Nat Immunol?|?SIRT2精準(zhǔn)調(diào)控T細(xì)胞活化的新機(jī)制

撰文 |咸姐

T細(xì)胞受體（TCR）信號(hào)通路的精確調(diào)控是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)功能的核心，它直接決定了免疫應(yīng)答的特異性、強(qiáng)度與結(jié)局。當(dāng)TCR識(shí)別由主要組織相容性復(fù)合物（MHC）提呈的特異性抗原肽后，會(huì)觸發(fā)一系列高度有序的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)事件，最終導(dǎo)致T細(xì)胞的活化、增殖、分化及效應(yīng)功能的發(fā)揮。這一信號(hào)過(guò)程的強(qiáng)度必須被精確地“設(shè)定”在一個(gè)恰當(dāng)?shù)拈撝捣秶鷥?nèi)：閾值過(guò)低可能導(dǎo)致對(duì)病原體或腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答不足；閾值過(guò)高則可能引發(fā)針對(duì)自身抗原的反應(yīng)，導(dǎo)致自身免疫性疾病【1】。因此，闡明調(diào)控TCR信號(hào)幅度的內(nèi)在分子機(jī)制，對(duì)于理解免疫穩(wěn)態(tài)、免疫耐受以及開(kāi)發(fā)新的免疫治療策略具有根本性意義。

TCR信號(hào)傳導(dǎo)的啟動(dòng)關(guān)鍵依賴于Src家族激酶LCK（淋巴細(xì)胞特異性蛋白酪氨酸激酶）。LCK通過(guò)其構(gòu)象變化在“關(guān)閉”（非活性）與“開(kāi)放”（活性）狀態(tài)間切換，從而精確控制下游信號(hào)的開(kāi)啟。這一構(gòu)象轉(zhuǎn)變受到多種翻譯后修飾的嚴(yán)密調(diào)控，包括眾所周知的酪氨酸磷酸化（如Y394的自磷酸化激活和Y505的抑制性磷酸化）【2】。近年來(lái)，除了磷酸化，其他翻譯后修飾如泛素化、棕櫚酰化等在TCR信號(hào)調(diào)節(jié)中的作用也逐漸被揭示。其中，賴氨酸乙?；鳛橐环N可逆、動(dòng)態(tài)的蛋白質(zhì)修飾，在代謝、轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期調(diào)控中作用顯著，但其在TCR近端信號(hào)傳導(dǎo)，特別是在直接調(diào)控LCK激酶活性方面的具體角色與機(jī)制，尚屬未知領(lǐng)域。Sirtuin家族蛋白（SIRT1-7）是一類依賴NAD?的去乙?；?，其中SIRT2主要定位于細(xì)胞質(zhì)，在細(xì)胞周期、代謝和炎癥反應(yīng)中扮演重要角色。前期研究表明，SIRT2能通過(guò)去乙酰化酶活性來(lái)影響T細(xì)胞的代謝適應(yīng)性和功能，這暗示它可能更廣泛地參與T細(xì)胞活化的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)【3】。然而，SIRT2是否通過(guò)直接修飾TCR信號(hào)通路中的關(guān)鍵信號(hào)分子來(lái)設(shè)定TCR的活化閾值，從而在生理和病理?xiàng)l件下調(diào)控T細(xì)胞的命運(yùn)抉擇，尚未可知。

近日，來(lái)自美國(guó)梅奧醫(yī)學(xué)中心的Sungjune Kim團(tuán)隊(duì)在Nature Immunology上在線發(fā)表題為SIRT2-mediated deacetylation of LCK governs the magnitude of T cell receptor signaling的文章，發(fā)現(xiàn)去乙酰化酶SIRT2通過(guò)去除T細(xì)胞關(guān)鍵激酶LCK第228位賴氨酸的乙?；揎?，精細(xì)調(diào)控TCR信號(hào)強(qiáng)度。SIRT2缺失或抑制會(huì)增強(qiáng)LCK活性，放大TCR信號(hào)，在胸腺中拓寬T細(xì)胞受體庫(kù)，并逆轉(zhuǎn)腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞的“耗竭”狀態(tài)，恢復(fù)其抗腫瘤功能。該研究揭示了蛋白質(zhì)乙酰化是設(shè)定T細(xì)胞活化閾值的新機(jī)制，為通過(guò)靶向SIRT2增強(qiáng)癌癥免疫療法提供了新策略。

細(xì)胞內(nèi)Ca2+流動(dòng)代表TCR信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中的關(guān)鍵事件，本文研究人員首先通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)使用鈣離子熒光染料Indo-1檢測(cè)了野生型和Sirt2敲除小鼠原代T細(xì)胞在受到抗CD3抗體或抗原提呈細(xì)胞刺激后的鈣離子動(dòng)員，發(fā)現(xiàn)Sirt2敲除T細(xì)胞表現(xiàn)出顯著增強(qiáng)且更敏感的鈣離子內(nèi)流響應(yīng)。同時(shí)，在Sirt2缺陷的T細(xì)胞、Jurkat細(xì)胞以及IL-15誘導(dǎo)的記憶樣T細(xì)胞中，激活形式的磷酸化LCK（pY394）及其下游分子ZAP70、PLCγ1的磷酸化水平均顯著升高。通過(guò)在Sirt2敲除細(xì)胞中重新導(dǎo)入SIRT2蛋白，可逆轉(zhuǎn)上述信號(hào)增強(qiáng)表型，證實(shí)了SIRT2對(duì)TCR近端信號(hào)的特異性負(fù)向調(diào)控作用。值得一提的是，代謝活動(dòng)升高是上述表型的部分驅(qū)動(dòng)因素，但絕非主要因素。這些結(jié)果表明，SIRT2的功能缺失會(huì)降低T細(xì)胞的活化閾值，在整個(gè)T細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中放大TCR信號(hào)傳導(dǎo)，并能夠逆轉(zhuǎn)無(wú)能T細(xì)胞中受抑制的信號(hào)響應(yīng)。

隨后，通過(guò)質(zhì)譜分析與免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)，研究人員證實(shí)SIRT2與TCR信號(hào)關(guān)鍵激酶LCK之間存在直接的物理相互作用。在Sirt2缺陷的T細(xì)胞和Jurkat細(xì)胞中，LCK的乙酰化水平顯著升高，提示LCK是SIRT2的直接去乙?；孜铩Ｉ钊氲馁|(zhì)譜掃描將這一修飾位點(diǎn)精確定位于LCK連接區(qū)一個(gè)進(jìn)化上保守的賴氨酸殘基K228。綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)、生化和功能性實(shí)驗(yàn)，研究人員證明了K228的乙?；瘯?huì)破壞LCK連接區(qū)與其自身SH3結(jié)構(gòu)域之間的分子內(nèi)相互作用，從而促使LCK從抑制性的“閉合”構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨摹伴_(kāi)放”構(gòu)象，K228的乙?；窃鰪?qiáng)LCK激酶活性并驅(qū)動(dòng)下游TCR信號(hào)級(jí)聯(lián)放大的關(guān)鍵分子開(kāi)關(guān)，而SIRT2通過(guò)使K228去乙?；苯咏档蚅CK活性（圖1）。

圖1 LCK構(gòu)象控制的分子內(nèi)相互作用模型

進(jìn)一步地，研究人員發(fā)現(xiàn)，與野生型細(xì)胞相比，Sirt2敲除的T細(xì)胞在TCR刺激后表現(xiàn)出更強(qiáng)的NFAT與ERK信號(hào)激活以及早期應(yīng)答基因Nr4a1更高的表達(dá)。此外，Sirt2缺陷的T細(xì)胞在活化后其表面歸巢受體CD62L的脫落更為迅速，這導(dǎo)致其從血液循環(huán)向淋巴結(jié)和脾臟遷移的能力發(fā)生改變。這些結(jié)果表明，SIRT2的缺失不僅放大了TCR近端信號(hào)，還顯著增強(qiáng)了下游信號(hào)傳導(dǎo)與功能輸出。更重要的是，小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SIRT2的缺失并不破壞T細(xì)胞胸腺發(fā)育的基本格局，但賦予了T細(xì)胞在發(fā)育選擇過(guò)程中的競(jìng)爭(zhēng)性優(yōu)勢(shì)，并導(dǎo)致篩選出的T細(xì)胞受體庫(kù)多樣性增加，這與其降低TCR信號(hào)閾值、促進(jìn)陽(yáng)性選擇的作用機(jī)制相一致。與此同時(shí)，體內(nèi)過(guò)繼轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與野生型T細(xì)胞相比，Sirt2缺陷的T細(xì)胞在受體小鼠的脾臟和淋巴結(jié)中表現(xiàn)出更強(qiáng)的擴(kuò)增能力、更高的活化標(biāo)記（CD25、CD69）表達(dá)水平，并能產(chǎn)生更多的效應(yīng)細(xì)胞因子（如IFN-γ、TNF）和細(xì)胞毒性分子（顆粒酶B）。Sirt2缺陷的T細(xì)胞中具有強(qiáng)大增殖與記憶潛力的中央記憶樣T細(xì)胞（T_CM）亞群的比例也顯著升高。此外，雖然SIRT2缺陷并不會(huì)引發(fā)自發(fā)性自身免疫，但Sirt2缺陷T細(xì)胞中增強(qiáng)的T細(xì)胞活化狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致其對(duì)誘發(fā)性自身免疫產(chǎn)生更為強(qiáng)烈的反應(yīng)。這些結(jié)果表明，SIRT2的缺失能顯著增強(qiáng)T細(xì)胞在體內(nèi)對(duì)抗原刺激的功能性應(yīng)答。

最后，研究人員探究了靶向SIRT2在腫瘤免疫治療中的潛在價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，從小鼠黑色素瘤中分離出的Sirt2缺陷型腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞（TIL）相比野生型TIL，其LCK和ZAP70磷酸化水平、鈣離子動(dòng)員以及早期基因Nr4a1表達(dá)均顯著增強(qiáng)，表明其TCR反應(yīng)性得到恢復(fù)。使用選擇性SIRT2抑制劑或CRISPR敲除技術(shù)處理來(lái)自健康供體或非小細(xì)胞肺癌及小細(xì)胞肺癌患者的TIL，同樣能顯著恢復(fù)其近端TCR信號(hào)傳導(dǎo)和鈣離子響應(yīng)。在體內(nèi)腫瘤模型中，Sirt2敲除小鼠在接種黑色素瘤或肺癌細(xì)胞后，腫瘤生長(zhǎng)被顯著延緩。更重要的是，在患者來(lái)源的異種移植模型中，過(guò)繼轉(zhuǎn)移經(jīng)CRISPR敲除SIRT2的自體人源TIL，相比轉(zhuǎn)移對(duì)照TIL，能更有效地抑制腫瘤生長(zhǎng)；并且從腫瘤中回收的這些SIRT2缺陷型TIL顯示出更強(qiáng)的LCK磷酸化和細(xì)胞因子產(chǎn)生能力。這些發(fā)現(xiàn)綜合表明，通過(guò)藥物抑制或基因敲除手段阻斷SIRT2的功能，可以逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境中T細(xì)胞的“耗竭”或低反應(yīng)狀態(tài)，恢復(fù)其TCR信號(hào)傳導(dǎo)和效應(yīng)功能，從而顯著增強(qiáng)抗腫瘤免疫應(yīng)答并延緩腫瘤生長(zhǎng)。

綜上所述，本研究系統(tǒng)揭示了SIRT2通過(guò)去乙?；揎桳CK激酶K228位點(diǎn)，從而精細(xì)設(shè)定TCR信號(hào)閾值的關(guān)鍵機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)不僅闡明了蛋白質(zhì)乙酰化在T細(xì)胞活化調(diào)控中的新功能，更將基礎(chǔ)機(jī)制與疾病治療緊密相連：在胸腺中，它影響T細(xì)胞發(fā)育與受體庫(kù)多樣性；在腫瘤微環(huán)境中，抑制SIRT2能有效逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞耗竭，恢復(fù)其抗腫瘤戰(zhàn)斗力。該工作為理解免疫穩(wěn)態(tài)提供了新視角，并為通過(guò)靶向SIRT2來(lái)增強(qiáng)癌癥免疫治療效力，開(kāi)辟了一條極具潛力的新途徑。

https://doi.org/10.1038/s41590-025-02377-3

制版人： 十一

參考文獻(xiàn)

1. Shah, K., Al-Haidari, A., Sun, J. & Kazi, J. U. T cell receptor (TCR) signaling in health and disease.Signal Transduct. Target Ther.6, 412 (2021).

2. Nika, K. et al. Constitutively active Lck kinase in T cells drives antigen receptor signal transduction.Immunity32, 766–777 (2010).

3. Hamaidi, I. et al. Sirt2 inhibition enhances metabolic fitness and effector functions of tumor-reactive T cells.Cell Metab.32, 420–436 e412 (2020).

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