NK細(xì)胞受體與Nectin-Necl家族配體相互作用的分子機(jī)制研究.pdf

1、NK細(xì)胞在機(jī)體的免疫監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用。它可以識(shí)別并殺傷腫瘤細(xì)胞和病毒感染的細(xì)胞。NK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的識(shí)別和殺傷依賴(lài)于它表面表達(dá)的各種激活型和抑制型的受體。這兩類(lèi)NK細(xì)胞受體與靶細(xì)胞上配體結(jié)合后促進(jìn)或者抑制NK細(xì)胞的殺傷作用。除了NKG2D、NKp30、NKp44和NKp46等受體以外，NK細(xì)胞表面還表達(dá)一類(lèi)特殊受體，可以識(shí)別Nectin/Necl家族蛋白。Nectin/Necl家族共有9個(gè)成員，分別是Nectin-1，2，3，4和Ne

2、cl-1，2，3，4，5這個(gè)家族蛋白的主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞之間的粘附。其中Nectin-2、Necl-2和Necl-5還可以作為配體被NK細(xì)胞受體識(shí)別。DNAM-1和TIGIT分別是激活型受體/抑制型受體，它們識(shí)別共同的配體Nectin-2和Necl-5。 CRTAM是一種激活型的受體，它識(shí)別的配體是Necl-2。CD96的配體也是Necl-5，但其作為激活型還是抑制型的受體仍存爭(zhēng)議。本研究旨在闡明CRTAM、CD96和DNAM-1與配體

3、的相互作用機(jī)制。
　　CRTAM與配體Necl-2的相互作用可以促進(jìn)NK細(xì)胞和T細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。除此之外，二者相互作用可以促進(jìn)CD8+T細(xì)胞分泌γ干擾素，促進(jìn)CD8+T細(xì)胞在淋巴結(jié)里的停留和活化。它們還在自身免疫病中發(fā)揮作用，在小鼠的自身免疫性脫毛癥模型中，活化的CD8+T通過(guò)CRTAM殺傷表達(dá)Necl-2的毛囊角化細(xì)胞。但CRTAM與Necl-2相互作用的分子機(jī)制并不清楚。此外，CRTAM和Necl-2本身還分別參與了細(xì)胞

4、粘附作用，這種細(xì)胞粘附作用與它們介導(dǎo)的免疫識(shí)別有什么關(guān)系也亟待研究解決。
　　本研究中，在體外成功制備了CRTAM/Necl-2復(fù)合體蛋白，并解析了復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)。在CRTAM/Necl-2復(fù)合體的結(jié)構(gòu)中，我們?cè)趦蓚€(gè)蛋白的接觸面上找到了一對(duì)“雙鎖鑰”區(qū)域負(fù)責(zé)他們之間的相互結(jié)合;我們進(jìn)一步在雙“鎖鑰”區(qū)域引入突變，通過(guò)表面等離子共振實(shí)驗(yàn)和四聚體染色實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了區(qū)域上關(guān)鍵氨基酸對(duì)于復(fù)合物形成的重要作用。同時(shí)，我們通過(guò)體外生化實(shí)驗(yàn)證實(shí)C

5、RTAM和Necl-2本身都可以形成同源二聚體，有意思的是，它們形成同源二聚體的結(jié)合面與它們形成異源二聚體的結(jié)合面相同。這就揭示了同源二聚化和異源二聚化的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。我們通過(guò)體外的細(xì)胞接合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了上面的競(jìng)爭(zhēng)模式。由于CRTAM和Necl-2的同源二聚化介導(dǎo)了細(xì)胞粘附，而它們互相二聚化介導(dǎo)了免疫識(shí)別，這也體現(xiàn)了細(xì)胞粘附和免疫識(shí)別相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系。通過(guò)我們的結(jié)構(gòu)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的這種免疫分子結(jié)合的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系在生理上可能具有重要意義，例如Necl

6、-2同源二聚化介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞的粘附和聚集會(huì)促進(jìn)它們向血管內(nèi)皮細(xì)胞的侵入和轉(zhuǎn)移，而CRTAM與Necl-2的識(shí)別一方面會(huì)促進(jìn)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷，另一方面會(huì)抑制腫瘤細(xì)胞自身的粘附、聚集和向組織的轉(zhuǎn)移。
　　DNAM-1作為NK細(xì)胞另一個(gè)重要的表面受體在NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷巾發(fā)揮重要作用。如DNAM-1與配體Nectin-2和Necl-5的相互作用促進(jìn)了NK細(xì)胞對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞、大腸癌細(xì)胞、宮頸癌細(xì)胞和黑色素瘤細(xì)胞等多種腫瘤細(xì)胞的

7、殺傷。除此之外，DNAM-1與配體的作用還可以調(diào)節(jié)T細(xì)胞的發(fā)育與分化，參與NK細(xì)胞和T細(xì)胞與抗原呈遞細(xì)胞之間的互作等。DNAM-1在很多自身免疫病中發(fā)揮作用，如DNAM-1與配體參與了移植物抗宿主病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡癥和Ⅱ型頑固性乳糜瀉中等疾病造成的免疫損傷。然而DNAM-1與配體Nectin-2和Necl-5是如何相互作用的？DNAM-1、TIGIT和CD96共用相同的配體Necl-5，它們與配體的作用機(jī)制是否相同？這就是我們想要研究的

8、問(wèn)題。我們?cè)隗w外表達(dá)了DNAM-1和CD96蛋白，及其配體Necl-5和Nectin-2，并成功制備DNAM-1和兩個(gè)配體的復(fù)合體蛋白。我們進(jìn)一步解析了人和小鼠DNAM-1以及人CD96的結(jié)構(gòu)。通過(guò)與前人解析的TIGIT/Necl-5的結(jié)構(gòu)比較，我們?cè)贒NAM-1、CD96以及對(duì)應(yīng)配體上找到了負(fù)責(zé)結(jié)合的可能氨基酸。從而在分子水平揭示了NK細(xì)胞上這類(lèi)受體結(jié)合配體的共有分子機(jī)制。
　　綜上所述，我們的研究闡明了NK細(xì)胞上CRTAM、C