梁 卉 王 尊 莊學(xué)玲 熊禮寬
T淋巴細(xì)胞激活蛋白家族2基因(the linker for activator of T-cells family member 2, LAT2) 由Doyle等于2000年在人類和小鼠編碼Williams Beuren綜合征關(guān)鍵位點(diǎn)5蛋白(Williams Beuren syndrome critical region 5, WBSCR5)區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn),命名為WBSCR15。2002年Brdicka等利用體外激酶分析,在髓細(xì)胞鞘糖脂富集膜(glycophingolipid-enriched membrane, GEMs)蛋白區(qū)域蛋白中發(fā)現(xiàn)并命名為非T淋巴細(xì)胞激活蛋白(non-T-cell activator linker, NTAL)。2003年Janssen等成功克隆了WBSCR15序列,由于其在B淋巴細(xì)胞中表達(dá)和發(fā)揮作用,因此命名為B淋巴細(xì)胞激活蛋白(linker activator for B-cells, LAB)。2006年人類基因組命名委員會根據(jù)蛋白結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將其命名為LAT2。
LAT2是一個(gè)跨膜轉(zhuǎn)接蛋白(transmembrane adaptor proteins, TRAPs),具有多個(gè)酪氨酸磷酸化位點(diǎn),在后續(xù)通路中發(fā)揮支架和信號傳遞功能。LAT2主要表達(dá)于髓樣細(xì)胞和淋巴樣細(xì)胞中,如肥大細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(natural killer cells, NKs)、嗜堿性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞等。LAT2磷酸化后可直接或間接捕獲細(xì)胞質(zhì)內(nèi)信號分子,包括生長因子受體結(jié)合蛋白2(growth factor receptor-bound protein 2, GRB2)、非七激酶子同源物1(son of sevenless homolog 1, SOS1)、GRB2相關(guān)連接蛋白1(GRB2-associated binding protein 1, GAB1)、泛素連接蛋白(casitas B-lineage lymphoma, C-CBL)和Vav蛋白等,從而發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。
LAT2基因差異性表達(dá):(1)與細(xì)胞狀態(tài)有關(guān),活化后的T細(xì)胞、NK細(xì)胞和衰老細(xì)胞中,LAT2表達(dá)上調(diào)[2,3]。(2)在細(xì)胞成熟過程中呈動態(tài)改變,正常B淋巴細(xì)胞的成熟過程中,LAT2的表達(dá)量增加;正常T細(xì)胞成熟過程中,LAT2的表達(dá)量降低[1]。(3)髓系細(xì)胞分化過程中呈多元態(tài)勢,LAT2在髓系干細(xì)胞中低表達(dá),向粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和紅細(xì)胞分化時(shí),LAT2的表達(dá)量先增加(第7天表達(dá)量最高),隨后降低[4]。但另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),LAT2的表達(dá)趨勢與分化方向有關(guān),髓系細(xì)胞分化為單核細(xì)胞時(shí),LAT2表達(dá)逐漸上調(diào);而向粒細(xì)胞分化時(shí),LAT2表達(dá)逐漸下降[1]。(4)不同類型白血病細(xì)胞的LAT2表達(dá)不同,單核系來源的急性髓細(xì)胞性白血病(acute myeloid leukemia,AML)細(xì)胞中,如AML-M4、AML-M4eo和AML-5,LAT2表達(dá)上調(diào);而在粒系來源的AML細(xì)胞中,如M2和M3,LAT2表達(dá)下降;而當(dāng)存在t(8,21)形成融合蛋白RUNX1/RUNX1T1時(shí),LAT2不表達(dá)[1]。在急性淋巴細(xì)胞性白血病(acute lymphoblastic leukemia of childhood, ALL)原始細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)LAT2的表達(dá)量增加,兒童前體B-ALL細(xì)胞中LAT2 mRNA的表達(dá)量約為正常B淋巴細(xì)胞的4倍[1]。(5)LAT2表達(dá)量還與T-ALL對藥物的敏感度和疾病預(yù)后有關(guān),LAT2高表達(dá)患者對潑尼松更敏感,而LAT2低表達(dá)患者對潑尼松不敏感。(6)LAT2表達(dá)水平還可用于腫瘤的生存期預(yù)測和預(yù)后評估,LAT2表達(dá)增高與星形膠質(zhì)瘤、克羅恩病、卵巢癌、肺癌和乳腺癌的生存期和預(yù)后呈正相關(guān)[3]。
目前LAT2表達(dá)的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn),LAT2基因是AML/ETO的靶基因(與LAT2基因的內(nèi)含子3區(qū)域結(jié)合)。當(dāng)細(xì)胞中存在AML1/ETO時(shí),LAT2表達(dá)明顯下降;敲除AML1/ETO后,LAT2表達(dá)上調(diào),提示AML1/ETO可直接調(diào)控LAT2的表達(dá)[5]。免疫共沉淀發(fā)現(xiàn)AML1/ETO與LAT2結(jié)合后,LAT2基因的活性組蛋白修飾降低,而非活性組蛋白修飾增加。特別是在LAT2轉(zhuǎn)錄結(jié)合區(qū)域上游的1.5kb處發(fā)現(xiàn)有非活化組蛋白的富集,以上均提示AML1/ETO與LAT2結(jié)合后,通過組蛋白表觀修飾來抑制LAT2的表達(dá)[5]。
LAT2相對分子質(zhì)量為(25~30)kDa,為第Ⅲ類完整跨膜蛋白,具有典型的跨膜蛋白結(jié)構(gòu),包含短的胞外區(qū)(1~5),含CxxC棕櫚化位點(diǎn)的跨膜區(qū)(6~26)和長的胞質(zhì)區(qū)(27~243,圖1)。LAT2本身不具有催化活性,但可與細(xì)胞膜上的GEMs相關(guān)聯(lián),其作為一個(gè)支架蛋白,募集具有SH2結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)導(dǎo)分子加入受體信號復(fù)合物中(信號轉(zhuǎn)導(dǎo)小體)。
目前的研究發(fā)現(xiàn)LAT2包含3類重要位點(diǎn),即棕櫚化位點(diǎn)、酪氨酸(tyrosine, Tyr)磷酸化位點(diǎn)和溶蛋白酶裂解位點(diǎn)(圖1)。
圖1 LAT2蛋白結(jié)構(gòu)示意圖
LAT2蛋白包含243個(gè)氨基酸,具有胞外區(qū)(1~5)、跨膜區(qū)(6~26)和胞質(zhì)區(qū)(27~243)。C25和C28是其棕櫚化位點(diǎn),是該蛋白在脂筏上定位的重要結(jié)構(gòu)。包含10個(gè)預(yù)測的酪氨酸磷酸化位點(diǎn),其中Y136、Y193和Y233被證實(shí)磷酸化與其生物功能有關(guān)。D228為溶蛋白酶裂解位點(diǎn),其裂解后LAT2的磷酸化水平大大下降,生物學(xué)功能也降低。
LAT2蛋白的棕櫚化位點(diǎn)位于第25和28個(gè)氨基酸(C25-V-R-C28),在GEMs上的定位和支架形成過程中具有重要作用,是其發(fā)揮生物學(xué)功能的必要條件,也可通過競爭性占位發(fā)揮作用[6]。當(dāng)給予烷化溶血磷脂(alkylphospholipid, APL)藥物時(shí),由于APL可與細(xì)胞膜上的膽固醇結(jié)合,競爭性占位GEMs,使得LAT2的棕櫚化位點(diǎn)無法錨定在GEMs上,最終被蛋白酶水解[6]。LAT2的競爭性占位還體現(xiàn)在樹突狀細(xì)胞(dendritic cells, DCs)的抗感染反應(yīng)中[7]。
LAT2在膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的啟動階段起著重要的作用,該過程依賴于胞質(zhì)區(qū)的Y殘基磷酸化。LAT2的胞質(zhì)區(qū)中共包含10個(gè)Y殘基位點(diǎn)(Y40、Y58、Y84、Y95、Y110、Y118、Y119、Y156、Y183和Y233),生物信息預(yù)測發(fā)現(xiàn)Y95、Y118、Y119、Y156、Y183和Y233可能與胞質(zhì)中的轉(zhuǎn)接蛋白Grb2的SH2區(qū)域結(jié)合,Y233個(gè)位點(diǎn)與LAT上的GADS SH2區(qū)域結(jié)合的位點(diǎn)同源。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),LAT2末梢的3個(gè)酪氨酸殘基(Y136、Y193和Y233)是其主要的功能域,當(dāng)酪氨酸殘基突變?yōu)楸奖彼?phenylalanine, Phe)時(shí),LAT2磷酸化程度,與Grb2的結(jié)合作用和Ca2+流通均發(fā)生降低(單獨(dú)突變時(shí))或消失(任意2個(gè)位點(diǎn)突變或3個(gè)位點(diǎn)均突變時(shí))[7]。
LAT2的磷酸化依賴于Src家族和c-kit。在293T細(xì)胞系中,Src激酶家族成員,如Lyn、Lck、ZAP-70和Sky均直接參與LAT2的磷酸。在B淋巴細(xì)胞中,Sky活化可磷酸化LAT2[5,8]。在肥大細(xì)胞中,F(xiàn)cεRI介導(dǎo)和SCF介導(dǎo)LAT2磷酸化分別由Src家族和c-kit調(diào)控,Lyn、Sky和Kit選擇性磷酸化不同的LAT酪氨酸殘基位點(diǎn),但目前尚未有研究探討其差異細(xì)節(jié)[8]。
LAT2溶蛋白性裂解導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的效率降低或終止,可能是細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)負(fù)調(diào)控的機(jī)制之一。Arbulo-Echevarria等[9]發(fā)現(xiàn)在Fas或十字孢堿(staurosporine)作用下,LAT2從D228處裂解為約22kDa蛋白,CD3刺激后,LAT2整體磷酸化水平、與Grb2的結(jié)合能力以及PLC-γ的磷酸化均下降,LAT2溶蛋白性裂解可降低或終止細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。但截?cái)嗟腖AT2不影響Erk的活性水平。因此,溶蛋白性裂解可能是活化T淋巴細(xì)胞中Fas促進(jìn)細(xì)胞死亡和終止TCR介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)制。
這名字一聽就是有來歷的,藏著一個(gè)古老的傳說。但我無意探尋來龍山名的傳說。我想探尋的,是一條上山的路,想沿著山路爬到山頂上去。
LAT2磷酸化與溶蛋白性裂解呈負(fù)相關(guān)。LAT2溶蛋白性裂解后,丟失了重要的磷酸化位點(diǎn)Y233,LAT2整體磷酸化水平明顯下降。過釩酸鈉可促進(jìn)LAT2的磷酸化,通過預(yù)先加入過釩酸鈉可抑制Fas介導(dǎo)的LAT2裂解。此外,將D228附近的兩個(gè)磷酸化位點(diǎn)(S223和Y233)突變后,加入過釩酸鈉抑制裂解的作用消除,提示LAT2的磷酸化作用可抑制蛋白裂解作用??赡艿臋C(jī)制是LAT2磷酸化導(dǎo)致蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,隔斷蛋白酶和裂解位點(diǎn),此外,磷酸化后引入帶負(fù)電荷的磷酸鹽也可抑制裂解[9]。
1.T淋巴細(xì)胞:T淋巴細(xì)胞分化成熟過程中,LAT2表達(dá)量逐漸降低,初始T細(xì)胞中LAT2不表達(dá),活化后,LAT2表達(dá)[1,5]。LAT2-/-小鼠的T細(xì)胞正常成熟分化,但極度活躍,TCR刺激后,T淋巴細(xì)胞中的ARK活性,Ca2+的分泌和細(xì)胞因子的產(chǎn)生均增強(qiáng)。由于T細(xì)胞的過度活化,LAT2-/-小鼠極易發(fā)展為自身免疫性疾病[5]。當(dāng)LAT2過表達(dá)時(shí),ERK和AKT的活性降低,抑制T細(xì)胞的活性。綜上所述,LAT2在活化T淋巴細(xì)胞中的負(fù)調(diào)控作用可能是T細(xì)胞維持正常功能的機(jī)制之一。
LAT2在T淋巴細(xì)胞中的作用機(jī)制目前存在兩個(gè)假說。一是競爭性抑制LAT。LAT與LAT2基因的序列相似,編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)類似,被認(rèn)為具有相同的進(jìn)化起源,在細(xì)胞中呈現(xiàn)出相互補(bǔ)償?shù)谋磉_(dá)模式。在LAT2-/-小鼠的T淋巴細(xì)胞中,發(fā)現(xiàn)LAT的磷酸化水平增高,而在超表達(dá)LAT2的T淋巴細(xì)胞中,LAT的磷酸化水平降低。LAT2缺陷的T淋巴細(xì)胞膜脂筏(lipid rafts)上定位了更多的LAT,以上均提示LAT2和LAT在T淋巴細(xì)胞中表現(xiàn)為拮抗作用[5]。該假說部分解釋了LAT2的負(fù)調(diào)控機(jī)制,但無法解釋生理狀態(tài)下LAT2和LAT的相互作用。二是LAT2可能通過溶蛋白酶裂解作用抑制T淋巴細(xì)胞的活化。Arbulo-Echevarria等[9]研究發(fā)現(xiàn),在Fas或十字孢堿作用下,LAT2從D228處裂解為約22kDa的蛋白,裂解后的LAT2蛋白N端仍錨定在脂筏上,但是其整體的磷酸化水平,捕獲GRB2能力及PLC-γ的磷酸化水平均大幅度降低,進(jìn)而抑制TCR介導(dǎo)的信號傳遞。但是截?cái)嗟腖AT2蛋白可維持足夠的ERK的活性水平,促進(jìn)了Fas介導(dǎo)的細(xì)胞死亡,進(jìn)一步抑制了T淋巴細(xì)胞的活性和恢復(fù)T淋巴細(xì)胞的數(shù)量,防止T淋巴細(xì)胞過度活化。
2. B淋巴細(xì)胞:LAT2在B淋巴細(xì)胞整個(gè)生命周期中存在差異表達(dá),未成熟的B淋巴細(xì)胞中表達(dá)較低,細(xì)胞成熟后LAT2表達(dá)上調(diào),漿細(xì)胞中也表達(dá)。
LAT2不是B淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中的關(guān)鍵蛋白,表現(xiàn)為LAT2單基因敲除(knock out, KO)小鼠中,僅發(fā)現(xiàn)邊緣帶B細(xì)胞數(shù)量減少,而其他類型B淋巴細(xì)胞發(fā)育并未受影響[3]。LAT2可能參與BCR介導(dǎo)的反應(yīng),包括Ca2+流通和BCR內(nèi)吞作用。在LAT2 KO小鼠中,BCR刺激可導(dǎo)致Ca2+流通輕微增加,提示LAT2在B淋巴細(xì)胞中的負(fù)調(diào)控作用。但是在DT-40(成熟的雞B淋巴細(xì)胞系)細(xì)胞中,超表達(dá)LAT2導(dǎo)致pro-BCR誘導(dǎo)的Ca2+流通增加,突變后的LAT2不影響Ca2+流通,提示LAT2對B淋巴細(xì)胞的正調(diào)控作用。LAT2對B淋巴細(xì)胞中Ca2+流通的差異作用機(jī)制還不清楚,可能與誘導(dǎo)物(BCR或pro-BCR)的差異、B淋巴細(xì)胞來源以及細(xì)胞成熟程度不同有關(guān)。
LAT2參與BCR的內(nèi)吞作用,Malhotra等[10]發(fā)現(xiàn),BCR刺激B淋巴細(xì)胞后,LAB發(fā)生磷酸化。磷酸化后的LAT2分別與GRB2-dynamin(驅(qū)動蛋白)和Vav蛋白結(jié)合,形成dynamin-GRB2-LAT2-Vav復(fù)合物,該復(fù)合物中的Vav活化小分子GTPsaes Rac1/2,進(jìn)而發(fā)揮BCR內(nèi)吞作用和向T細(xì)胞遞呈抗原的作用。由于Vav和Rac是BCR內(nèi)吞作用的關(guān)鍵蛋白,而LAT2缺陷的B淋巴細(xì)胞中BCR介導(dǎo)的Vav磷酸化和Rac活化減低,提示LAT2參與BCR的內(nèi)吞作用。但是在LAT2 KO小鼠中,BCR的內(nèi)吞作用有所減少,可能存在不包含LAT2的其他途徑或其他支架蛋白可替代LAT2的部分作用。
綜上所述,LAT2的缺陷會部分影響B(tài)CR的內(nèi)吞作用,因此,LAT2缺陷的B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫可能減少而非完全喪失。在LAT2 KO和野生型小鼠中,也未發(fā)觀察到B淋巴細(xì)胞對TNP-OVA的抗體反應(yīng)性存在顯著性差異。
3.肥大細(xì)胞:不同來源和干預(yù)方式獲得的肥大細(xì)胞在受到免疫球蛋白E受體(immunoglobulin E receptor, FcεRI)刺激后,LAT2的調(diào)控方向不同。骨髓來源肥大細(xì)胞(bone marrow derived mast cells, BMMCs)中,LAT和LAT2均有表達(dá),LAT單基因KO小鼠和LAT、LAT2雙基因KO小鼠的BMMCs對FcεRI刺激均表現(xiàn)為低反應(yīng)性,但是,雙基因KO小鼠BMMCs的反應(yīng)性更低,提示LAT缺陷時(shí),LAT2正向調(diào)控FcεRI信號。此外,在LAT2 KO小鼠的BMMCs和人肥大細(xì)胞LAT2單基因敲減(knock down, KD)模型以及嗜堿性粒細(xì)胞性白血病細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)脫顆粒作用受損,提示在LAT存在下,LAT2也正調(diào)控肥大細(xì)胞功能[11]。但在其他研究小組發(fā)現(xiàn)LAT2 KD小鼠的 BMMCs對FcRI刺激表現(xiàn)為高反應(yīng)性:ERK活性增強(qiáng),Ca2+流通增加,脫顆粒和細(xì)胞因子產(chǎn)生增加,Polakovicova等[11]在LAT2 KO和KD的BMMCs中均觀察到脫顆粒、Ca2+流通、趨藥性增強(qiáng),以及LAT和ERK磷酸化增強(qiáng)和絲狀肌動蛋白解聚作用,提示LAT2負(fù)調(diào)控FcεRI信號。LAT2在肥大細(xì)胞中的相互矛盾的調(diào)節(jié)作用的機(jī)制還不清楚。有研究者認(rèn)為,LAT2的負(fù)調(diào)控作用可能是通過競爭性抑制LAT來發(fā)揮的:在LAT2 KO的BMMCs中,存在抗原介導(dǎo)的PLC1、PI3K和ERK活性增強(qiáng)和Ca2+流通增強(qiáng),同時(shí),在這些細(xì)胞中,發(fā)現(xiàn)LAT的磷酸化增強(qiáng)。因此,這些高反應(yīng)性表型體現(xiàn)的是LAT介導(dǎo)的反應(yīng)的過度補(bǔ)償導(dǎo)致的異常信號。此外,LAT2與LAT競爭性結(jié)合細(xì)胞膜上的脂筏也可能是導(dǎo)致其負(fù)調(diào)控作用的可能機(jī)制。而LAT2在活化的肥大細(xì)胞中的正調(diào)控作用可能與磷酸化后的LAT2結(jié)合了相應(yīng)信號分子有關(guān)。
LAT2抑制前列腺素E2(prostaglandin E2, PEG2)介導(dǎo)的肥大細(xì)胞趨化性。與FcεRI不同,PEG2并不誘導(dǎo)LAT2的磷酸化,但LAT2缺陷的肥大細(xì)胞對PEG2的趨化性增強(qiáng)。PEG2刺激LAT2-/-肥大細(xì)胞后,AKT磷酸化增強(qiáng),并促進(jìn)了磷脂酰激醇3,4,5-三磷酸的生成。LAT2-/-靜止型肥大細(xì)胞存在腫瘤侵襲性增加的特征,如ERM家族蛋白中抑制性蘇氨酸磷酸化和β1整合素活性增加。加入全長的LAT2后,可恢復(fù)LAT2-/-肥大細(xì)胞對PEG2的趨化功能[12]。
LAT2具有維持肥大細(xì)胞骨架的功能。與野生型BMMCs比較,在抗原刺激下,LAT2-/-BMMCs的纖維蛋白附著減少、絲狀肌動蛋白解聚作用增加和遷移性增加。該作用可能與GTPase Rho相關(guān),LAT2對GTPase Rho活性具有正調(diào)控作用,當(dāng)LAT2缺陷時(shí),RhoA活性快速降低。而將LAT2轉(zhuǎn)導(dǎo)至LAT2缺陷的細(xì)胞中,纖維連接蛋白附著和肌動蛋白的反應(yīng)性均增加。因此,LAT2通過Rho和Rho相關(guān)蛋白激酶(Rho-associated protein kinase, ROCK)在肥大細(xì)胞骨架的維持中發(fā)揮重要的作用,表現(xiàn)為正調(diào)控肌動蛋白的聚合作用和細(xì)胞附著,以及負(fù)調(diào)控趨藥性[13]。
4.粒細(xì)胞:LAT2在骨髓造血細(xì)胞中低表達(dá),在造血細(xì)胞分化過程中,LAT2的表達(dá)發(fā)生改變[4]。Duque-Afonso等[1]在HL-60和NB4細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用全反式維甲酸誘導(dǎo)分化粒系細(xì)胞時(shí),LAT2的表達(dá)下調(diào),而當(dāng)佛波酯誘導(dǎo)細(xì)胞系向單核細(xì)胞分化時(shí),LAT2表達(dá)上調(diào)。健康人的CD34+骨髓細(xì)胞分離后,經(jīng)體外細(xì)胞因子刺激誘導(dǎo)分化,LAT2表達(dá)先增高,在第7天(粒系/單核系)或第9天(紅系)最高,隨后降低[4]。此外,在髓細(xì)胞性白血病中,也存在LAT2表達(dá)異常。Duque-Afonso等[1]從不同F(xiàn)LATAB分型的急性白血病患者中分離的骨髓細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),LAT2在大多數(shù)原始白血病細(xì)胞中高表達(dá),特別是在粒-單核細(xì)胞特性和淋巴細(xì)胞性白血病。以上均提示,LAT2可能參與髓細(xì)胞的成熟分化。
5.NK細(xì)胞:在LAT-/-和LAT-/-/LAT2-/-的小鼠中,NK細(xì)胞的數(shù)量增加和Ly49庫的抑制性受體表達(dá)改變,提示LAT和LAT2參與NK細(xì)胞的發(fā)育[14]。由于Ly49庫的改變與PLCγ的水平有關(guān),而LAT和LAT2直接或間接與PLCγ相互作用,因此,LAT和LAT2可能通過PLCγ來參與Ly49庫的調(diào)控。LAT-/-NK細(xì)胞保留溶解靶細(xì)胞的能力,同時(shí)靶細(xì)胞中Fc受體介導(dǎo)的ADCC功能正常。而在IL-2活化的LAT-/-/LAT2-/-的NK細(xì)胞中,DAP12介導(dǎo)的細(xì)胞毒性和IFN-γ的產(chǎn)生均喪失,表明LAT2可能補(bǔ)償了LAT的功能。Whittaker等[14]發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞中至少存在ITAM-Sky-LAT2/LAT和ITAMZ-Zap70-LAT兩種信號框,LAT正調(diào)控NK1.1功能,而LAT2對NK細(xì)胞起到負(fù)調(diào)控作用。NK細(xì)胞在IL-12刺激下,LAT表達(dá)下降,LAT2表達(dá)上調(diào),結(jié)合基因敲除的功能研究結(jié)果推測活化的NK細(xì)胞作用主要與LAT2相關(guān)。
6.樹突狀細(xì)胞(dendritic cells, DCs):LAT2在DCs中表達(dá),表達(dá)量略低于肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,參與DCs抗細(xì)菌和真菌感染的固有免疫應(yīng)答。LAT2-/-缺陷小鼠中DCs的分化不受影響,但存在缺陷,表現(xiàn)為MHC Ⅱ類分子表達(dá)量下降。在LPS刺激下,LAT2-/-DCs中的ERK、JNK和p38活化增強(qiáng),且LAT2-/-小鼠對LPS誘導(dǎo)的感染性休克呈高反應(yīng)性,提示LAT2在DCs中負(fù)調(diào)控TLR4介導(dǎo)的信號的MAPK活性[7]。在其他細(xì)胞中,當(dāng)細(xì)胞表面受體聚集后,LAT2磷酸化后參與細(xì)胞內(nèi)因子的級聯(lián)反應(yīng)來發(fā)揮作用,但是當(dāng)LPS刺激后,并未觀察到DCs細(xì)胞中的LAT2磷酸化水平增加,同時(shí),LAT2的5個(gè)酪氨酸磷酸化位點(diǎn)突變后,與野生型細(xì)胞中LPS介導(dǎo)的反應(yīng)相似。上述實(shí)驗(yàn)表明,在DCs中,LAT2可能通過其他途徑參與調(diào)控,可能與LAT2和其他分子在脂筏上的競爭性占位有關(guān),需進(jìn)一步研究證實(shí)[7]。在真菌感染過程中,磷酸化的LAT2通過抑制β-catenin向細(xì)胞核移動,進(jìn)而促進(jìn)IL12家族細(xì)胞因子的表達(dá)和IFN-γ的產(chǎn)生,來發(fā)揮抗真菌感染的免疫反應(yīng)。LAT2-/-小鼠易被白色念珠菌感染,以及LAT2-/-DCs中的IL-12家族細(xì)胞因子表達(dá)下調(diào),提示LAT2在清除真菌感染中發(fā)揮正調(diào)控作用[15]。
7.巨噬細(xì)胞:在單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞過程中,LAT表達(dá)下調(diào)而LAT2表達(dá)升高。與DCs相似,巨噬細(xì)胞中LAT2表達(dá),而LAT不表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),LAT2-/-巨噬細(xì)胞中,TREM-2介導(dǎo)的Erk1/2活性增強(qiáng),Syk和c-CbL磷酸化水平增加,提示LAT2負(fù)調(diào)控TREM-2介導(dǎo)的Erk1/2活化,導(dǎo)致抗炎性反應(yīng)增強(qiáng)。其可能的機(jī)制是LAT2被Syk磷酸化后,與Grb2結(jié)合,進(jìn)而使Erk1/2活化,并招募c-Cbl。隨后c-Cbl下調(diào)鄰近的TREM-2信號,包括Syk的活化。
8.上皮細(xì)胞:LAT2在上皮細(xì)胞的炎性反應(yīng)中正向調(diào)控ERK通路。當(dāng)幽門螺旋桿菌(helicobacterpylori, HP)感染人結(jié)直腸癌細(xì)胞系HCA-7后,LAT2和淋巴細(xì)胞特異性絡(luò)氨酸蛋白激酶相互作用膜蛋白的磷酸化水平增加。活化的LAT2通過Grb2的相互作用與c-Met-Grb2-Sos1蛋白復(fù)合物相互作用,Sos1活化Ras-Raf-1-MEK1/2-ERK通路,活化cPLA2?;罨腸PLA2生成氨基酸,參與炎性反應(yīng)的啟動和傳播。
LAT2是一個(gè)跨膜轉(zhuǎn)接蛋白,主要存在于白細(xì)胞中。LAT2通過棕櫚化位點(diǎn)、磷酸化位點(diǎn)和溶蛋白裂解位點(diǎn)發(fā)揮作用。LAT2蛋白通過棕櫚化位點(diǎn)錨定在細(xì)胞膜表面,發(fā)揮占位和維持LAT2蛋白穩(wěn)定的作用。磷酸化位點(diǎn)是LAT2的主要功能位點(diǎn),當(dāng)細(xì)胞受到刺激后,Src家族和c-kit磷酸化介導(dǎo)LAT2磷酸化,并將信號傳遞給下游蛋白,發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用和(或)正調(diào)控作用。LAT2的溶蛋白裂解導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)降低或終止,參與LAT2負(fù)調(diào)控作用。LAT2的功能研究主要集中于肥大細(xì)胞和淋巴細(xì)胞中,參與免疫反應(yīng)。由于LAT和LAT2在結(jié)構(gòu)上同源,在多種細(xì)胞中表達(dá)互補(bǔ),且動態(tài)改變,因此,對于LAT2的功能研究,還要排除LAT的補(bǔ)償作用。目前對于LAT2的功能研究多使用LAT2-/-模型,無法體現(xiàn)生理狀態(tài)下LAT2的作用以及無法解釋LAT2在細(xì)胞膜上占位引起的生物學(xué)改變。
嚴(yán)重的先天性中性粒細(xì)胞減少癥(severe congenital neutropenia, SCN)是一種先天性骨髓衰竭疾病,遺傳因素為其主要致病因素。一些致病基因(如ELANE、GFI1、CSF3R、WAS和HAX1等)突變導(dǎo)致髓細(xì)胞成熟分化障礙,使得髓細(xì)胞處于幼稚階段。SCN具有急性髓細(xì)胞白血病的風(fēng)險(xiǎn),被認(rèn)為屬于白血病前期。已有報(bào)道發(fā)現(xiàn)LAT2參與白細(xì)胞的成熟分化,且在髓性白血病中發(fā)現(xiàn)LAT2的表達(dá)異常,同時(shí)筆者在一個(gè)SCN家系中發(fā)現(xiàn)LAT2突變且與表型共分離,提示LAT2在SCN中的潛在作用。從 LAT2 的功能特性和患者人群遺傳分析結(jié)果來看,LAT2基因可能參與了 SCN 的發(fā)病,但其是否為SCN新的致病基因及其在SCN中的作用和機(jī)制還不清楚,需要開展深入的研究證實(shí)。