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陈剑峰揭示免疫细胞“去向”调控机制

陈剑峰揭示免疫细胞“去向”调控机制

2014年6月20日,国际知名学术期刊《Developmental Cell》在线发表了中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所陈剑峰研究组的最新研究成果“Distinct Chemokine Signaling Regulates Integrin Ligand Specificity to Dictate Tissue-Specific Lymphocyte Homing”。作为现有淋巴细胞组织特异性迁移机制的重要补充,该研究主要揭示了整合素可通过不同的趋化因子信号通路转变其配体识别特异性,而精准地调控淋巴细胞组织特异性归巢的全新机制。这一研究成果还将作为该期杂志的封面文章。

淋巴细胞的组织特异性迁移是机体免疫与宿主防御的关键环节,在机体免疫监视和稳态维持中发挥重要作用。目前认为,淋巴细胞归巢的组织特异性是由表达在淋巴细胞表面的整合素与表达在不同组织中的配体相互作用而决定的。有趣地是,表达在淋巴细胞表面的整合素通常可以与多种配体蛋白结合。比如:整合素α4β7可同时识别MAdCAM-1和VCAM-1两种配体。其中MAdCAM-1主要表达在肠道,负责介导淋巴细胞定向迁移至肠道组织;VCAM-1主要表达在炎症部位的血管内皮表面、外周淋巴结以及骨髓。因为MAdCAM-1和VCAM-1在体内的不同组织同时存在,如果没有合理的调节,整合素α4β7将无法区分MAdCAM-1和VCAM-1两种配体,从而无法确保淋巴细胞迁移到特定的组织。目前的理论无法对这个问题给出合理的解释。

在陈剑峰研究员的指导下,博士后孙昊和博士生刘杰共同发现两类趋化因子对整合素α4β7介导的淋巴细胞与MAdCAM-1和VCAM-1的黏附具有相反的调控作用。其中一类趋化因子会促进淋巴细胞与MAdCAM-1的黏附并抑制细胞与VCAM-1的黏附;另一类则具有完全相反的作用。其机制为这两类趋化因子分别通过激活不同的下游信号通路导致整合素β7亚基胞内区具有不同的磷酸化状态,从而引起整合素的两个重要胞内功能调节蛋白talin和kindlin-3与整合素α4β7的不同结合,并通过inside-out信号引起整合素α4β7的不同活化。不同活化形式的整合素α4β7会选择性地识别MAdCAM-1和VCAM-1,调控淋巴细胞向不同组织的归巢。以上工作揭示一种全新的淋巴细胞组织特异性归巢的调控机制,并提出了趋化因子调控整合素配体特异性转换的新概念,为整合素α4β7相关疾病的治疗以及药物筛选提供理论基础和指导。

该研究课题得到了国家科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和上海市科委的经费支持。

陈剑峰揭示免疫细胞“去向”调控机制

趋化因子对整合素α4β7 配体特异性识别转换的调控作用示意图 :α4β7被两类趋化因子激活后,具有配体特异性识别,并且指导淋巴细胞向不同组织部位的归巢

原文检索:

Hao Sun, Jie Liu, YaJuan Zheng, YouDong Pan, Kun Zhang, JianFeng Chen. Distinct Chemokine Signaling Regulates Integrin Ligand Specificity to Dictate Tissue-Specific Lymphocyte Homing. Developmental Cell, June 19, 2014; DOI: 10.1016/j.devcel.2014.05.002

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