蛋白质设施用户揭示LRCH1缺失促进CD8+T细胞中LAT信号传导

来源：中国科学院重大科技基础设施共享服务平台

7月30日，国家蛋白质科学研究（上海）设施质谱系统用户中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）王红艳研究组与上海大学魏滨团队合作，在国际学术期刊Proc Natl Acad Sci USA上在线发表题为“LRCH1 deficiency enhances LAT signalosome formation and CD8+ T cell responses against tumors and pathogens”的研究成果。

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（TCR）信号是促进静息期CD8+ T细胞活化成CD8+ CTL，并迁移到达病灶部位的关键因素。其中，CAR-T细胞浸润进入实体瘤及其在肿瘤内维持杀伤和增殖等因素成为限制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，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、ZAP-70等活化，增强跨膜信号蛋白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、SLP-76等多种信号分子，形成LAT信号复合体（LAT signalosome）。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，降低IFN-γ的产生，减弱杀伤能力。前人报道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。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。

王红艳研究组2017年发表在J Exp Med的文章揭示信号分子LRCH1(leucine-rich repeat and calponin homology domain-containing protein 1)负调控趋化因子诱导T细胞的迁移功能。在本研究中，利用蛋白质质谱等技术，发现LRCH1直接结合LAT（图1），抑制CD8+ T细胞的抗感染抗肿瘤的功能。这与LRCH1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；并且LRCH1促进LAT的内吞的分子机制相关。LRCH1缺失CD8+ T细胞的增殖速度更快，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结果提示LRCH1缺失后，许多与CD8+ T细胞的迁移、存活和代谢相关的基因上调表达，包括共刺激分子4-1BB（Tnfrsf9，常用来作为CAR-T细胞的胞内信号传导区域）的转录水平也显著升高。在动物体内的研究发现：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）。研究人员进一步在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抗原的野生型OT1-Tg CTLs或Lrch1-/- OT1-Tg CTLs（图2）。LRCH1缺失的CTLs更显著地阻断小鼠肺部肿瘤结节数量，这与Lrch1-/- CTLs治疗组小鼠肺部有更多的CTLs浸润和增殖，并产生更高水平的IFN-γ和Granzyme B相关。最后，研究人员利用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CAR-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、迁移和增殖能力稍有增强。新型信号分子LRCH1能否作为促进CAR-T细胞功能的潜在靶点分子，有待在活体肿瘤模型中进一步的研究。