刘小龙研究组揭示ARP2/3复合体通过调节TCR⁺ endosome的运输维持外周T细胞稳态的分子机制

        8月21日，国际学术期刊Scientific Reports在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所刘小龙研究组的最新研究成果“Arp2/3 complex controls T cell homeostasis by maintaining surface TCR levels via regulating TCR⁺ endosome trafficking”。该成果揭示了ARP2/3复合体聚合的肌动蛋白丝（F-actin）通过调节TCR⁺ endosome的运输来维持T细胞表面抗原识别受体（TCR）水平的稳定，进而维持外周T细胞的稳态的分子机制。

 

        T细胞的稳态对于适应性免疫系统发挥正常功能，抵制病原体是至关重要的。机体通过调控T细胞的增殖与凋亡调节外周T细胞数目。通常情况下外周T细胞的数目需要保持稳定，以便T细胞群迅速响应，识别并清除病原体，维持机体健康。以往的研究发现， T细胞稳态的调控主要来源于TCR对主要组织相容性复合体呈递自身肽段的识别以及一些细胞激活类因子如IL-7和IL-15等传递的信号。尽管TCR对主要组织相容性复合体呈递自身肽段的识别所产生的信号对T细胞稳态是至关重要的，但如何维持TCR在细胞表面的水平，以及这种水平维持相对稳定的生物学意义尚不明确。

 

        肌动蛋白相关蛋白Actin-related Protein (ARP2/3) 是一个多个蛋白组成的复合体，它在真核生物中是高度保守的。ARP2/3复合体的功能是聚合形成分支的肌动蛋白丝，从而在细胞中形成网状的肌动蛋白结构。Arpc2，ARP2/3复合体的组成蛋白之一，与Arpc4共同形成复合体的核心部分，在参与维持复合体结构稳定的过程中发挥重要功能。通过在T细胞中特异敲除ARP2/3复合体的组成蛋白编码基因Arpc2，结果显示Arpc2的缺失不影响T细胞在胸腺中的发育和成熟，但却造成存在于脾脏、淋巴结中的外周T细胞大量减少，且外周T细胞细胞膜上的TCR水平降低。ARP2/3复合体聚合的肌动蛋白丝通过调节TCR⁺ endosome的运输及上膜，来维持细胞表面TCR水平的稳定。这种调节机制不仅在静息状态下维持TCR在细胞表面的稳定，也在T细胞识别抗原并激活过程中发挥重要作用，Arpc2缺失的外周T细胞不能形成免疫突触。更重要的是，研究结果证实Arpc2的缺失导致外周T细胞大量减少的原因是T细胞表面TCR的降低，而不是由于免疫突触形成的缺陷导致的。该工作揭示了ARP2/3复合体调控的endosome的运输与细胞表面TCR的维持及外周T细胞稳态三者之间的紧密关系。

 

        本研究在刘小龙研究员的指导下由博士研究生张晔和沈昊共同完成。该项研究工作得到了生化与细胞所公共技术服务中心动物实验技术平台、细胞生物学平台和分子生物学平台的支持。该工作得到了国家科技部（973课题）、国家自然科学基金委，中国科学院青年创新促进会的支持。