——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
一直以來,核糖體被視為生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器,對來自上游的細(xì)胞內(nèi)mRNA一律“來者不拒”“照單全收”。然而事實(shí)果真如此嗎?
近日,中國科學(xué)院微生物研究所研究員周旭宇與中國科學(xué)院院士高福團(tuán)隊(duì)合作,發(fā)現(xiàn)核糖體合成在選擇性調(diào)控調(diào)節(jié)性T細(xì)胞以及常規(guī)T細(xì)胞活化狀態(tài)過程中發(fā)揮重要作用,這將為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞應(yīng)用于自身免疫性疾病、癌癥治療、感染性疾病等提供新的治療策略。該研究日前發(fā)表在《細(xì)胞—通訊》上。
決策免疫的“剎車系統(tǒng)”
調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是一群具有免疫抑制功能的CD4+T細(xì)胞亞群,對維持機(jī)體免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)平衡至關(guān)重要。
“從免疫學(xué)角度看,假如我們把免疫系統(tǒng)看成一輛車的話,常規(guī)T細(xì)胞就像油門,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞則起到剎車的作用。如果沒有剎車,車就會到處亂跑,危害極大。但是在某些特殊條件下,如腫瘤環(huán)境中,剎車踩得太死,又會阻礙正常的免疫應(yīng)答?!闭撐耐ㄓ嵶髡咧苄裼罡嬖V《中國科學(xué)報(bào)》。
他介紹,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞依據(jù)其活化狀態(tài)可以分為靜息狀態(tài)的cTreg和活化狀態(tài)的eTreg兩個(gè)亞群, TCR信號的激活對cTreg到eTreg的轉(zhuǎn)化是必需的。針對調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的聯(lián)合分析結(jié)果,已證實(shí)蛋白質(zhì)和mRNA之間表達(dá)的相關(guān)性并不強(qiáng),但目前在轉(zhuǎn)錄后層面對調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活化狀態(tài)的調(diào)控機(jī)制,人們還知之甚少。
作為核糖體生物發(fā)生因子之一,核仁復(fù)合孔相關(guān)蛋白4(Noc4L)對哺乳動物核糖體小亞基的合成非常重要,且Noc4L在小鼠的淋巴組織中有很高的表達(dá)水平。
那么,Noc4L是否會在免疫系統(tǒng)特別是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中發(fā)揮作用?它又將會發(fā)生怎樣的作用?人們期待著答案。
意料之中與意料之外
帶著一連串的問題,周旭宇與高福團(tuán)隊(duì)展開了合作?!拔覀儞碛心軌蜃鰲l件性T細(xì)胞特異性敲除的Cre系統(tǒng),高院士擁有Noc4L floxed敲除小鼠模型,正好可以合作研究?!彼f。
說到實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn),周旭宇用“意料之中”和“意料之外”兩個(gè)詞形容。
首先,研究人員利用不同條件性敲除小鼠模型在調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中選擇性地敲除Noc4L。正如周旭宇所預(yù)料的,敲除后的老鼠發(fā)生了嚴(yán)重的自身免疫性疾病。
“敲除了Noc4L,小鼠的免疫系統(tǒng)就像沒有了調(diào)節(jié)性T細(xì)胞一樣,肆無忌憚地攻擊它們的身體臟器,就像一輛完全失控的車,到處亂撞,造成了嚴(yán)重的機(jī)體損傷?!彼f。
然而與最初猜想不一樣的是,他們在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),被視為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞最關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子Foxp3并沒有明顯地與Noc4L相互作用。那么,Noc4L是如何影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的呢?
研究人員決心從Noc4L的“下游產(chǎn)品”——核糖體及蛋白質(zhì)的翻譯表達(dá)中找尋線索。
“細(xì)胞并沒有死亡,我們在敲除小鼠里還能夠看到調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,在某些系統(tǒng)里數(shù)量甚至有升高,只是無法發(fā)揮功能。”周旭宇說。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Noc4L缺失并不影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞整體蛋白質(zhì)的表達(dá)水平,而是會選擇性地調(diào)控與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活化相關(guān)的基因mRNAs的翻譯。此外,盡管Noc4L的缺失會造成活化狀態(tài)的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞上調(diào)表達(dá)p53蛋白,但同時(shí)敲除p53并不能挽救Noc4L缺陷小鼠的炎癥表型以及Treg細(xì)胞的活化狀態(tài)。
最終,團(tuán)隊(duì)通過運(yùn)用缺失Noc4L的T細(xì)胞研究分析發(fā)現(xiàn),核糖體濃度的降低是造成Noc4L缺陷T細(xì)胞喪失活化能力的主要原因。
未解的謎題
“人們都認(rèn)為核糖體是生產(chǎn)蛋白質(zhì)的專屬‘機(jī)器’,如此看來,該‘機(jī)器’的操作系統(tǒng)遠(yuǎn)比想象的復(fù)雜?!闭撐牡谝蛔髡?、中科院微生物所博士朱雪平告訴《中國科學(xué)報(bào)》。
朱雪平介紹,無論是核糖體的質(zhì)量還是數(shù)量,可能對不同的細(xì)胞亞群都有特殊的調(diào)控作用。對于上游的mRNA,并非都能被翻譯成蛋白質(zhì),這種特殊的選擇性是該工作的一大亮點(diǎn)。
然而,為什么核糖體會對不同的mRNA擁有不同的反應(yīng),還是個(gè)未解的謎題。
“目前科學(xué)家大致有兩個(gè)理論。一種是質(zhì)的差別,認(rèn)為不同細(xì)胞的核糖體本身各異。由于各種核糖體的組分加上修飾不同,因而控制不同的功能;另一種是量的差別,核糖體對于不同的mRNA具有不同的‘親和力’,有的與核糖體有‘眼緣’,便優(yōu)先被合成蛋白。有的‘感情生疏’,需要大量核糖體合成時(shí)才能翻譯?!敝苄裼钫f,未來團(tuán)隊(duì)將就此問題進(jìn)行深入研究。
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機(jī)) 86 10 68597289(總值班室)
編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號-1 京公網(wǎng)安備110402500047號 網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機(jī)) 86 10 68597289(總值班室)
編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有
京ICP備05002857號-1
京公網(wǎng)安備110402500047號
網(wǎng)站標(biāo)識碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號 郵編:100864
電話:86 10 68597114(總機(jī))
86 10 68597289(總值班室)
編輯部郵箱:casweb@cashq.ac.cn