圖：TCR 磷酸化起始模型。A. 靜息態(tài)的 T 細胞中，CD3e 和 CD3z 鏈的胞內(nèi)區(qū)通過靜電相互作用與細胞質(zhì)膜內(nèi)層的酸性磷脂結(jié)合，從而將這兩個胞內(nèi)區(qū)屏蔽在膜中，其中包括*磷酸化位點和負者招募 Lck 的 BRS 區(qū)。CD3d 和 g 的胞內(nèi)區(qū)雖然暴露在細胞質(zhì)中，但是由于它們不能獨立招募 Lck 而難以被磷酸化。B. 抗原（peptide MHC complex，pMHC）結(jié)合使得 TCR 發(fā)生形變，引發(fā) CD3e 和 CD3z 鏈的胞內(nèi)區(qū)從膜上解離。C. CD3e?BRS 區(qū)通過與 Lck UD 區(qū)的靜電相互作用來招募 Lck。D. 被招募的 Lck 磷酸化四條 CD3 鏈中的*位點，從而激活 T 細胞中的下游信號通路。

6 月 28 日，學(xué)術(shù)期刊 PNAS Plus 在線發(fā)表了*上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所許琛琦研究組的研究成果 Ionic CD3-Lck interaction regulates the initiation of T-cell receptor signaling。該研究揭示了 Src 家族*激酶 Lck 識別不同底物的新型分子機制，及其對 T 細胞信號起始的直接調(diào)控作用。

T 細胞活化依賴于細胞表面的 T 細胞抗原受體（T-cell receptor, TCR）。TCR 可以識別“自我”和“非我”抗原，并根據(jù)抗原的特質(zhì)引發(fā)特異性的下游信號通路，從而使得 T 細胞產(chǎn)生特異性分化并獲得不同的效應(yīng)功能。TCR 復(fù)合體有 4 種 CD3 信號鏈（CD3γ/δ/ε/ζ），共攜帶了 20 個*磷酸化位點。不同的抗原刺激會引起不同的 TCR 磷酸化模式，從而引發(fā)特異性的免疫應(yīng)答反應(yīng)。因此，闡明 TCR 的磷酸化機制是理解獲得性免疫為什么具有特異性的關(guān)鍵所在。

為了探究這一科學(xué)問題，在許琛琦的指導(dǎo)下，碩士研究生李倫一、博士后郭興東、博士研究生施小山、碩士研究生李昌庭等人運用多種技術(shù)手段分析了 Lck 磷酸化四種 CD3 信號鏈的過程。他們發(fā)現(xiàn) Lck 具有明顯的底物選擇性，即更傾向于攜帶正電荷的 CD3e 鏈。生物化學(xué)與生物物理的實驗發(fā)現(xiàn) Lck 的 Unique domain（UD）與 CD3e 鏈胞內(nèi)區(qū)的堿性氨基酸富集區(qū)（BRS）發(fā)生靜電相互作用，從而地介導(dǎo)了磷酸化過程。將 BRS 區(qū)替換到其他的 CD3 鏈后，Lck 對它們的磷酸化水平明顯提高。接著，他們在 293FT 細胞中重構(gòu)了整個 TCR 復(fù)合體及其磷酸化調(diào)控蛋白，該系統(tǒng)可以使得他們能夠排除下游信號反饋調(diào)控來獨立地研究 TCR 磷酸化事件。他們發(fā)現(xiàn)利用突變削弱 CD3e-BRS/Lck-UD 相互作用后，TCR 復(fù)合體的整體磷酸化水平會明顯降低，說明了 CD3e 招募 Lck 對 TCR 磷酸化的起始非常關(guān)鍵（如圖）。

許琛琦的前期工作發(fā)現(xiàn)了 CD3e 的 BRS 區(qū)可以與細胞質(zhì)膜的酸性磷脂相互作用，從而使得整個 CD3e 的胞內(nèi)區(qū)被屏蔽在膜脂雙層中（Cell 2008）。基于以上發(fā)現(xiàn)，這種膜屏蔽機制既屏蔽了 CD3e 的*位點，同時也阻止其 BRS 區(qū)與 Lck 的相互作用，達到抑制 TCR 整體磷酸化的效果。在 T 細胞被抗原活化后，抗原結(jié)合引起 TCR 形變可能使得 CD3e 胞內(nèi)區(qū)從膜上解離；或者鈣離子通過中和酸性磷脂負電荷的方式使得未直接接觸抗原的 TCR 中的 CD3e 胞內(nèi)區(qū)從膜上解離（Nature 2013）。不同親和力的抗原會引發(fā)不同程度的 CD3e 膜解離（Cell Res 2017），因此會帶來不同的 Lck 招募程度和 TCR 的磷酸化程度。

該項研究工作闡明了 TCR 磷酸化起始的關(guān)鍵機制，同時揭示了 Src 家族*激酶具有高度底物選擇性這一現(xiàn)象。由于 Src 家族在多種細胞類型中都發(fā)揮重要作用，該項工作的發(fā)現(xiàn)為理解其它細胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)提供了新的線索。