 NRDP1和OTUD7B調節。NRDP1對ZAP70泛素化修飾招募 STS1和 STS2 使ZAP70去磷酸化并失活。另一研究顯示，去

15、泛素化酶0TUD7B通過阻止泛素介導的 STS1和STS2的募集，可以促進或延長 ZAP70活化。LAT節點調節LAT與TCR結合后形成微團簇。這種微團簇的形成是有順序的， 可以影響TCR信號傳導。GRB2 和SOS1形成復合物，促進LAT在細胞膜上寡聚化， 促進ERK-MAPK激酶信號轉導。LAT微團 簇保留ZAP70,但不保留CD45,有助于信號分子在細胞膜上分離，從而促進TCR信號傳導。通過分析表達突變的 SOS1的轉基因小鼠，證明 SOS1介導的LAT微團簇是正常T細胞發育 所需的。同樣的研究表明LAT寡聚化對于PLC 丫 1的磷酸化和活化也是必需的。TCR信號調節新機制如上所示，最近

16、在分子水平上鑒定了幾種調節 TCR信號傳導的新機制。 在胸腺細胞發育期 間，TCR與 MHC相互作用，激活信號傳導。在雙陽性胸腺細胞中，CD4+和 CDg T細胞完全激活，盡管TCR表面表達較低，但雙陽性胸腺細胞對 pMHC作用比成熟T細胞敏感。miR-181a 在 CD4 + CD8 + 雙陽性胸T細胞中下調。在 TCR參與之后，THEMIS與GRB2相互作用THEMIS TESPA1 VGSC TCR TRAF3IP3 PKD2、PKD3和腺細胞中強陽性表達，在成熟與SHP1起被募集到LAT接頭。SHP1活性在胸腺細胞中也受到 PKD2和PKD3的抑制。VGSC 是在胸腺細胞陽性選擇期間維

17、持Ca2+穩態的關鍵鈉通道。TES PA1是一種蛋白質銜接子，能夠結合并激活IP3R1,通過內質網控制 Ca2 +的釋放。TRAF3IP3向高爾基復合體募集 MAPK / ERK 激酶（MEK），促進其通過 BRAF激活并導致細胞外信號調節激酶（ERK激活。除了一些特miR-181a抑制DUSP5 DUSP6和PTPN22的翻譯，增強 TCR信號傳導。PTPN22表達低PTPN22 PTPN22在人 PTPN22的關鍵功能是 T細胞。殊的磷酸酶（如 CD45和SHP2）,大多數在細胞信號傳導中主要起抑制作用，直接或間接抑 制蛋白激酶活性。T細胞中的TCR信號也誘導PTPN22,通過miR-18

18、1a調節，導致胸腺細胞中 和成熟T細胞中PTPN22表達高，在抗原刺激后 T細胞中進一步誘導 類中的突變與自身免疫性疾病的風險增加相關。最近研究結果表明， 抑制TCR信號傳導，從而防止自體pMHC或弱激動劑完全激活和擴增TCR信號轉導主要通過 SHP1的去磷酸化來抑制。THEMIS在最近的研究中被鑒定為胸腺細胞 陽性選擇所需的T系特異性蛋白質。THEMIS缺陷的胸腺細胞中，SHP1磷酸酶活性增加，表 明THEMIS抑制SHP1。THEMIS缺陷型胸腺細胞的發育阻滯通過缺失SHP1獲得。另有研究發現，PKD2和PKD3通過磷酸化 S557,抑制SHP1對TCR信號的影響。PKD2和PKD3的T細

19、胞 特異性缺失，胸腺細胞發育阻滯?？傊?，這些研究表明THEMIS PKD2和PKD3的調節胸腺細胞發育，促進其陽性選擇，抑制SHP1磷酸酶活性。CD5在TCR信號通路中具有重要的協調功能。CD5募集CBL和CBL-B至細胞膜。響應TCR刺激，促進泛素化。CD5遺傳缺失影響單一的 TCR胸腺細胞的陽性選擇，對多克隆胸腺細胞的 陽性選擇影響不顯著。TCR-P MHC相互作用的親和力及亞活化穩態TCR信號的強度決定 CD5表達程度，推測 CD5提供負反饋調節 TCR信號傳導，促進 T細胞存活，不會觸發自體配體 的細胞激活。CD6與CD5在結構上相似，CD6表達缺失的小鼠外周 T細胞對TCR刺激增強， 與CD5相似，對TCR信號傳導具有抑制作用。TCR細胞通路研究進展總結在本文，我們總結了近期在TCR信號通路關鍵點新的分子調控機制的研究。TCR參與激活的信號傳導涉及多個復雜的信號通路， 利用細胞成像、 流式細胞技術