T细胞活化和检查点抑制中的泛素化:靶向肿瘤免疫的新途径

T细胞活化和检查点抑制中的泛素化:靶向肿瘤免疫的新途径
前言
基于T细胞的免疫疗法的出现显著改变了癌症患者的模式。尽管取得了成功,但目前批准的免疫方案仍然存在局限性。因此,需要对T细胞活化和抑制的分子机制有更深入的了解,以合理地扩大改善免疫的靶点和可能性。
免疫信号通路下游的蛋白质泛素化对于几乎所有免疫反应,特别是T细胞激活的正调节和负调节至关重要。大量研究表明,泛素化通过控制蛋白质的功能、定位和稳定性发挥多种细胞和分子作用,对泛素依赖性通路的调节可以显著改变T细胞的活化并增强抗肿瘤反应。因此,人们正在积极开发有选择性地利用泛素相关酶用于癌症的技术,靶向泛素化为推进T细胞免疫提供了巨大的可能性。
蛋白质泛素化
泛素化是一种翻译后修饰,泛素是一种由76个氨基酸组成的小蛋白质,通常由一条泛素链与底物蛋白质内的赖氨酸残基共价连接。泛素化通过各种方式影响蛋白质功能,例如通过影响
蛋白质稳定性、周转率、细胞定位,以及诱导影响与其他蛋白质相互作用的构象变化。
该过程由E1泛素激活酶启动,该酶使用ATP激活,然后将泛素单体转移到E2泛素结合酶。泛素最终在E3泛素连接酶的作用下从E2转移到底物。
泛素化是多方面的,底物蛋白可以仅用一个泛素(单泛素化)、多个单泛素(多个单泛素化)或多泛素链(多泛素化)标记。由于泛素本身有七个赖氨酸(Lys6、Lys11、Lys27、Lys29、Lys33、Lys48和Lys63)和一个N端甲硫氨酸残基(M1),可以进行泛素化,因此可以形成几种结构不同的同质/同型、混合/异型和分支多泛素链。
泛素化除了是通过蛋白质体降解蛋白质的主要调节器外,实际上是几乎所有细胞信号级联的多功能调节器。泛素化蛋白质的命运取决于添加的泛素数量和形成泛素连接的泛素氨基酸。通过这种方式,并且由于拓扑结构不同链的多种可能性,泛素构成了一种高度通用的信号。
单泛素化和多泛素化参与膜受体的内吞作用,以及蛋白质降解、定位和蛋白质-蛋白质相互作用,这些类型的链也与TGF-β信号传导有关。在同型多泛素链中, Lys48和Lys63连接的链是最丰富,它们分别驱动蛋白酶体降解和调节多种细胞信号事件。Lys11连接链调节细胞周期和线粒体自噬,M1连接链对炎症固有反应至关重要,特别是调节NF-κB信号。
由Lys6-、Lys27-、Lys29-、Lys33泛素连接链调节的细胞过程仍然不太清楚。Lys27连接链似乎对调节先天免疫、细胞周期和线粒体功能非常重要。Lys6链似乎参与DNA修复和线粒体自噬,而Lys29链与Wnt信号以及蛋白毒性应激和细胞周期相关。Lys33链在高尔基体后转运和T细胞受体(卤素管TCR)调节中起着关键作用。
此外,非常重要的是,泛素在底物上的组装可以通过去泛素化酶(DUB)的作用逆转,去泛素化酶水解并从底物上去除泛素,使泛素化成为一种瞬时修饰,DUB对于维持生理性泛素平衡是必不可少的。这种平衡的失调与人类疾病的发病机制有关,特别是癌症、感染、神经退行性变和免疫紊乱,因此,DUB已开始作为基于抑制剂的成为有吸引力的药物靶点。
TCR/CD3激活中的泛素途径
E3连接酶
E3泛素连接酶Casitas B系淋巴瘤(Cbl-B)是最具特征的E3连接酶,是T细胞活化的主要参与者。在T细胞激活时,它在免疫突触处被招募到TCR中,在TCR下游发挥多种抑制机制。
Cbl-b通过其多个蛋白质相互作用结构域与关键TCR信号体分子(如LCK、SLP76、ZAP70
陶瓷滤波器、Vav1、PKCθ和PI3K)相互作用。Cbl-b与E3连接酶Itch协同作用,能够介导TCR-ζ的Lys33连接的多泛素化,其不针对TCR受体进行降解或内吞,而是阻止其磷酸化并进一步与下游ZAP70激酶结合。通过这些相互作用,以及一些信号体成分的泛素化,Cbl-b强烈抑制T细胞活化。Cbl-b敲除小鼠具有过度活跃的T细胞,其激活不需要CD28,此外,Cbl-b基因敲除小鼠中从未描述过自身免疫损伤。因此,Cbl-b具有多个检查点抑制作用和极小的自身免疫毒性,是未来靶向癌症免疫的有力候选。
与淋巴细胞无能相关的基因(GRAIL)是一种跨膜E3连接酶,定位于内体,也对T细胞活化起负调节作用。TCR介导的T细胞活化促进GRAIL的表达,而GRAIL反过来又阻碍T细胞活化。机制上,GRAIL通过非降解泛素链稳定和激活Rho-鸟嘌呤解离抑制剂(RhoGDI),导致细胞骨架重排和IL-2分泌缺陷。
便携式洒弹器NRDP1是另一种损害TCR信号的E3连接酶。T细胞激活后,NRDP1将Lys33多聚泛素非降解链添加到ZAP70激酶。Lys33连接的泛素链有助于招募Sts1和Sts2磷酸酶,最终使ZAP70去磷酸化和失活。
除了作用于近端信号体外,E3连接酶还通过进一步作用于下游抑制T细胞活化,控制导致T
细胞活化转录因子核易位的关键转导事件。例如,在TCR/CD28连接后,E3连接酶Pellino1(PELI1)通过用Lys48多泛素链标记c-Rel来阻止NF-κB通路,导致其蛋白酶体降解。
DUBs
去泛素化酶A20和CYLD,在调节天然免疫细胞中的NF-κB信号中具有重要作用,也能显著改变T细胞功能。外周T细胞中A20的条件性缺失导致CD8+T细胞具有增强的NF-κB信号,即使在低抗原剂量下也能更有效地被激活,以产生更高水平的IL-2和IFN-γ。
CYLD可以通过NF-κB损害T细胞活化,它是通过将CBM复合物下游TAK1激酶的Lys63泛素链进行去泛素化。CYLD缺陷小鼠出现结肠炎,T细胞频率和活化增加。压力检测器
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使用类似的作用机制,去泛素酶USP18对TAK1的去泛素化抑制TCR。USP18的基因缺失导致T细胞中NF-κB和NFAT的过度激活和IL-2的过度产生。相反,去泛素酶USP9X和USP12通过从BCL10中去除抑制性泛素链来积极调节NF-κB通路,从而阻断CBM信号复合物的组装。因此,缺乏USP9X或USP12的T细胞在TCR激活时表现出较低水平的NF-κB激活,以及增殖和细胞因子生成减少。
布鲁加达综合征TCR内化
TCR信号幅度和持续时间由细胞膜受体的内化、再循环和降解的平衡决定。在抗原刺激下,TCR/CD3复合物是泛素化的,而泛素化对于表面受体的内化至关重要。据报道,Cbl-b可单独或与E3连接酶c-Cbl联合促进TCR的内化,Cbl-b还干扰激活和聚集,从而破坏免疫突触的稳定性,进一步减弱TCR信号。

本文发布于:2024-09-22 17:32:31,感谢您对本站的认可!

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