T細(xì)胞是人體適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中的重要組成部分,在病原體感染、惡性腫瘤以及自身免疫疾病中扮演著關(guān)鍵性作用。T細(xì)胞受體TCR是表達(dá)于T細(xì)胞表面的抗原受體,通過(guò)識(shí)別結(jié)合有抗原肽的組織相容性復(fù)合物p MHC來(lái)啟動(dòng)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。但是TCR本身不具備信號(hào)傳導(dǎo)的功能,而是通過(guò)其共受體CD3信號(hào)分子進(jìn)行下游的信號(hào)傳遞,TCR與CD3共受體之間通過(guò)非共價(jià)連接形成TCR-CD3復(fù)合物。TCR-CD3復(fù)合物中包括抗原識(shí)別受體TCRαβ二聚體以及由CD3γε、CD3δε、CD3ζζ二聚體組成的CD3信號(hào)分子。TCR在識(shí)別并結(jié)合特定p MHC后能夠引起TCR信號(hào)通路的激活,經(jīng)過(guò)一系列的信號(hào)傳導(dǎo)引起激活蛋白1（AP-1）,核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-κB）以及T細(xì)胞激活核因子（NFAT）等轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)的上升。這些信號(hào)傳遞最終可以引起T細(xì)胞激活、增殖、產(chǎn)生細(xì)胞因子以及對(duì)感染了病原體的細(xì)胞進(jìn)行殺傷。在近二十年中,提出了多種TCR-CD3信號(hào)的激活模型,但是其具體的激活機(jī)制并不清楚。同時(shí)有大量關(guān)于TCR-CD3復(fù)合物胞外區(qū)域的結(jié)構(gòu)研究,但是TCR-CD3復(fù)合物整體是如何進(jìn)行組裝,復(fù)合物中各個(gè)亞基的化學(xué)計(jì)量比以及信號(hào)傳遞... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

T細(xì)胞在胸腺中的發(fā)育過(guò)程以及各個(gè)階段細(xì)胞表面表達(dá)的分子[25]

在Tcrb基因的重排過(guò)程中,如圖1-2中b)所示,首先發(fā)生的是Dβ-Jβ重排,接下來(lái)發(fā)生Vβ-DβJβ重排[33]。所有的Tcrb基因重排過(guò)程都依賴于Eβ增強(qiáng)子,Eβ與PDβ1啟動(dòng)子相結(jié)合刺激與PDβ1鄰近的Dβ1基因與Jβ1基因發(fā)生重組,Eβ也會(huì)與PDβ2啟動(dòng)子相結(jié)合刺激Dβ2與Jβ2發(fā)生重排[34]。這一過(guò)程會(huì)募集SWI-SNF染色體重構(gòu)復(fù)合物到Dβ1,對(duì)于Dβ-Jβ重排來(lái)說(shuō)SWI/SNF復(fù)合物起到至關(guān)重要的作用,后面會(huì)取代PDβ1的功能。Dβ-Jβ重排定位于3’Dβ23RSS以及5’Dβ12RSS,Vβ-Dβ重排定位于3’Vβ23RSS以及5’Dβ12RSS。雖然Vβ23RSS-Jβ12RSS重排滿足12/23準(zhǔn)則,但是實(shí)際上是不發(fā)生的,這是由于RSS以及側(cè)翼的序列決定的[35]。實(shí)驗(yàn)表明,將JβRSS替換為5’Dβ12RSS或者將VβRSS替換為3’Dβ12RSS時(shí),Vβ-Jβ重排將可以發(fā)生。Tcrb重排過(guò)程的Vβ-DβJβ過(guò)程會(huì)產(chǎn)生等位排斥現(xiàn)象,即一條染色體上的Tcrb基因發(fā)生重排之后,會(huì)抑制另一條染色體上的重排發(fā)應(yīng)。在產(chǎn)生pre-TCR信號(hào)之后會(huì)下調(diào)RAG1/2重組酶的表達(dá),從而阻止重排反應(yīng),同時(shí)胸腺細(xì)胞進(jìn)入DN3階段,接下來(lái)分化為DP細(xì)胞,雖然在DP階段RAG1/2會(huì)恢復(fù)表達(dá),但是由于Vβ與DβJβ相距幾百kb,會(huì)增加其重組的難度。另外存在一些轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)調(diào)節(jié)Eβ的活性來(lái)調(diào)節(jié)等位排斥反應(yīng)[37]。但是有研究表明T細(xì)胞內(nèi)會(huì)存在兩個(gè)Tcrb基因同時(shí)發(fā)生重排反應(yīng)的現(xiàn)象,導(dǎo)致一個(gè)T細(xì)胞會(huì)表達(dá)兩種TCR蛋白[38]。

由于TCRαβ二聚體在原核細(xì)胞中以可溶形式表達(dá)十分困難,TCRα與TCRβ鏈難以形成穩(wěn)定的二聚體,先前的研究嘗試了大量的方法解決這一問(wèn)題,例如在TCRαβ兩條鏈末端各加上抗體的Fc段或者亮氨酸拉鏈等方式[6,44]。另一方面是TCR蛋白中存在大量的糖基化修飾位點(diǎn),這些糖基化修飾有助于蛋白的折疊與穩(wěn)定,但是糖基化修飾的不均一性對(duì)于獲得蛋白晶體是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。目前的大部分TCRαβ二聚體結(jié)構(gòu)通過(guò)表達(dá)其包涵體,復(fù)性后解析得到。第一個(gè)所解析出的為鼠源2C亞型的TCRαβ二聚體胞外區(qū)晶體結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示,2C亞型由于其同種異體反應(yīng)性,是最先被克隆,研究最為廣泛的TCR亞型之一[45]。TCRαβ二聚體胞外區(qū)結(jié)構(gòu)顯示其與抗體的Fab片段結(jié)構(gòu)較為相似,TCRαβ中的兩個(gè)可變(V)結(jié)構(gòu)域以及兩個(gè)恒定(C)結(jié)構(gòu)域結(jié)合方式類似于Fab中的L與H鏈,其中TCRαβ二聚體恒定區(qū)部分靠近細(xì)胞膜,可變區(qū)能夠與結(jié)合有抗原肽的MHC分子相互作用。TCRα以及TCRβ鏈的可變區(qū)Vα、Vβ結(jié)構(gòu)域通過(guò)底部的β折疊相互作用這一經(jīng)典免疫球蛋白的折疊方式形成互作,TCRβ鏈的恒定區(qū)Cβ也采用免疫球蛋白的結(jié)合方式,通過(guò)底部的β折疊與TCRα的恒定區(qū)Cα相互結(jié)合[46]。同時(shí)Cα區(qū)由于缺少頂部的β折疊結(jié)構(gòu),使得其與Vα、Vβ、Cβ結(jié)構(gòu)有所差別。在細(xì)節(jié)上TCRαβ二聚體與免疫球蛋白之間有許多不同點(diǎn),由于TCR Cβ結(jié)構(gòu)域中有一個(gè)突出的環(huán)狀結(jié)構(gòu),導(dǎo)致TCRαβ中部的凹槽比Fab距離要大。另外由于Cα結(jié)構(gòu)域較Cβ結(jié)構(gòu)域小,使得TCRαβ鏈相較于Fab來(lái)說(shuō)對(duì)稱性更低。TCRαβ鏈的莖部區(qū)中的半胱氨酸殘基之間能夠形成二硫鍵,增強(qiáng)TCRαβ二聚體之間的相互作用[47-50]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]T細(xì)胞抗原受體的結(jié)構(gòu)與功能研究進(jìn)展[J]. 施小山,李倫乙,郭興東,許琛琦.  中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2011(09)



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