營養與健康所姚依昆研究組合作發現在翻譯水平調控T細胞死亡的關鍵因子
文章來源：上海營養與健康研究所 | 發布時間：2024-10-25 | 【打印】 【關閉】
10月21日，《美國科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）在線發表了中國科學院上海營養與健康研究所姚依昆研究組合作研究論文“AMBRA1 controls the translation of immune-specific genes in T lymphocytes“。該研究篩選并鑒定出FAS介導的T細胞死亡過程中的關鍵調控蛋白AMBRA1（Activating molecule in BECN1-regulated autophagy protein 1），揭示了AMBRA1在翻譯水平控制TCR信號傳導、T細胞周期和T細胞死亡的新機制。
抗原刺激T細胞受體后，T細胞會迅速活化，并分化為效應T細胞或記憶T細胞。活化的T細胞快速啟動糖酵解以產生能量和促進T細胞增殖的必需成分，這一過程中T細胞需要快速合成大量蛋白。因此除轉錄水平調控外，高效的翻譯水平調控在T細胞激活中同樣可能發揮重要作用。過往T細胞激活和激活誘導的T細胞死亡的相關研究多集中于T細胞轉錄層面的調控，對T細胞翻譯水平的探究有所不足。
為了揭示介導T細胞死亡的新調控因子，研究人員利用全基因組CRISPR文庫篩選，發現支架蛋白AMBRA1在FAS介導的T細胞死亡過程中起重要作用。AMBRA1蛋白是一種系統發育保守的支架蛋白，既往研究顯示AMBRA1是自噬、E3泛素連接酶活性和細胞周期蛋白的關鍵調控因子，但未見AMBRA1在淋巴細胞中的功能及翻譯相關調控機制的報道。
研究人員利用流式細胞術、免疫印跡及一系列功能實驗驗證了敲除AMBRA1能夠降低FAS蛋白表達，抑制FAS途徑誘導的T細胞凋亡。進一步的機制探究中，研究人員利用OPP摻入結合點擊化學，蔗糖梯度離心分離核糖體及其結合的mRNA等手段，發現AMBRA1促進FAS mRNA翻譯，該調節作用對于T細胞活化后FAS的完全表達至關重要。
研究人員通過RNA-seq和質譜結果發現TCR信號能刺激AMBRA1表達大量增加，進一步利用TCR下游通路抑制劑和AMBRA1 5‘UTR報告基因，研究人員發現存在TCR刺激誘導的翻譯控制通路，可在T細胞活化后通過CD28–PI3K–mTORC1–eIF4F軸增強AMBRA1翻譯，調節FAS和其他免疫相關基因的表達。
接下來研究人員利用一系列蛋白互作和翻譯水平檢測技術如Bio-ID, SunSET, SILAC結合mePROD等提示AMBRA1與多個核糖體蛋白互作，促進了多種核糖體生物合成相關蛋白的翻譯。全蛋白組學分析等實驗顯示，除了FAS，許多TCR信號基因（例如CD69、CD28、PD1和CTLA4）的蛋白翻譯同樣受到AMBRA1調控，表明AMBRA1對T細胞信號蛋白的翻譯有廣泛的影響。
綜上，該研究發現AMBRA1基因在TCR活化和FAS誘導的T細胞死亡信號的翻譯調控中發揮了重要作用，為未來研究TCR信號的翻譯調控并開發針對翻譯調控環節的免疫療法提供了可能的方向。
中國科學院上海營養與健康研究所博士后葉德佶為該論文的共同第一作者。中國科學院上海營養與健康研究所姚依昆研究員和美國國立衛生研究院Michael J. Lenardo研究員為該論文通訊作者。該工作得到國家科技部重點研發計劃、衛健委科技重大專項、國家自然科學基金、中國科學院與美國聯邦科研機構合作項目等多項基金支持以及中國科學院上海營養與健康研究所所級公共技術中心分析測試技術平臺的支持。
原文鏈接: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2416722121
圖：TCR信號通過AMBRA1促進下游FAS等蛋白翻譯，介導T細胞周期和T細胞死亡的機制
