NK細胞受體與Nectin-Necl家族配體相互作用的分子機制研究.pdf

1、NK細胞在機體的免疫監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用。它可以識別并殺傷腫瘤細胞和病毒感染的細胞。NK細胞對靶細胞的識別和殺傷依賴于它表面表達的各種激活型和抑制型的受體。這兩類NK細胞受體與靶細胞上配體結合后促進或者抑制NK細胞的殺傷作用。除了NKG2D、NKp30、NKp44和NKp46等受體以外，NK細胞表面還表達一類特殊受體，可以識別Nectin/Necl家族蛋白。Nectin/Necl家族共有9個成員，分別是Nectin-1，2，3，4和Ne

2、cl-1，2，3，4，5這個家族蛋白的主要功能是介導細胞之間的粘附。其中Nectin-2、Necl-2和Necl-5還可以作為配體被NK細胞受體識別。DNAM-1和TIGIT分別是激活型受體/抑制型受體，它們識別共同的配體Nectin-2和Necl-5。 CRTAM是一種激活型的受體，它識別的配體是Necl-2。CD96的配體也是Necl-5，但其作為激活型還是抑制型的受體仍存爭議。本研究旨在闡明CRTAM、CD96和DNAM-1與配體

3、的相互作用機制。
　　CRTAM與配體Necl-2的相互作用可以促進NK細胞和T細胞對腫瘤細胞的殺傷。除此之外，二者相互作用可以促進CD8+T細胞分泌γ干擾素，促進CD8+T細胞在淋巴結里的停留和活化。它們還在自身免疫病中發(fā)揮作用，在小鼠的自身免疫性脫毛癥模型中，活化的CD8+T通過CRTAM殺傷表達Necl-2的毛囊角化細胞。但CRTAM與Necl-2相互作用的分子機制并不清楚。此外，CRTAM和Necl-2本身還分別參與了細胞

4、粘附作用，這種細胞粘附作用與它們介導的免疫識別有什么關系也亟待研究解決。
　　本研究中，在體外成功制備了CRTAM/Necl-2復合體蛋白，并解析了復合物的晶體結構。在CRTAM/Necl-2復合體的結構中，我們在兩個蛋白的接觸面上找到了一對“雙鎖鑰”區(qū)域負責他們之間的相互結合;我們進一步在雙“鎖鑰”區(qū)域引入突變，通過表面等離子共振實驗和四聚體染色實驗驗證了區(qū)域上關鍵氨基酸對于復合物形成的重要作用。同時，我們通過體外生化實驗證實C

5、RTAM和Necl-2本身都可以形成同源二聚體，有意思的是，它們形成同源二聚體的結合面與它們形成異源二聚體的結合面相同。這就揭示了同源二聚化和異源二聚化的競爭關系。我們通過體外的細胞接合實驗進一步驗證了上面的競爭模式。由于CRTAM和Necl-2的同源二聚化介導了細胞粘附，而它們互相二聚化介導了免疫識別，這也體現(xiàn)了細胞粘附和免疫識別相互競爭的關系。通過我們的結構學研究發(fā)現(xiàn)的這種免疫分子結合的競爭關系在生理上可能具有重要意義，例如Necl

6、-2同源二聚化介導的腫瘤細胞的粘附和聚集會促進它們向血管內(nèi)皮細胞的侵入和轉移，而CRTAM與Necl-2的識別一方面會促進NK細胞對腫瘤細胞的殺傷，另一方面會抑制腫瘤細胞自身的粘附、聚集和向組織的轉移。
　　DNAM-1作為NK細胞另一個重要的表面受體在NK細胞對腫瘤細胞的殺傷巾發(fā)揮重要作用。如DNAM-1與配體Nectin-2和Necl-5的相互作用促進了NK細胞對結腸癌細胞、大腸癌細胞、宮頸癌細胞和黑色素瘤細胞等多種腫瘤細胞的

7、殺傷。除此之外，DNAM-1與配體的作用還可以調(diào)節(jié)T細胞的發(fā)育與分化，參與NK細胞和T細胞與抗原呈遞細胞之間的互作等。DNAM-1在很多自身免疫病中發(fā)揮作用，如DNAM-1與配體參與了移植物抗宿主病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡癥和Ⅱ型頑固性乳糜瀉中等疾病造成的免疫損傷。然而DNAM-1與配體Nectin-2和Necl-5是如何相互作用的？DNAM-1、TIGIT和CD96共用相同的配體Necl-5，它們與配體的作用機制是否相同？這就是我們想要研究的

8、問題。我們在體外表達了DNAM-1和CD96蛋白，及其配體Necl-5和Nectin-2，并成功制備DNAM-1和兩個配體的復合體蛋白。我們進一步解析了人和小鼠DNAM-1以及人CD96的結構。通過與前人解析的TIGIT/Necl-5的結構比較，我們在DNAM-1、CD96以及對應配體上找到了負責結合的可能氨基酸。從而在分子水平揭示了NK細胞上這類受體結合配體的共有分子機制。
　　綜上所述，我們的研究闡明了NK細胞上CRTAM、C