ZAP70

蛋白质对酪氨酸残基的磷酸化在后生动物中进化为一种协调组织生长的机制。多细胞真核生物通常有超过50种不同的蛋白质酪氨酸激酶，它们在整个蛋白质组中催化数千个残基的磷酸化。目前已经对一小部分的酪氨酸磷酸化位点进行了详细研究，但这只触及了庞大且复杂的酪氨酸激酶信号中的表面。鉴于酪氨酸激酶信号的重要性，亟需研究更多乃至全部酪氨酸激酶的磷酸化位点特异性。近日，来自美国威尔康奈尔医学院、麻省理工学院和耶鲁大学医学院的研究团队报道了运用组合肽阵列技术，对78种人类酪氨酸激酶的底物特异性进行了系统性分析，揭示了人类酪氨酸激酶组（Tyr kinome）的内在底物特异性。 首先，为了分析人类酪氨酸激酶组的磷酸化位点基序，研究人员使用了位置扫描肽阵列（Positional scanning peptide arrays，PSPA）。这种组合肽库方法此前已应用于人类丝氨酸/苏氨酸激酶组，并成功构建了人类丝氨酸/苏氨酸激酶组底物特异性图谱 。通过PSPA，他们获得了全部78种具有催化活性的常规酪氨酸激酶的磷酸化位点序列基序，以及15种以前被归类为丝氨酸/苏氨酸激酶但表现出收敛酪氨酸磷酸化活性的非典型激酶的酪氨酸磷酸化基序，包括已知的双特异性激酶，如WEE、LIMK和NEK家族 ，以及新识别出自噬激酶（PTEN induced putative kinase 1，PINK1）、TNNI3K(cardiomyocyte-specific kinase)和线粒体丙酮酸脱氢酶激酶（mitochondrial pyruvate dehydrogenase kinases，PDHKs） 。 通过对定量PSPA数据对肽序列中所有位置进行层次聚类分析，他们将激酶组底物继续分为15个不同的簇。与普遍看法不同，酪氨酸激酶对磷酸化酪氨酸残基附近的氨基酸表现出高度选择性。多种进化上密切相关的酪氨酸激酶的底物特异性差异很大。例如，同源基因FAK和PYK2分别识别酸性和疏水性基序。这一观察结果与他们之前被报道的底物一致，并解释了为什么PYK2的表达无法恢复FAK缺失细胞的表型。同样，JAK3的基序在特异性空间上与其系统发育的同源基因JAK1、JAK2和TYK2相距较远，这也与他们不同的生物学角色相符。 他们还发现，在酪氨酸激酶组内，磷酸化位点特异性的多样性比预期的要大，选择性主要体现在在相对于磷酸受体酪氨酸−1到+3的位置。例如，酪氨酸激酶通常选择在−1和+3位置的疏水性脂肪族残基，同时不偏爱在−1位置的丝氨酸和+3位置的谷氨酸。+1位置的谷氨酸残基广泛地将激酶组分为两个大组：大多数nRTKs偏爱它，而大多数RTKs不偏爱它。在其他位置，特定的残基偏好可以唯一地识别少数个别激酶。例如，只有四种激酶，包括两种ABL异构体，在+3位置强烈选择脯氨酸。同样，ACK激酶在−1位置独特地偏爱碱性残基。 磷酸化启动（Phosphopriming）是许多人类酪氨酸激酶生化特异性的突出要素。这种现象中，激酶识别底物中已经磷酸化的残基，可以作为信号整合、放大和交叉对话的机制。虽然一些Ser/Thr和酪氨酸激酶已被确定为磷酸化启动的底物，研究人员发现超过一半的常规酪氨酸激酶（47/78）在整个肽阵列中选择磷酸化氨基酸作为它们最偏爱的残基，并且超过90%（72/78）至少在一个位置上磷酸化氨基酸是最被偏爱的。 磷酸化启动选择的特定模式与之前报道的酪氨酸激酶大不相同。例如，SYK和ZAP70在它们的目标位点N末端的几个位置上强烈偏爱磷酸化残基。这些激酶在免疫受体信号级联中与其他激酶顺序发挥作用，磷酸化启动可能有助于确保特定底物的正确磷酸化顺序。几种激酶对磷酸化残基的位置特异性选择可以根据报道的激酶域晶体结构合理化，并且可以通过定向突变消除。这种磷酸化启动选择的生物学相关性尚待探索，但与在磷酸蛋白质组学数据集中通过质谱（Mass Spectrum, MS）观察到的多重磷酸化肽段的丰富性一致。 随后，研究人员将ABL在肽阵列中识别出的其基序特异性与细胞底物上磷酸化位点周围的氨基酸序列进行了比较。PSPA数据显示ABL对−1位置的脂肪族残基、+1位置的丙氨酸和+3位置的脯氨酸的偏好，这与细胞底物的基序特征一致。他们使用之前报道的位点特异性评分矩阵（PSSMs）对人类蛋白质组中的5,431个酪氨酸磷酸化位点，以及仅使用低通量方法鉴定出的1,884个酪氨酸磷酸化位点数据集进行了评分。通过对每个激酶的得分进行百分位数排序，鉴定了每种底物对应的最优激酶。将预测结果与文献中记录的激酶和底物的对应关系相比较时，到那些已被报告的底物在它们相应激酶的高评分位点中出现的频率更高。这种基于基序的评分方法正确地重现了包括胰岛素、JAK-STAT和SRC信号通路在内的一些最早和最确立的激酶-底物关系中的上游激酶。 为了证明研发现的位置特异性评分矩阵可以预测特定氨基酸替换对激酶底物适用性的影响，研究人员对JAK1和ZAP70的生物衍生底物肽进行了基于基序的氨基酸替换。这些替换能够以可预测的方式改变个别底物对其同系激酶的特异性，这一效应主要但并不完全由Km值的改变驱动。 接下来，他们使用类似于先前用于确定磷酸蛋白质组数据中Ser/Thr激酶基序富集的方法，对每个人类酪氨酸激酶对每个磷酸化位点的氨基酸序列进行评分和百分位排名。通过这一流程对多个已发表的数据集进行分析，作者识别了在不同扰动下激活的特定激酶。例如，在对NIH3T3细胞进行PDGF的急性处理后，最上调的酪氨酸磷酸化基序与PDGF受体亚型相一致。这些新识别的底物不仅与激酶基序匹配，而且在激酶受到扰动时也会发生调节，这增加了它们很可能被相关激酶直接磷酸化的可信度。这些观察结果表明，基于基序的分析能够识别出在癌细胞系中最有可能驱动致癌事件的酪氨酸激酶。     随后，酪氨酸激酶基序图谱被用来分析最近发表的关于肺癌细胞系经靶向抑制剂处理后的磷酸蛋白质组数据。这种方法不仅识别了目标激酶，还发现了药物治疗后诱导的适应性信号响应。例如，用EGFR抑制剂厄洛替尼处理另一种细胞系，导致与EGFR基序相匹配的位点下调，以及BTK偏爱的位点上调，BTK在该细胞系中对EGFR抑制剂有抗性作用。用选择性抑制剂阿法替尼治疗HER2阳性肺腺癌细胞，导致HER2基序下调和MET基序上调，MET是一种与阿法替尼耐药性有关的酪氨酸激酶。这些结果表明，磷酸化位点基序的综合集合足以识别出其活性直接或间接被特定药物靶向的激酶。 根据对人类酪氨酸激酶的百分位排名，他们对已知的人类酪氨酸磷酸化蛋白进行注释，揭示了三大类底物。第一类，约占所有磷酸化位点的三分之一（36%），在六个以上的酪氨酸激酶中得分达到或超过90%，这意味着它们被预测为对广泛的激酶具有亲和性。这些包括以前已知由多种上游激酶产生的磷酸化事件，以及被多个SH2结构域识别的蛋白质上的磷酸化位点，构成了信号通路中的交汇点。第二类包含了报告的磷酸化位点的另外三分之一(34%)，仅与1-5个酪氨酸激酶高度匹配，这意味着激酶-底物关系具有显著的专一性。这一专有类别中的磷酸化位点示例包括免疫细胞中精心编排的调节事件以及特定激酶的特异性磷酸化事件。最一类酪氨酸磷酸化位点（29%）与常规酪氨酸激酶的理想位点都不匹配，这一类底物包括SRC家族激酶的C端磷酸化位点。在这些位点的磷酸化过程中，涉及到与上游激酶CSK的对接表面，这可能抵消了对理想磷酸化位点序列的需求。 由于SH2结构域是一大类选择性识别其磷酸酪氨酸位点C末端氨基酸的适配蛋白，他们系统检查了酪氨酸激酶基序与之前发表的SH2结构域基序特异性的集合之间的关系。酪氨酸激酶与SH2特异性之间的重叠识别了已知的下游效应子，解释了正反馈循环，并合理化了磷酸化级联的顺序信息流。 最后，他们选择了线虫物种秀丽隐杆线虫中的12种激酶，作为人类酪氨酸激酶组不同主要系统发育分支的同源物，使用磷酸化特异性抗体（PSPA）进行了分析，并将它们的目标基序与相应的人类激酶进行了比较。尽管在进化上已经分化了数亿年，大部分线虫激酶的生化特异性与其人类对应物相似。将人类和线虫酪氨酸激酶底物基序的层次聚类将激酶组重新组织成同源群，其中大多数人类和线虫的同源物是最接近的邻居，反映了区分酪氨酸激酶亚组磷酸化位点特异性特征的进化保守性。这种跨动物界的激酶特异性的强烈保守性可能反映了在维持生物体适应性的同时，保留激酶和底物序列特定角色的必要性，这些角色不能独立进化。 综上，确定特定蛋白酪氨酸磷酸酶和激酶之间的底物对应关系，以及理解它们相互调节的活性如何共同塑造酪氨酸磷酸蛋白质组，是未来研究的重要问题。这篇论文种对人类酪氨酸激酶组底物特异性的全面解析代表了对细胞信号机制的理解的重大进展，并为阐明癌症等疾病中失调的激酶活性、发展临床个体化疗法等提供了宝贵的资源。 参考文献 [1] Yaron-Barir, Tomer M et al.“The intrinsic substrate specificity of the human tyrosine kinome.”Nature vol. 629,8014 (2024): 1174-1181. doi:10.1038/s41586-024-07407-y [2] Johnson, Jared L et al. “An atlas of substrate specificities for the human serine/threonine kinome.” Nature vol. 613,7945 (2023): 759-766. doi:10.1038/s41586-022-05575-3 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

引言 在现代生命科学研究中，质谱细胞术(Mass Cytometry)通过使用金属同位素标记的抗体来标记感兴趣的目标，能够同时测量数百万个单细胞中的大约50种蛋白质或蛋白质修饰。然而，当前的质谱细胞术在灵敏度方面存在限制，通常需要数百个金属标记的抗体结合到每种细胞表位上才能达到仪器的检测阈值。这限制了低丰度蛋白质组分的分析，包括许多转录因子、表面受体蛋白和细胞内磷酸化位点，这些组分在健康和疾病中起着重要作用。 7月29日Nature Biotechnology的研究报道“Signal amplification by cyclic extension enables high-sensitivity single-cell mass cytometry”，介绍了一种称为循环扩增放大(Amplification by Cyclic Extension, ACE)的新型信号放大技术，通过热循环DNA原位连接和3-氰基乙烯基咔唑(3-cyanovinylcarbazole)磷酰胺的DNA交联来实现信号放大。ACE技术能够在超过30种蛋白质表位上同时进行信号放大，显著提高了低丰度蛋白质的检测灵敏度。研究团队通过悬浮质谱细胞术展示了ACE技术在表征上皮-间充质转化(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)和间充质-上皮转化(mesenchymal-to-epithelial transition, MET)过程中的分子重编程中的应用。同时，ACE技术还展示了其在定量分析人T淋巴细胞信号网络响应动态中的能力。此外，通过结合成像质谱细胞术(imaging mass cytometry, IMC)，ACE技术能够进行多参数组织成像，识别组织区室并分析与病理状态相关的空间特征。 该研究表明，ACE技术不仅解决了质谱细胞术在灵敏度上的挑战，还能够在单细胞水平上分析低丰度蛋白质组分，拓展了质谱细胞术在生命科学研究中的应用潜力。通过对人肾脏组织进行IMC分析，ACE技术揭示了肾脏皮质中的六个主要区室，并展示了多囊肾病(polycystic kidney disease)组织中干细胞标志物nestin表达水平的异质性。总体而言，ACE技术为质谱细胞术分析提供了一种高灵敏度的方法，使得单细胞层面低丰度蛋白质组分的谱绘成为可能，并对相关疾病的研究和诊断提供了重要的技术支持。 质谱细胞术(Mass Cytometry)是一种通过使用金属同位素标记的抗体来标记感兴趣目标的技术，能够在单细胞水平上同时测量数百万个细胞中的大约50种蛋白质或蛋白质修饰。然而，当前的质谱细胞术在灵敏度方面存在限制，通常需要数百个金属标记的抗体结合到每种细胞表位上才能达到仪器的检测阈值。这一限制阻碍了低丰度蛋白质组分的分析，包括许多在健康和疾病中起重要作用的转录因子、表面受体蛋白和细胞内磷酸化位点 。 为了克服质谱细胞术的灵敏度限制，研究团队开发了一种新型的信号放大技术，称为循环扩增放大(Amplification by Cyclic Extension, ACE)。该技术通过热循环DNA原位连接和3-氰基乙烯基咔唑(3-cyanovinylcarbazole, CNVK)磷酰胺的DNA交联来实现信号放大。 研究中使用了小鼠乳腺癌Py2T细胞，首先用4ng/ml的转化生长因子β1(TGFβ1)处理14天以诱导间充质转化(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)，然后去除TGFβ1，使细胞在接下来的14天内回复到上皮状态(mesenchymal-to-epithelial transition, MET)。在这一过程中，在不同的时间点(0、1、2、3、6、9、14、17、21、24、28天)收集细胞样本。 循环扩增放大(Amplification by Cyclic Extension, ACE)技术及其应用的示意图（Credit: Nature Biotechnology） ACE方法概述：图a详细描述了ACE方法的工作原理，包括初始标记、引物延伸、热循环和金属探针杂交等步骤。展示了如何通过多次热循环扩增引物链，从而显著放大每个抗体上的金属信号。 悬浮质谱细胞术中的应用：图b展示了ACE在悬浮质谱细胞术中的应用，说明ACE技术可以放大信号，使得低丰度标志物在质谱细胞术中的检测和定量成为可能。 成像质谱细胞术中的应用：图c展示了ACE与成像质谱细胞术(Imaging Mass Cytometry, IMC)结合的应用。图中显示了ACE技术在组织样本中的高灵敏度多参数空间分析，能够识别健康和病变组织样本中的细胞和组织区室。 循环扩增放大 初始标记：将靶向蛋白质的抗体首先与短DNA寡核苷酸引物(TT-a, 11-mer)结合。 标记应用：将结合了引物的抗体应用于细胞悬液，进行细胞表面或细胞内标记。 引物延伸：引入含有与引物互补的延伸寡核苷酸(a*-T-a*, 19-mer)，在适当温度下进行杂交，通过Bst聚合酶介导引物链的扩增。 热循环：通过多次热循环(每循环1分钟)，逐步延伸引物，形成数百个重复序列。 金属探针杂交：最后，将含有金属离子的探针与延伸后的引物杂交，从而显著放大每个抗体上的金属信号。 ACE技术在质谱细胞术中的验证和信号放大的定量结果（Credit: Nature Biotechnology） HEK293T细胞验证：图a展示了使用绿色荧光蛋白(GFP)瞬时转染的HEK293T细胞来验证ACE放大方法的实验设计。通过对GFP表达的细胞进行ACE放大，与常规的荧光标记抗体和免疫SABER(免疫滚环扩增)放大进行比较，验证ACE的特异性和放大效率。 信号相关性：图b展示了ACE放大通过1至500次热循环的信号放大效果，并与传统的金属标记次级抗体进行比较。结果表明，ACE放大的GFP信号与次级抗体信号之间的Pearson相关系数在各个条件下均较高，验证了ACE在细胞内表位染色中的特异性。 信号增强和特异性：图c和d展示了通过不同热循环次数的信号增强效果。数据被分成10个等宽的区间，显示了每个区间的中位数在不同热循环次数下的变化。结果表明，前100个循环(大约2小时)内信号放大效率最高，之后放大效率逐渐下降。 放大强度和信噪比：图e显示了在500次循环放大中的信号强度和信噪比。结果表明，与未放大的对照相比，500次循环放大可实现13倍的放大强度和6倍的信噪比增强。 分支放大：图f展示了通过引入分支引物(a*-T-a*-b)进行进一步的信号增强。通过额外的热循环，分支放大显著增加了探测位点的数量，与线性放大相比，50次热循环分支放大可进一步实现9倍的信号增强，二次分支放大可实现额外5倍的信号增加，总计可实现500倍的初始信号放大。 正交性验证：图g和h展示了ACE放大体系中33个引物序列的正交性验证。通过对GFP抗体标记的HEK293T细胞进行单独染色、条形码标记和混合处理后，结果显示33个引物序列之间的平均串扰信号仅为1.02%，验证了ACE引物和探测器的高度特异性和正交性。 EMT和MET过程中的应用 通过使用ACE技术对小鼠乳腺癌Py2T细胞模型进行分析，研究团队能够高灵敏度地检测到在EMT和MET过程中发生的分子重编程。 Zeb1和Snail/Slug表达变化：在EMT过程中，Zeb1的表达在第6天后急剧增加，而Snail/Slug的水平在最初的3天内缓慢下降，并在第6天出现次级峰值。 细胞表型变化：在TGFβ1处理期间，上皮标志物E-cadherin、CK14、EpCAM和β-catenin的表达下降，间充质标志物vimentin和CD44的表达增加。相反，在TGFβ1去除后，这些标志物的表达发生逆转。 多重ACE技术在上皮-间充质转化(EMT)和间充质-上皮转化(MET)过程中，由不同转录因子表达水平引起的分子调控的分析结果（Credit: Nature Biotechnology） 实验流程：图a展示了实验的整体设计和流程。小鼠乳腺癌Py2T细胞被转化生长因子β1(TGFβ1)处理14天以诱导EMT，然后去除TGFβ1进行14天的MET逆转过程。在不同的时间点(0、1、2、3、6、9、14、17、21、24、28天)收集细胞，进行ACE标记和质谱分析。 降维分析：图b和c展示了使用统一流形逼近和投影(UMAP)方法对数据进行降维分析的结果。图b根据处理时间点对细胞进行颜色编码，图c根据测量标志物的丰度对细胞进行颜色编码。这些图显示了EMT和MET过程中细胞表型和分子特征的变化。 伪时间分析：图d展示了使用Scorpius伪时间分析方法对EMT-MET过程进行重构的结果。图中将伪时间与实际时间进行比较，发现分子定义的间充质表型在第6天开始出现，在TGFβ1刺激后9天完全消失。在MET过程中，具有上皮分子特性的细胞群体在14天的时间序列中逐渐扩展，而大部分细胞保持其间充质状态。 分子调控轨迹：图e展示了通过Scorpius分析测量标志物在EMT和MET过程中的分子调控轨迹。结果显示，Zeb1表达的增加发生在EMT后期，伴随着CK14的下调。在反向MET过程中，Zeb1表达的下降与波形蛋白(vimentin)表达的急剧下降相关，而E-cadherin水平的上升则在之前发生。 细胞群体特征：图f展示了在MET过程中，不同时间点Zeb1高表达、cyclin B1低表达的细胞群体与Zeb1低表达、cyclin B1高表达的细胞群体的双轴图。结果显示，Zeb1低表达、cyclin B1高表达的细胞群体在MET过程中逐渐增加。 标志物表达水平：图g展示了在Zeb1高表达、cyclin B1低表达的细胞群体与Zeb1低表达、cyclin B1高表达的细胞群体中，波形蛋白(vimentin)、E-cadherin和CK14的表达水平。结果表明，Zeb1和cyclin B1的表达水平与细胞的表型特征密切相关。 人T淋巴细胞信号网络的分析 通过ACE技术，研究团队能够高灵敏度地分析人T淋巴细胞信号网络的动态变化： TCR信号传导：在抗CD3/抗CD28刺激下，TCR信号传导途径中的关键磷酸化位点(如p-CD3ζ, p-ZAP70, p-SLP76, p-ERK1/2)的信号显著增强，显示出强烈的信号传导响应。 免疫抑制分析：通过与手术后引流液(postoperative drainage fluid, POF)共同培养，发现POF1和POF2样品共培养导致TCR信号响应的减少和更短暂，说明这些样品具有免疫抑制特性。 多参数组织成像 ACE技术与成像质谱细胞术(IMC)结合，使得多参数组织成像分析成为可能： 肾脏组织分析：在对多囊肾病(polycystic kidney disease)患者的肾脏皮质组织进行分析时，ACE技术揭示了肾脏皮质中的六个主要区室，并展示了干细胞标志物nestin在这些区室中的异质性表达。 组织区室鉴定：通过IMC分析，能够识别和区分不同类型的肾小管、肾小球和血管区室，提供了详细的组织结构信息。 ACE技术通过显著提高质谱细胞术的灵敏度，为单细胞水平上低丰度蛋白质组分的分析提供了强有力的工具。这不仅拓展了质谱细胞术在生命科学研究中的应用潜力，还为相关疾病的研究和诊断提供了重要的技术支持。通过高灵敏度的多参数分析，ACE技术使得在单细胞层面上绘制低丰度蛋白质组分的图谱成为可能，为科学研究提供了新的视角和方法。 参考文献 Lun XK, Sheng K, Yu X, Lam CY, Gowri G, Serrata M, Zhai Y, Su H, Luan J, Kim Y, Ingber DE, Jackson HW, Yaffe MB, Yin P. Signal amplification by cyclic extension enables high-sensitivity single-cell mass cytometry. Nat Biotechnol. 2024 Jul 29. doi: 10.1038/s41587-024-02316-x. Epub ahead of print. PMID: 39075149. https://www.nature.com/articles/s41587-024-02316-x 责编|探索君 排版|探索君 转载请注明来源于【生物探索】 End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell 综述

IL-15属于常见的共用γ链的细胞因子家族，具有多种免疫功能，对NK细胞的发育和维持至关重要，导致其被批准用于癌症治疗。除NK细胞外，IL-15也作用于多个T细胞亚类。 1. 记忆CD8+T细胞 IL-15已被证明在记忆性CD8+ T细胞的稳态增殖中发挥重要作用。 IL-15的缺失会导致记忆性CD8+T细胞数量的减少。此外，IL-15可诱导干细胞样记忆T细胞（TSCM）的增殖，并防止已存在的记忆CD8+T细胞群的损耗。CD8+ T细胞通过TCR介导的对MHC-I提呈的同源肽的识别而被激活。值得注意的是，IL-15通过降低TCR激活阈值来促进TCR介导的CD8+ T细胞的激活。 IL-15还有助于TCR介导的增殖和CD8+ T细胞介导的IFNγ产生。相应地，IL 15显著增强了抗原特异性记忆CD8+T细胞反应，并对病毒感染和细菌和寄生虫感染提供保护性免疫 IL-15促进中枢记忆（TCM）CD8+ T细胞的稳态增殖，其中细胞分裂被相等的程序性细胞死亡率所平衡。 大多数效应记忆+细胞需要IL-15才能存活，在IL-15−/−小鼠中，或当IL-15在体内IL-15被中和时发生细胞死亡。 2. 衰老CD8+T细胞 处于分化晚期的记忆性CD8+ T细胞具有衰老样特征，包括衰老相关标志物（CD57和KLRG1）和细胞内分子（p38和γH2AX）的表达，端粒酶活性低和端粒缩短。此外，衰老的CD8+ T细胞对TCR刺激具有低反应，并表现出TCR介导的增殖受损。 另一方面，与非衰老的CD8+ T细胞相比，衰老的CD8+ T细胞对IL-15有更大的反应性。IL-15在高分化和衰老的CD8+ T细胞中比低分化的+T细胞诱导了更强大的增殖，因此，IL-15有助于衰老的CD8+t细胞群体的产生和扩张。 最近，CD5被证明在记忆性CD8+ T细胞中作为IL-15反应的负调控因子。在细胞分化和衰老过程中，CD5在人CD8+ T细胞上的表达逐渐减少，对IL-15表现出较高的反应性。 在暴露于IL-15后，激活PLZF转录因子，上调记忆性CD8+ T细胞上的NKRs，记忆性CD8+ T细胞获得NK细胞样表型和功能，包括各种NK受体（NKRs）和细胞毒性分子的上调，由NK激活受体介导的NK细胞样功能增强。 Sestrins已被证明可以促进CD8+ T细胞的衰老相关特征，如下调TCR诱导的细胞内信号分子，包括LAT、Zap70和Lck，可上调NKG2D及其适配器分子DAP12的表达，从而在不刺激TCR的情况下触发细胞因子的分泌和NKG2D介导的细胞毒性。这表明衰老的CD8+ T细胞在分化和发挥NK样细胞毒性活性时被sestrins重新编程。 3. 虚假记忆T细胞 记忆性CD8+ T细胞由初始CD8+ T细胞在遇到同源抗原后发育而来。表现出记忆样特征的CD8+ T细胞也可以在常规的T细胞稳态中发育，称为虚假记忆T细胞。 虚假记忆T细胞起源于幼稚的CD8+ T细胞，在未接触抗原的情况下获得记忆样特征，其发育和维持显著依赖于IL-15介导的CD122高表达。 此外，IL-15诱导了虚假记忆T细胞中由NKG2D和颗粒酶B表达，介导的TCR非依赖保护性免疫。 4. 组织驻留记忆CD8+T细胞 组织驻留CD8+T细胞（TRM）是一种持久的、非循环的群体，可以在组织中定居。TRM细胞不仅能够通过脱颗粒穿孔素和颗粒酶B，还产生IFNγ和TNF，有效协调局部先天和适应性免疫细胞，这些细胞因子快速提供现场免疫应答。 TRM细胞的形成始于TRM前体细胞进入上皮组织。局部细胞因子环境由TGFβ和IL-15组成，促进这些细胞发育为长寿的TRM细胞。IL-15对不同组织中的TRM细胞中起着至关重要的作用，包括皮肤、肝脏、唾液腺、肺和肾脏。然而，某些位于非淋巴组织中的TRM亚群，如女性生殖道、胰腺和小肠，可以在没有IL-15的情况下持续存在。 5. NKR表达CD8+T细胞 CD8+ T细胞亚群表达NKRs，如NKG2C。表达NKG2C的CD8+ T细胞在各种病理条件下的扩增，包括巨细胞病毒（CMV）感染、Stevens-Johnson综合征、中毒性表皮坏死松解症和乳糜泻。 表达高水平细胞毒性分子的NKG2C+CD8+ T细胞已被证明可以在与抗CD94和抗CD3抗体的共刺激下，有效地溶解靶细胞。 表达NKR的CD8+ T细胞在肝脏中存在的频率高于外周血。 特异性NK样CD8+TCRαβ+肝窦T细胞群以高表达CD56而不表达CD161为特征（CD56hiCD161-CD8+ T细胞），表达多种NKRs，包括CD94、KIRs和NKG2C。此外，该人群对IL-15、IL-12和IL-18表现出高反应性，但对TCR刺激的反应性较弱。在IL-15刺激下，除了IL-12和IL-18外，这些CD56hiCD161-CD8+ T细胞通过NKG2D和NKG2C以NK非依赖的方式扩张并发挥NK样效应功能。 6. 先天的非常规T细胞 除了在传统的CD8+ T细胞中发挥作用外，IL-15还在先天样非常规T细胞的稳态和效应功能中发挥着关键作用，包括粘膜相关不变T细胞（MAIT）和γδ T细胞。 IL-15激活mTORC1，上调T-bet，诱导MAIT细胞的增殖和维持。此外，IL-15与IL-12或IL-18结合，可以激活MAIT细胞，以Stat5依赖的方式产生IFNγ和颗粒酶B。 γδ T细胞表达谱系特异性的γδ TCR，并在细胞毒性效应功能和促炎细胞因子的产生方面与αβ T细胞具有许多共同的特征。然而，γδ-T细胞并不依赖于MHC分子。 IL-15在γδ T细胞的增殖和稳态中起着关键作用。IL-15致敏的γδ T细胞在STAT5和ERK激活后，维持Mcl-1的表达，以促进细胞存活而抗凋亡。此外，IL-15已被证明可以激活γδ T细胞并增强其抗肿瘤免疫反应。 参考资料 Waldmann TA, Dubois S, Miljkovic MD and Conlon KC (2020) IL-15 in the Combination Immunotherapy of Cancer. Front. Immunol. 11:868. doi: 10.3389/fimmu.2020.00868   Nolz and Richer，Control of memory CD8+ T cell longevity and effector functions by IL-15，Mol Immunol. 2020 January ; 117: 180–188. doi:10.1016/j.molimm.2019.11.011 Morris SR, Chen B, Mudd JC, Panigrahi S, Shive CL, Sieg SF, Cameron CM, Zidar DA, Funderburg NT, Younes SA, et al. Inflammescent CX3CR1+CD57+CD8+ T cells are generated and expanded by IL-15. JCI Insight 2020;5:e132963. Seok J, Cho SD, Seo SJ, Park SH. Roles of virtual memory T cells in diseases. Immune Netw 2023;23:e11.