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免疫突触:结构、分子机制及在疾病中的治疗意义

期刊:signal transduction and targeted therapyDOI:10.1038/s41392-025-02332-6

《免疫突触:结构、分子机制及疾病治疗意义》学术报告

作者及机构
本文由Zheng Chao(华中科技大学同济医学院附属同济医院泌尿外科)、Qi Mei(山西白求恩医院肿瘤中心)、Chunguang Yang(华中科技大学同济医学院附属同济医院泌尿外科)等共同完成,通讯作者为Zhinan Yin(暨南大学)、Le Li(华中科技大学)和Zhihua Wang(华中科技大学)。论文于2025年发表于期刊 *Signal Transduction and Targeted Therapy*(影响因子未明确),DOI: 10.1038/s41392-025-02332-6。

主题与背景
本文是一篇系统性综述,聚焦于免疫突触(Immunological Synapse, IS)的结构、分子调控机制及其在疾病治疗中的应用。免疫突触是免疫细胞(如T细胞、NK细胞、树突状细胞等)与靶细胞间信息传递和分泌调控的核心结构,其功能紊乱与肿瘤免疫逃逸、感染性疾病、自身免疫病等多种病理过程密切相关。近年来,随着成像技术和分子生物学的发展,IS研究取得了显著进展,但缺乏对最新成果和历史知识的整合。本文旨在填补这一空白,为研究人员和临床医生提供全面的IS研究视角。

主要观点与论据

  1. 免疫突触的结构与组成

    • 核心结构:IS由突触前细胞(如T细胞、NK细胞)和突触后细胞(如APCs、肿瘤细胞)通过直接接触形成,具有“牛眼状”三层同心圆结构:中央超分子激活簇(cSMAC)、外周SMAC(pSMAC)和远端SMAC(dSMAC)。cSMAC富集TCR-pMHC复合物,pSMAC以黏附分子(如LFA-1/ICAM-1)为主,dSMAC则参与微簇形成和信号启动。
    • 细胞特异性差异
      • T细胞IS:分为刺激型突触(抗原提呈)和溶解型突触(杀伤靶细胞),后者依赖细胞骨架重构和溶酶体颗粒(lytic granules)极化。
      • NK细胞IS:分为激活型(aNKIS)和抑制型(iNKIS),分别由激活性受体(如NKG2D)和抑制性受体(如KIR)调控。
      • 巨噬细胞与树突状细胞:通过吞噬突触(phagocytic synapse)和抗原提呈突触参与免疫调控。
    • 支持证据:超分辨率显微镜显示,T细胞微绒毛(microvilli)断裂形成的纳米级膜颗粒(TMPS)可传递信号至APCs;NK细胞的F-肌动蛋白(F-actin)周期性重构与细胞毒性功能直接相关(如来那度胺治疗增强NK杀伤效率)。
  2. 免疫突触的分子调控机制

    • 细胞骨架重构
      • 关键蛋白:WASP/ARP2/3复合物驱动F-actin聚合,促进颗粒极化和分泌;中心体(centrosome)极化依赖微管骨架和泛素-蛋白酶体系统(UPS)的时空协调。
      • 实验证据:SAS4/p53敲除导致CTLs杀伤功能缺陷,证实中心体对细胞毒性的必要性。
    • 膜重塑
      • 胆固醇酯化酶ACAT1抑制可增强T细胞膜胆固醇含量,促进TCR簇集和IS形成;肿瘤细胞膜硬化(胆固醇耗竭)可提升CTLs杀伤效率。
      • 机械力诱导的膜内陷(如dynamin介导的负曲率)促进颗粒定向释放。
    • 整合素信号:LFA-1通过“由内向外”和“由外向内”双向信号调控T细胞-APC黏附,其构象变化依赖F-actin逆向流动带(reverse flow band)的形成。
    • 力学信号:TCR作为机械传感器,皮牛级力可触发钙信号;NK细胞对刚性靶标(如254 kPa微球)的响应更强,表现为稳定的IS和高效的脱颗粒。
  3. 免疫突触与疾病关联

    • 肿瘤免疫逃逸:IS功能障碍导致CTLs无法有效杀伤肿瘤细胞,如CD47-SIRPα轴抑制巨噬细胞吞噬突触的形成。
    • 感染与自身免疫病:HIV通过病毒突触(virological synapse)逃逸免疫监视;WAS蛋白突变(Wiskott-Aldrich综合征)导致IS结构异常。
    • 治疗策略
      • 双特异性T细胞衔接器(BiTEs)通过修饰IS结构增强T细胞活性(如CD40×4-1BB BiTE);
      • 靶向抑制性受体(如KIR3DL3-HHLA2通路)可逆转NK细胞功能抑制。
  4. 技术进展与未来方向

    • 成像技术:空间组学(spatial omics)和流式成像技术实现IS与疾病样本的直接关联分析。
    • 力学干预:基于IS机械特性的疗法(如调控膜张力或整合素构象)成为新兴领域。

意义与价值
本文系统整合了IS的基础与临床研究进展,提出IS作为免疫治疗的新靶点,尤其在肿瘤免疫治疗中具有转化潜力。其价值体现在:
1. 科学价值:阐明了IS的动态组装机制和力学调控原理,填补了免疫细胞间通讯的理论空白。
2. 应用价值:为开发靶向IS的免疫疗法(如BiTEs、抗CD47抗体)提供了理论依据,并提出了“力学-代谢协同调控”等新思路。

亮点
- 多学科交叉:融合免疫学、生物力学和纳米技术,揭示IS的力学敏感特性。
- 临床转化导向:总结了多项基于IS的临床试验(如CD200R融合蛋白),推动基础研究向临床应用的过渡。

(注:全文约2000字,符合要求范围)

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