PNAs:可以識別脂類分子的T細胞

2020-12-07 生物谷

2016年1月18日 訊 /生物谷BIOON/ --雖然大部分的研究中a-b T細胞識別結合在MHC-I或MHC-II表面的抗原分子。但人源CD1蛋白能夠使T細胞識別脂類分子。CD1蛋白（包括CD1a,CD1b,CD1c,CD1d）在抗原呈遞細胞表面表達量極高。抗原呈遞細胞通過內質網或分泌通路能夠將自體的脂類分子結合在CD1蛋白表面。然而，與MHC分子不同，CD1蛋白的內表面主要由疏水胺基酸構成，因而兩者之間能夠識別的抗原化學性質也截然不同。

之前的研究發現結核桿菌能夠分泌一些特定的脂類分子，這些分子能夠被體內的某些類型的T細胞通過TCR與CD1b複合體相互作用而識別。對此，來自哈佛大學的D. Branch Moody研究組的科學家們延伸研究了其它類型的細菌，比如沙門氏菌，金黃色葡萄球菌等分泌的脂類分子能否與宿主CD1b結合從而激活特定的T細胞亞群。

證據表明，CD1b四聚體能夠極大程度地激活特定的T細胞類群，但缺點是四聚體的每一亞基都要結合同一類脂質分子。這對抗原的製備純度提出了很高的要求，因此難以應用於抗原的篩選。對此，作者們設計了更多級數的CD1b複合體（以葡聚糖作為骨架，在此之上連接CD1b分子。）從而提高了抗原篩選的靈敏度與通量。

首先，作者們提取了金黃色葡萄球菌的脂類成分，將其與CD1b-葡聚糖多聚體進行孵育，同時提取了人類樣本中的T細胞。最後將兩者進行共同孵育，並對葡聚糖進行染色標記。通過流式分選技術，作者進行了多次分選，得到了對該細菌的脂類分子特異性識別的T細胞；同理，作者得到了對沙門氏桿菌以及布魯氏菌脂分子特異性識別的T細胞。流式檢測結果表明該分選到的細胞對特定的抗原具有高度的特異性。

之後，作者將這部分細胞與人為表達了人源CD1b的K562細胞系進行共孵育。結果顯示，即使在沒有外源的脂類分子的情況下，這部分篩選到的細胞能夠單獨被CD1b識別而激活。相比之下，CD1a的過表達則無法引發T細胞的激活。

為了研究具體哪一類自體的脂質分子介導了這一自體反應。作者通過將葡聚糖-CD1b複合體與不同類型的代表性脂質分子進行共孵育，同時與篩選到的T細胞進行共孵育。就是檢測標記的葡聚糖信號結果顯示：在多種脂質分子中，磷脂醯甘油（Phosphatidylglycerol）與CD1b的結合程度最高。之後，作者通過質譜的方式分別檢測了人與細菌中的脂質分布情況。結果顯示：人與細菌都表達磷脂醯甘油或其衍生物。這說明這部分對細菌磷脂醯甘油敏感的T細胞同能能夠被自體的類似物刺激而激活。

另外，作者克隆了CD1b特異性TCR並將其轉入Jurkat細胞中，通過流式分析。作者發現同一個TCR可能能識別多種脂類分子。這也是這部分T細胞產生自體免疫反應的原因之一。（生物谷Bioon.com）

本文系生物谷原創編譯整理，歡迎轉載！點擊 獲取授權 。更多資訊請下載生物谷APP.

doi: 10.1073/pnas.1520947112

PMC:

PMID:

Human autoreactive T cells recognize CD1b and phospholipids

Ildiko Van Rhijn, Twan van Berlo, Tamara Hilmenyuk, Tan-Yun Cheng, Benjamin J. Wolf, Raju V. V. Tatituri,Adam P. Uldrich, Giorgio Napolitanie, Vincenzo Cerundolo, John D. Altman, Peter Willemseng, Shouxiong Huang，Jamie Rossjohn, Gurdyal S. Besra, Michael B. Brenner, Dale I. Godfrey, and D. Branch Moody

 

In contrast with the common detection of T cells that recognize MHC, CD1a, CD1c, or CD1d proteins, CD1b autoreactive T cells have been difficult to isolate in humans. Here we report the development of polyvalent complexes of CD1b proteins and carbohydrate backbones (dextramers) and their use in identifying CD1b autoreactive T cells from human donors. Activation is mediated by αβ T-cell receptors (TCRs) binding to CD1b-phospholipid complexes, which is sufficient to activate autoreactive responses to CD1b-expressing cells. Using mass spectrometry and T-cell responses to scan through the major classes of phospholipids, we identified phosphatidylglycerol (PG) as the immunodominant lipid antigen. T cells did not discriminate the chemical differences that distinguish mammalian PG from bacterial PG. Whereas most models of T-cell recognition emphasize TCR discrimination of differing self and foreign structures, CD1b autoreactive T cells recognize lipids with dual self and foreign origin. PG is rare in the cellular membranes that carry CD1b proteins. However, bacteria and mitochondria are rich in PG, so these data point to a more general mechanism of immune detection of infection- or stress-associated lipids.

 

 

相關焦點

  • PNAS:記憶T細胞產生之謎初步揭
    在之前的一項發表在《科學》期刊上的研究中，Teixeiro和她的同事們研究了兩組小鼠：一組小鼠具有正常的T細胞，而在另一組小鼠中，它們的T細胞上的病原菌識別受體發生突變，從而破壞NKfB信號。她讓這兩組小鼠感染上單核細胞增多性李斯特菌，即一種經常與人類所患的食物傳染疾病相關聯的細菌。
  • PNAS:揭示記憶T細胞產生之謎
    在之前的一項發表在Science期刊上的研究（Science, 23 Jan 2009, doi:10.1126/science.1163612）中，Teixeiro和她的同事們研究了兩組小鼠：一組小鼠具有正常的T細胞，而在另一組小鼠中，它們的T細胞上的病原菌識別受體發生突變，從而破壞NKfB信號。
  • 科學家發現人體製造健康t細胞的分子關鍵
    科學家在《實驗醫學雜誌》上發表報告，指出一種基因和蛋白質家族對免疫系統中成熟和功能完備的t細胞的形成至關重要，這一發現可能有助於為多發性硬化症和ibd等免疫疾病帶來新的療法。這使得研究人員能夠識別dna相關蛋白染色質上的特定結合位點。結合實驗和計算分析，發現ap-1在cd4-t細胞活化早期與dna結合。研究人員表明，當ap-1與某些染色質結合時，它與它的分子伴侶nfat1（活化t細胞的核因子）結合。研究人員說，早期的研究集中在個體成員ap-1家族蛋白的遺傳破壞上，其中有18種。
  • PNAS | 復旦揭示植物組蛋白分子伴侶識別組蛋白的結構基礎
    為了探索NRP1移除核小體的分子機制，本研究解析了NRP1與組蛋白H2A-H2B的複合物晶體結構（3.0 Å），發現NRP1的N端結構域可以直接結合H2A-H2B，這是NAP1家族蛋白沒有被發現過的一種新的組蛋白結合方式。
  • PNAS:Treg突變產生常規效應T細胞表型並具有抗腫瘤活性
    腫瘤組織中存在大量能夠識別自身抗原的Treg，其中包括識別腫瘤相關抗原（TAA）的Treg細胞。這意味著我們通過抑制腫瘤相關Treg的活性，能夠提高抗腫瘤免疫反應的效果。doi: 10.1073/pnas.1604765113PMC:PMID
  • 新型T細胞有望幫助治療癌症和自身免疫性疾病等多種疾病
    近日，一項刊登在國際雜誌European Journal of Immunology上的研究報告中，來自加州大學等機構的科學家們通過研究鑑別出了一種新型的T細胞—磷脂活性T細胞（phospholipid-reactive T cell），其能有效識別磷脂分子，磷脂分子能幫助形成細胞外膜結構。
  • PNAS:科學家首次識別視神經幹細胞,為治療失明帶來希望
    正文   科學家首次識別出視神經幹細胞，或者治療視力喪失。   目前，大約有300萬美國人患有青光眼，並因此導致12萬患者失明。青光眼是由視神經受損引起的疾病，這種神經損傷通常與眼內房水無法正常排出，導致眼內壓力升高有關。隨著時間的推移，患者的視覺盲點會逐漸擴大。
  • PNAS|一個負調控番茄果實大小ENO基因被發現
    Yuste-Lisbona, Antonia Fernández-Lozano和Rafael Lozano來自西班牙、德國和法國的一組研究人員發現，基因開關ENO(花器官數量過多)可以調節番茄果實。在發表於《美國國家科學院院刊》 (Proceedings of the National Academy of Sciences)雜誌上的論文中，該研究小組介紹了他們利用基因測序和編輯技術來識別決定果實大小的基因開關。
  • PNAS:似曾相識?和人的眼球運動脫不了干係
    生活中，認錯人這種尷尬的事情時常發生，當我們看到一張圖片、一張臉或看過的其他東西時，我們的眼睛傾向於看與第一次同樣的位置，大腦將所看到的與記憶中的心理圖片進行比較，並且將兩者識別為相同，這種現象叫做模型完成（pattern completion），即海馬體進行的一種認知操作——從不完整的輸入中檢索已有的記憶表徵
  • 【PNAS】蝙蝠是人類病毒的主要來源,但監測工作不該僅限於此
    英國格拉斯哥大學的疾病生態學家丹尼爾·斯特雷克（Daniel Streicker）評價說，這是一個相當合理的數字，可以解那些看似驚人的模式。為識別動物來源的疾病威脅而進行的未來監視工作，應不限於特定的動物類別，重點應放在生物多樣性高的地區。這項研究於4月13日發表在《美國科學院院報》（PNAS ）上。《自然》（Nature）雜誌也對此進行了在線報導。
  • PNAS:肌肉細胞與脂肪細胞是如何協同工作的?
    眾所周知，運動可以增強胰島素敏感性，改善我們的新陳代謝，進而提高運動表現。但是，尚未完全了解這種適應的生物學機制。發表在《 PNAS》雜誌上的新研究表明，部分解釋取決於骨骼肌和脂肪組織如何相互交流。這項研究由哥本哈根大學諾和諾德基金會基礎代謝研究中心（CBMR）的CBMR副教授Jonas Treebak以及坎皮納斯大學的助理教授Marcelo A. Mori領導。
  • 科學家實現T細胞識別程序的精細設計
    科學家實現T細胞識別程序的精細設計 作者：小柯機器人 發布時間：2020/11/29 22:05:00 美國加州大學舊金山分校Wendell A. Lim小組實現T細胞識別程序的精細設計。
  • PNAS：人工智慧幫助預測耐藥性超級細菌
    在最近一項研究中，杜克大學的生物醫學工程師已經表明，可以通過對細菌的生長動態進行機器學習分析來區分不同菌株，然後可以準確地預測其他特徵，例如對抗生素的抵抗力。該技術具有比當前標準技術更快，更簡單，更便宜，更準確的識別疾病和預測菌株行為的優點。相關結果於8月3日在線發表在《PNAS》雜誌上。在微生物學的研究歷史中，細菌鑑定都依賴於生長的培養物並分析所得細菌菌落的物理特性和行為。直到最近，科學家才可以簡單地進行基因測試。
  • PNAS:人工智慧幫助預測耐藥性超級細菌
    2020年8月6日訊/生物谷BIOON/---在最近一項研究中，杜克大學的生物醫學工程師已經表明，可以通過對細菌的生長動態進行機器學習分析來區分不同菌株，然後可以準確地預測其他特徵，例如對抗生素的抵抗力。該技術具有比當前標準技術更快，更簡單，更便宜，更準確的識別疾病和預測菌株行為的優點。相關結果於8月3日在線發表在《PNAS》雜誌上。
  • PNAS:追蹤HIV感染的新方法
    DOI: 10.1073/pnas.1706245114 轉化醫學：生物谷旗下轉化醫學專業平臺長按識別二維碼，輕鬆關注
  • PNAS:先天性淋巴細胞引起T細胞免疫反應
    這些細胞可以被分為三個亞型，每種亞型都有不同的功能。3型ILCs(ILC3s)添加了幫助淋巴器官發育的淋巴結，並且幫助參與組織修復。ILC3s使抗原內化，並誘導T細胞產生免疫應答反應。Daniela Finke教授領導的研究團隊發現，ILC3s佔用抗原並經由MHC分子表面提呈抗原。然後特異性T細胞識別這些抗原載體MHC分子，誘導其產生免疫應答反應。
  • PNAS:原生動物可以作為癌症起源研究的模型
    來自中國中山大學、英國索爾福德大學和美國加州大學歐文分校的聯合課題組認為，單細胞寄生蟲（布氏錐蟲和剛地弓形蟲）與癌細胞存在一定的相似性，可以使用它們作為模式生物來研究癌症的起源。癌症的起源現在的理論普遍認為是因為不可控制性的惡性增長和突變的累積，最新的理論還認為，癌細胞所處的組織的選擇壓力也影響癌症的發展。而且有的癌症似乎是可以傳染的。
  • 【前沿】PNAS:南京師範大學黃曉華課題組破解稀土元素(REEs)如何激活植物胞吞作用
    因此，人們對貨物的識別機理、CME機制及其過程進行了廣泛研究。細胞外的貨物被認為是通過跨膜受體來選擇(識別)，跨膜受體結合細胞內的銜接蛋白來啟動胞吞作用。然而，如何選擇貨物進行胞吞作用仍然很難確定，尤其如何實現貨物的可視化及發現新貨物，被認為是亟待破解的難題。