王红艳/魏滨联合团队揭示LRCH1对CD8+和LAT通路的调控机制学术资讯

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责编 | 酶美
CD8+细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell, CTL），在清除胞内菌、病毒等外界病原和肿瘤细胞过程中发挥着重要作用。T细胞受体（T cell receptor, TCR）信号传导是决定静息期CD8+ T细胞活化成CD8+ CTL的关键。此外，T细胞迁移到达病灶部位也是T细胞成功杀伤病原微生物或肿瘤的关键因素。比如，回输CAR-T细胞的免疫疗法在白血病治疗中获得了显著疗效，但是CAR-T细胞浸润进入实体瘤及其如何在肿瘤内维持杀伤和增殖能力等因素成为限制CAR-T治疗实体瘤的瓶颈因素。近年多个实验室尝试通过敲除TCR信号中的抑制性分子【1】，期望增强CAR-T细胞在实体瘤中的治疗效果。
当TCR识别MHC呈递的抗原后，关键激酶如LCK、FYN、ZAP-70的活化，促进跨膜信号蛋白LAT （linker for activation of T cells）胞内段的多个酪氨酸位点磷酸化，招募GRB2、PLC-γ1、GADS、SLP-76等多种信号分子，进而形成LAT信号复合体（LAT signalosome）【2】。LAT信号复合体随后启动下游多条信号通路，增强CD8+ T细胞的迁移、增殖和杀伤等功能。LAT缺失的CD8+ CTLs不能上调FasL的表达，产生的IFN-γ的减少，杀伤能力减弱【3】。SHP-2、SHIP-1和c-Cbl等能够影响LAT信号复合体的形成，从而负调控CD8+ T细胞的功能【4】。但是能直接结合LAT并且负调控TCR的信号分子，目前被报道的甚少。
近日，中科院上海生物化学与细胞生物学研究所王红艳的团队与上海大学魏滨教授的团队合作，在PNAS上发表题为LRCH1 deficiency enhances LAT signalosome formation and CD8+ T cell responses against tumors and pathogens的文章。

第一作者刘畅博士（同济大学附属第十人民医院）通过免疫共沉淀联合蛋白质质谱等实验，发现LRCH1 (leucine-rich repeat and calponin homology domain-containing protein 1)能够直接结合LAT，通过两种机制：（1）降低TCR信号诱导的LAT磷酸化水平，阻断GRB2与LAT的结合，破坏LAT信号复合体的形成；（2）LRCH1也能促进LAT的内吞；最终抑制CD8+T细胞的增殖和杀伤功能。
构建Lrch1-/-小鼠，发现缺失LRCH1的CD8+ T细胞的增殖速度更快，能产生更多的IFN-γ、Perforin和Granzyme B等效应分子，对靶细胞的杀伤能力增强。RNA-seq结果进一步发现，LRCH1缺失后，许多与CD8+ T细胞的迁移、存活和代谢等相关的基因，如Cxcr3, Bcl2, Hk2和Shmt1等的表达水平上调。尤其在Lrch1-/- CD8+ T细胞中，共刺激分子4-1BB（Tnfrsf9，常用作CAR-T细胞的胞内信号传导区域）的转录水平也显著升高。动物水平的研究发现，Lrch1-/-小鼠能够更有效地清除李斯特菌（Listeria monocytogenes）和流感病毒（H1N1和H7N9）。为了进一步检测LRCH1是否抑制CD8+T细胞清除肿瘤的功能，首先在Rag1-/-小鼠的尾静脉注射B16-MO5肿瘤细胞（表达OVA257-264抗原），然后过继性给予能特异性识别OVA257-264抗原的OT1转基因小鼠的野生型CD8+ CTLs或Lrch1-/-CTLs。野生型CD8+CTLs能降低小鼠肺部肿瘤的形成，但是LRCH1缺失的CTLs更显著的清除小鼠肺部肿瘤结节数量。进一步的分析发现，Lrch1-/-CTLs治疗组的小鼠肺部有更多的CTLs浸润，Ki-67+增殖的T细胞更多，且产生更高水平的IFN-γ和Granzyme B。最后，利用CRISPR-Cas9技术在包装了GPC3（glypican-3，该抗原在肝细胞癌中高表达）的人源的T细胞中敲除LRCH1，结果显示LRCH1缺失的人源CAR-T细胞产生IFN-γ、迁移和增殖的能力稍有增强。协同敲除其同源分子LRCH3可能进一步提高CAR-T细胞的效应功能。
综上所述，本论文发现在TCR信号通路中，新型信号分子LRCH1能直接结合LAT，阻断LAT信号复合体形成并促进LAT内吞，从而抑制T细胞活化、增殖和迁移。2017年，王红艳团队研究还发现了LRCH1负调控CD4+ T细胞迁移功能（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28028151/）。LRCH1是否能作为促进CAR-T细胞功能的潜在靶点分子，有待在活体模型中进一步的研究。

原文链接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32727906/

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