與CD28有關(guān)的協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

與CD28有關(guān)的協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

【關(guān)鍵詞】同刺激信號免疫活性細(xì)胞的一個重要特征是細(xì)胞的活化需要兩個信號刺激。當(dāng)T細(xì)胞通過其表面的TCR識別由APC提呈的抗原肽:MHC分子復(fù)合物時，抗原識別信號，即第一信號可通過CD3分子傳入胞內(nèi)。APC或靶細(xì)胞與T細(xì)胞之間輔助分子的配對作用則可作為T細(xì)胞活化的第二信號。第二信號在T細(xì)胞活化中起重要作用。若抗原識別時沒有協(xié)同刺激分子提供的第二信號，T細(xì)胞不能充分活化，不表現(xiàn)效應(yīng)功能，或者抗原特異性淋巴細(xì)胞凋亡，或被誘導(dǎo)至無能狀態(tài)。最重要的協(xié)同刺激分子是CD28，它與B7結(jié)合后轉(zhuǎn)導(dǎo)的第二信號能增強細(xì)胞因子如IL-2基因轉(zhuǎn)錄，促進T細(xì)胞增殖，并保護T細(xì)胞免于凋亡。然而，有關(guān)此協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的確切機制至今未明。本文擬將有關(guān)這方面的研究及進展做一簡要綜述［1～3］。1CD28胞漿域結(jié)構(gòu)CD28分子胞漿域含有4個保守的酪氨酸位點。其中Tyr170曾倍受關(guān)注［4］。Tyr170磷酸化后，可招募含SH-2的信號分子，如PI3-K。后者曾一度成為CD28轉(zhuǎn)導(dǎo)的協(xié)同刺激信號途徑中的研究熱點［5～7，8］。詳見下文。Tyr185，197至今未有證據(jù)表明它們參與CD28信號轉(zhuǎn)導(dǎo)［7］。近年來有實驗表明Tyr188的磷酸化可能在協(xié)同刺激中起關(guān)鍵作用［9］。除了這4個Tyr位點以外，CD28胞漿域的N端和C端分別有一個雙脯氨酸基序，它們同SH-3結(jié)構(gòu)域的作用可能在協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用［10，11］。2協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制Tyr170曾被認(rèn)為在CD28介導(dǎo)的信號途徑中起關(guān)鍵作用，但近年來大量實驗證明事實并非如此［5，6，8，12，13］。Tyr170有YMNM序列，當(dāng)它磷酸化后，同PI3-K的SH-2結(jié)構(gòu)域有很高的親和力［6，8］。PI3-K家族包括含有P85亞單位的P110α、β，和δ，以及不含P85亞單位的P100γ。同Tyr170作用的是P85亞單位。當(dāng)實驗中將Tyr170點突變?yōu)閜he后，YMNM與SH-2作用被切斷，CD28分子不能結(jié)合PI3-K，而且也不能誘導(dǎo)Bcl-xl的表達，使T細(xì)胞對于射線導(dǎo)致死亡的敏感性增加。說明P85有關(guān)的PI3-K在CD28有關(guān)的T細(xì)胞生存中起重要作用［8，14］。但是Tyr170點突變后的T細(xì)胞仍可分泌IL-2，維持細(xì)胞增殖，并避免細(xì)胞被誘導(dǎo)至無能狀態(tài)，即T細(xì)胞的活化不受影響。說明CD28介導(dǎo)的協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)不依賴Tyr170與P85的作用［6，8］。然而另一不需要P85的PI3-K家族成員P110γ，或許在T細(xì)胞活化中起作用。缺失P110γ的小鼠對于CD3和CD28刺激反應(yīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的IFNγ和IL-2水平下降。可能的機制有待進一步研究［8］。在證實Tyr170與含P85亞單位的PI3-K作用與CD28介導(dǎo)的協(xié)同刺激信號無關(guān)后，人們將注意力轉(zhuǎn)向探究其它可能的機制上。其中Tyr188以及diproline基序的作用引起了大家的興趣。據(jù)AliSadra報道［9］，它們曾應(yīng)用一系列Jurkat細(xì)胞mCD28突變體以鑒定Tyr磷酸化位點和突變后T細(xì)胞功能的改變。實驗未證明Tyr188與任何特定的信號分子交聯(lián)，但他們發(fā)現(xiàn)CD28與其天然配體結(jié)合后可導(dǎo)致此位點磷酸化，而且此位點突變后mCD28增強CD69表達或IL-2分泌的能力將嚴(yán)重受損。與之相反，Tyr170，185，197任一位點突變均不影響IL-2產(chǎn)生或CD69表達。在其余三個位點全突變?yōu)閜he的情況下，完好的Tyr188仍允許mCD28傳遞協(xié)同刺激信號。因此，在Jurkat細(xì)胞的CD28胞漿Tyr殘基中，Tyr188對協(xié)同刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)具有必要而且充分的作用［9］。此外，Grb2同CD28分子間通過SH3-proline作用形成的復(fù)合物可能參與了TCR/CD3-CD28信號整合作用，引起T細(xì)胞活化。Grb2是一種接頭蛋白，它含有SH2-和SH3-兩種結(jié)構(gòu)域，可同多種信號分子發(fā)生作用。它的SH3結(jié)構(gòu)域可穩(wěn)定受體酪氨酸激酶和SOS形成的復(fù)合物。也可通過SH2結(jié)構(gòu)域同磷酸化的酪氨酸受體結(jié)合。

在Grb2同CD28形成復(fù)合物的過程中，Grb2的SH3-結(jié)構(gòu)域同CD28分子C端的雙脯氨酸基序作用，此過程不需酪氨酸磷酸化參與。C端10或17個氨基酸缺失的突變體，失去了雙脯氨酸基序，導(dǎo)致生成IL-2能力下降。與此同時。Grb2的SH2結(jié)構(gòu)域可與CD28的Tyr173結(jié)合，但其親和力只有PI3-K與CD28結(jié)合親和力的百分之一。Grb2的SH2結(jié)構(gòu)域還可同磷酸化的CD3分子ζ鏈的酪氨酸位點結(jié)合，雖然這種作用的親和力遠(yuǎn)低于Zap-70同ζ鏈的作用。Grb2既通過SH2結(jié)構(gòu)域同ζ鏈結(jié)合，又通過SH3結(jié)構(gòu)域同CD28結(jié)合，從而促成了TCR-CD3復(fù)合物與CD28的交聯(lián)，可能在TCR-CD3和CD28整體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮作用［10，11］。3TCR-CD3和CD28信號整合作用Grb2可通過SH3結(jié)構(gòu)域與SOS結(jié)合。SOS可活化鳥苷酸交換蛋白p21ras。在T細(xì)胞活化過程中，小分子GTPaseRas起了重要作用。結(jié)合GTP的活化型Ras可調(diào)控下游多種效應(yīng)分子的活性，包括MAPK級聯(lián)反應(yīng)。而其它小分子GTP交換蛋白，如Rac-1，cdc40和Rho，則激活了JNKs和p38MAPKS。p38MAPK可磷酸化MAPK激活-蛋白激酶2，激活并介導(dǎo)活化轉(zhuǎn)錄因子-2的轉(zhuǎn)錄。JNK磷酸化激活c-Jun，而后者是已知的結(jié)合IL-2啟動子的轉(zhuǎn)錄因子AP-1的成分。上述一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，ZAP-70起了重要的調(diào)節(jié)作用。ZAP-70缺失的Jurkat細(xì)胞喪失了TYR磷酸化作用，TCR介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中斷，而且IL-2的啟動子及轉(zhuǎn)錄因子NF-AT不能發(fā)揮啟動轉(zhuǎn)錄的作用［11，15，16～18］。激活的TCR復(fù)合物招募的受體SLP-76，以及CD28受體和TCR招募的Rho家族GTP交換蛋白Vav-1，可以形成大分子復(fù)合物，引起T細(xì)胞活化。Vav-1可能通過對依賴PI3-K的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的直接作用在CD28信號途徑和TCR信號途徑的整合中起到中央調(diào)節(jié)作用［2］。4CD28與IL-2基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)單獨的CD28與配體的結(jié)合就可以在JurkatT細(xì)胞和初始T細(xì)胞中誘導(dǎo)短時的早期應(yīng)答轉(zhuǎn)錄，證明CD28結(jié)合可不依賴于TCR影響基因調(diào)節(jié)［1］。也有用cDNA微陣列分析基因表達的實驗證明CD28的結(jié)合可以增加CD3的轉(zhuǎn)錄應(yīng)答［19］。IL-2基因轉(zhuǎn)錄起始點上游約-300bp的啟動子區(qū)包含了多種轉(zhuǎn)錄活化因子的結(jié)合位點，包括NF-AT，NF-κB，AP-1結(jié)合位點。這些反式作用因子的共同作用，維持了轉(zhuǎn)錄活性的平衡［1，19，20］。CD28對于IL-2基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)在不同細(xì)胞系中作用不同。在PBMC中，κB樣轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合于被稱為CD28應(yīng)答元件的啟動子區(qū)域，通過這種機制，CD28介導(dǎo)的協(xié)同刺激增強了IL-2基因轉(zhuǎn)錄。大量研究表明，在TCR和CD28協(xié)同刺激活化的PBMC和腫瘤T細(xì)胞中，CD28不僅增強IL-2mRNA轉(zhuǎn)錄活性，而且增強了mRNA穩(wěn)定性。對于LPMC和LP樣細(xì)胞，CD28協(xié)同刺激增強了mRNA穩(wěn)定性，但并不增強其轉(zhuǎn)錄激活的速率。近年研究表明，初始T細(xì)胞和腫瘤T細(xì)胞IL-2基因表達調(diào)節(jié)也不同。例如，與腫瘤T細(xì)胞相比，初始T細(xì)胞中NF-AT位點并不重要，而近端AP-1和NF-κB位點卻極為關(guān)鍵［1］。5CD28協(xié)同刺激的負(fù)調(diào)節(jié)負(fù)調(diào)節(jié)是生物整體精細(xì)調(diào)節(jié)的必不可少的一部分。T細(xì)胞活化后，負(fù)調(diào)節(jié)機制將T細(xì)胞應(yīng)答限制在一定范圍內(nèi)。目前已知較為重要的負(fù)調(diào)節(jié)機制包括CTLA-4和Itk的作用。CTLA-4是CD28的同系物，在活化的T細(xì)胞表面表達，它與B7分子的親和力遠(yuǎn)高于CD28和B7的親和力。其胞漿區(qū)有ITIM基序，可抑制酪氨酸磷酸化，但其抑制T細(xì)胞的確切機制不明。實驗表明，在適當(dāng)?shù)腃D28介導(dǎo)的協(xié)同刺激存在的條件下，CTLA-4阻礙了活化T細(xì)胞中IL-2的產(chǎn)生，IL-2受體的表達，抑制了細(xì)胞周期進程。這種抑制作用發(fā)生在初始T細(xì)