核碱基加合物结合mr1并激活mr1-t细胞
核苷碱基加成物结合MR1并刺激MR1限制性T细胞
摘要
本文概述了Vacchini等人关于MR1限制性T细胞（MR1T细胞）的最新研究成果，该研究发现了核糖核酸碱基加成物作为MR1T细胞抗原的存在，并揭示了它们在肿瘤细胞中的代谢路径和生理功能。研究成果对于理解MR1T细胞在生理和病理条件下的作用及其治疗潜力具有重要意义。
研究背景
MR1T细胞是一种新发现的T细胞亚群，它们能够识别由MR1分子呈递的自体抗原，而不依赖于微生物感染。当前，MR1T细胞的自体抗原性质尚未明确，这阻碍了我们对其生理作用和治疗潜力的理解。本研究通过结合基因、药理学和生化方法，揭示了MR1T细胞如何监测目标细胞中的代谢变化，为MR1T细胞的功能性研究提供了重要线索。
论文信息
本研究发表于2024年5月10日的《Science Immunology》期刊上，题目为“核苷碱基加成物结合MR1并刺激MR1限制性T细胞”。主要作者包括Alessandro Vacchini、Andrew Chancellor、Qinmei Yang等，研究所涉及的机构有瑞士巴塞尔大学医院和巴塞尔大学、苏黎世ETH等。
研究流程
基因筛选与功能验证
全基因组CRISPR-Cas9筛选：研究团队使用CRISPR-Cas9技术，在全基因组范围内进行基因破坏筛选，识别出在肿瘤细胞易感性中发挥重要作用的基因。通过对幸存细胞的单导RNA测序，筛选出243个富集的导RNA，这些基因可能帮助目标细胞逃避免疫杀伤。
基因验证与代谢途径分析：对筛选出的基因进行验证，研究发现核苷碱基代谢途径以及氧化磷酸化等代谢过程在MR1T细胞识别中起关键作用。
单基因敲除与代谢反应预测：利用Recon3D基因组模型进行代谢网络响应预测，发现多个基因敲除导致共同的代谢反应，进一步支持MR1T细胞识别的代谢机制。
核苷碱基和核糖核苷抗原的识别
目标细胞处理：将不同的核苷、核苷酸和核苷碱基类化合物与细胞共培养，MR1T细胞克隆显示出对特定化合物的响应。
药理学协同作用测试：利用药物抑制关键代谢酶，结果显示这些药物处理后细胞的MR1T细胞刺激能力显著增强，证实这些代谢途径在MR1T细胞激活中的重要性。
主要发现
代谢应激与MR1T细胞激活
糖酵解和甲基乙二醛代谢：敲除糖酵解酶或甲基乙二醛降解酶，均导致细胞内甲基乙二醛的积累，同时增加了MR1T细胞的刺激能力。
氧化应激相关碳基物质：通过药物诱导细胞内活性氧（ROS）的积累，促进了MR1T细胞的活化。进一步试验表明，ROS诱导脂质过氧化生成的碳基加成物与MR1结合，成为MR1T细胞的抗原。
核苷碱基加成物在MR1中的结合：利用高效液相色谱和高分辨质谱技术，分析MR1分子结合的物质，发现多个核苷碱基加成物，包括乙烯腺苷和单脒腺苷等，这些加成物在代谢应激下显著增加。
核苷碱基加成物的MR1T细胞刺激作用
合成类比物测试：合成了检测到的核苷碱基加成物，并实验证实这些合成物能够上调MR1表面表达并刺激特定的MR1T细胞克隆。
MR1-四聚体用于细胞识别：制备加载不同抗原的MR1-四聚体，用于检测外周血和肿瘤浸润淋巴细胞中的MR1T细胞，结果显示特异性MR1T细胞能够识别这些加成物。
结论与意义
本研究首次揭示了人体内MR1T细胞的自体抗原属性，表明这些抗原主要是由碳基加成物形成的核苷碱基。这一发现拓展了我们对T细胞抗原识别的了解，揭示了MR1T细胞能够监测目标细胞代谢完整性的生理和病理机制。尤其是肿瘤细胞，由于其代谢路径的明显变化，更容易生成MR1T细胞抗原，这为MR1T细胞在肿瘤免疫中的潜在应用提供了新思路。
研究亮点
- MR1T细胞抗原的发现：通过基因组筛选和代谢途径分析，确定了核苷碱基加成物作为MR1T细胞抗原的存在。
- 代谢应激的关键作用：分别揭示了糖酵解、氧化应激与核苷碱基代谢对MR1T细胞激活的协同作用。
- 新型四聚体工具：发展了带有核苷碱基加成物的MR1-四聚体，用于检测和研究MR1T细胞。
未来展望
进一步明确MR1T细胞在生理和病理条件下的具体角色，并探索其在肿瘤免疫治疗中的应用潜力。这将为开发基于MR1T细胞的新型免疫疗法提供理论基础和技术支持。