T细胞受体近端信号通路中SUMO化蛋白修饰的作用与机制

深入探讨TCR信号通路调节机制是彻底理解T细胞免疫反应所必需。TCR近端信号传导主要由蛋白磷酸化、泛素化、蛋白转位和相互作用等方式介导。本项目根据前期工作基础及SMUO化与泛素化通路的密切相关性，提出SUMO化蛋白修饰在T细胞受体近端信号通路中具有重要调节功能的设想。研究将首先分析可能调节TCR近端信号通路的SUMO亚型，构建干扰或超表达SUMO的稳定细胞株，利用蛋白组学方法及生物软件预测，鉴定TCR近端信号通路中可发生SUMO化修饰的靶蛋白，分析其对T细胞信号通路与活化的影响及分子机制；探索靶蛋白SUMO化修饰与泛素化修饰的对话；筛选发生SUMO化修饰的靶蛋白的SUMO E3连接酶，阐明参与TCR近端信号通路的SUMO化修饰通路；进一步利用人原代T细胞验证研究发现，系统地诠释TCR近端信号通路中SUMO化修饰的作用与机制，丰富TCR信号通路基础理论，为临床上筛选药物靶点提供新思路。

T淋巴细胞是适应性免疫系统的关键组成部分，它通过对相关抗原做出恰当的活化反应，进而统领协调机体免疫系统的各种免疫反应，保证机体有效清除入侵病原体或病变细胞，并避免自身免疫性疾病发生。T淋巴细胞的恰当活化有赖于T细胞受体信号通路复杂精细的调节方式。当T细胞表面的受体TCR与抗原呈递细胞的抗原肽-MHC复合物结合时，T细胞与抗原呈递细胞间会形成一个高度有序的融合结构——免疫突触，其形成是T细胞活化及增殖所必需。SUMO化蛋白修饰调节细胞的许多活动， 但是它是否参与调节T淋巴细胞受体TCR近端信号通路和免疫突触的形成尚不清楚。通过该课题的研究，我们发现，在受到抗原或TCR/CD28共刺激时，TCR信号通路中的关键蛋白激酶PKC-theta发生SUMO化修饰，且该修饰是SUMO1而非SUMO2/3修饰。经质谱分析以及进一步点突变鉴定，发现PKC-theta发生SUMO化修饰的2个主要氨基酸位点分别是Lys325 和 Lys506。 同时，我们通过过表达或RNA干扰几种已知的SUMO E3 连接酶，寻找PKC-theta SUMO化修饰E3连接酶，发现SUMO E3 连接酶 PIASxb能够与PKC-theta发生刺激诱导的结合，且调节PKC-theta SUMO化修饰。利用原代人或小鼠T 细胞分析PKC-theta发生SUMO化修饰对T细胞功能的影响，发现该修饰对T细胞活化和分化都是非常必要的。进一步进行体外激酶活性检测及免疫共沉淀等分析其作用机制，发现PKC-theta的SUMO化修饰基本不影响PKC-theta激酶的生化活性，但是影响它与CD28及filamin A的结合并调节成熟免疫突触结构的形成。我们的发现阐述了SUMO化修饰在免疫突触形成以及T细胞活化中的重要性，阐明了T细胞活化的新机制，为相关免疫疾病的治疗及药物设计提供了新的思路。