淋巴細胞是免疫系統(tǒng)中重要的免疫活性細胞,其活化過程的信號轉導(signal transduction)及其分子基礎極為復雜,是目前分子免疫學及免疫生物學中研究的熱點。目前對T淋巴細胞活化過程中信號轉導及其分子基礎的研究較深入,而對B細胞的研究資料還較缺乏。本章著重介紹T淋巴細胞活化過程中信號轉導的分子基礎。
所謂信號轉導是指外部的信號通過細胞膜上的受體蛋白傳到細胞內部,并激發(fā)出諸如離子通透性、細胞形狀或其它細胞功能改變的應答過程。信號轉導的最終結果是活化了某些蛋白分子,活化后的蛋白發(fā)生構型變化,具有了轉錄因子的功能,它們作用于靶基因,使一些基因打開或使一些基因關閉,從而引起細胞功能的改變。T淋巴細胞活化是一個涉及多種細胞表面受體以及一系列相關多肽的復雜過程。T細胞受體(TCR)提供了識別和結合配體的結構,而多種相關分子則是作為信號轉導途徑中的介體(mediators)。抗原或T細胞受體(TCR)復合體相應抗體的刺激,激活了T細胞多種信號傳導途徑,它們各自發(fā)揮級聯(lián)(cascade)反應,調節(jié)最初的活化步聚,并將信號轉導進入細胞核內,觸發(fā)在遺傳上預先確定的若干個途徑中的某一個或幾個途徑,并誘導T細胞的增殖和分化,從而發(fā)揮其效應功能。
目前認為T細胞的活化途徑除經典的磷脂酰肌醇(phosphatidylimositol)代謝途徑之外,還包括蛋白酪酸激酶途徑以及T細胞活化旁路途徑。磷脂酰肌醇代謝途徑可在T細胞及其它多種細胞類型中發(fā)揮作用,通過磷脂酰4,5-二磷酸肌醇(PIP2)的水解以及1,4,5-三磷酸股醇(IP3)和1,2-二酰基甘油(diacylglycerol,DAG)第二信使的形成,導致細胞內鈣離子的流動,從而活化絲氨酸-蘇氨酸特異的蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)(圖8-1)。蛋白酪氨酸激酶途徑是一種不同于磷脂酰肌醇代謝途徑的新的T細胞活化途徑,主要是通過蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine dinase,PTK)以及一些調控PTK的酶而活化T細胞的。T細胞活化旁路途徑是指由T細胞表面多種分子參與活化信號傳遞的途徑,在小鼠T細胞參與旁路途徑活化的表面分子有Ly-6、Thy-1和Qa-2;有人類有CD2、CD5、CD28、CD55、CD59、CD73和VLA-5(CD49e/CD29)等。酪氨酸磷酸化及去磷酸化是T細胞淋巴活化過程中重要的早期事件,并受到多種酶的控制,這些酶通過與T細胞活化過程中的其它分子的密切聯(lián)系,一起控制淋巴細胞活化過程中的信號轉導。醫(yī)學 全在.線提供
T淋巴細胞活化通常需要克隆型TCR(clonotypic TCR)同抗原提呈細胞(APC)表面主要組織相容性復合體(MHC)分子所提呈抗原多肽相互作用。TCR/CD3復合物中TCR提供特異性結合抗原的結構,CD3分子參與受體的裝配及信號傳遞。目前認為,在TCR/CD3結合抗原后可以導致一個或多個與之相關PTKs的活化,隨后發(fā)生多種底物酪氨酸磷酸化以及磷酶Cγ1(phospholipase C γ1,PLCγ1)的活化,后者使PIP2水解形成DAG和IP3,這些第二信使可引起細胞內鈣離子嘗試突然升高,最后導致T細胞的活化增殖。經TCR介導信號傳遞過程中涉及到許多相關分子,主要包括TCR/CD3復合體、G蛋白、PTKs、蛋白酷氨酸磷酸酯酶(protein tyrosine phosphatase,PTPase)、PLC以及PKC等。
圖8-1 磷脂酰肌代謝途徑(模式圖)
注:抗原與TCR結合后可激活磷脂酰肌醇特異的磷脂酶C,隨后它作用于PIP2,使之產生IP3和DAG。IP3和A23187可使細胞內鈣離子濃度升高;DAG和TPA可以激活PKC。
TCR:T cell receptor,T細胞受體
PLC:phospholipase C,磷脂酶C
PI:inositol phospholipids,磷脂酰肌醇
PIP2:phosphatidyl inositol P2,磷脂酰肌醇二磷酸
IP3:inositol P3,肌醇三磷酸
PKC:protien kinase C,蛋白激酶C
DAG:diacylglycerol,二;视
A23187:鈣離子載體
TPA:12-0-tetradecanoyl phordol-13-acetate,乙酸豆寇佛波酯
PI-PIC,磷脂酰肌醇特異性的磷脂酶C