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1、1与 CD28 有关的协同刺激信号转导【关键词】 同刺激信号 免疫活性细胞的一个重要特征是细胞的活化需要两个信号刺激。当 T 细胞通过其表面的 TCR 识别由 APC 提呈的抗原肽:MHC 分子复合物时，抗原识别信号，即第一信号可通过 CD3 分子传入胞内。APC 或靶细胞与 T 细胞之间辅助分子的配对作用则可作为 T 细胞活化的第二信号。第二信号在 T 细胞活化中起重要作用。若抗原识别时没有协同刺激分子提供的第二信号，T 细胞不能充分活化，不表现效应功能，或者抗原特异性淋巴细胞凋亡，或被诱导至无能状态。最重要的协同刺激分子是 CD28，它与 B7 结合后转导的第二信号能增强细胞因子如 IL-
2、2 基因转录，促进 T 细胞增殖，并保护 T 细胞免于凋亡。然而，有关此协同刺激信号转导的确切机制至今未明。本文拟将有关这方面的研究及进展做一简要综述 13 。1 CD28 胞浆域结构2CD28 分子胞浆域含有 4 个保守的酪氨酸位点（Jurkat T 细胞中为 Tyr170， 185，188，197 ） 。其中 Tyr170 曾倍受关注 4 。Tyr170 磷酸化后，可招募含 SH-2 的信号分子，如 PI3-K。后者曾一度成为 CD28 转导的协同刺激信号途径中的研究热点 57，8 。详见下文。Tyr185，197 至今未有证据表明它们参与 CD28 信号转导 7 。近年来有实验表明 Ty
3、r188 的磷酸化可能在协同刺激中起关键作用 9 。除了这 4 个 Tyr 位点以外，CD28 胞浆域的 N 端和 C 端分别有一个双脯氨酸（diproline）基序，它们同 SH-3 结构域的作用可能在协同刺激信号转导中发挥重要作用 10， 11 。2 协同刺激信号转导机制Tyr170 曾被认为在 CD28 介导的信号途径中起关键作用，但近年来大量实验证明事实并非如此 5，6 ，8，12，13 。Tyr170有 YMNM 序列，当它磷酸化后，同 PI3-K 的 SH-2 结构域有很高的亲和力 6， 8 。PI3-K 家族包括含有 P85 亚单位的P110、，和 ，以及不含 P85 亚单位的
4、P100。同 Tyr170 作用的是 P85 亚单位。当实验中将 Tyr170 点突变为 phe 后，3YMNM 与 SH-2 作用被切断，CD28 分子不能结合 PI3-K，而且也不能诱导 Bcl-xl 的表达，使 T 细胞对于射线导致死亡的敏感性增加。说明 P85 有关的 PI3-K 在 CD28 有关的 T 细胞生存中起重要作用 8，14 。但是 Tyr170 点突变后的 T 细胞仍可分泌 IL-2，维持细胞增殖，并避免细胞被诱导至无能状态，即 T 细胞的活化不受影响。说明 CD28 介导的协同刺激信号转导不依赖 Tyr170 与 P85 的作用 6，8 。然而另一不需要 P85 的 P
5、I3-K 家族成员 P110，或许在 T 细胞活化中起作用。缺失 P110的小鼠对于 CD3 和 CD28 刺激反应诱导产生的 IFN和 IL-2 水平下降。可能的机制有待进一步研究 8 。在证实 Tyr170 与含 P85 亚单位的 PI3-K 作用与 CD28 介导的协同刺激信号无关后，人们将注意力转向探究其它可能的机制上。其中 Tyr188 以及 diproline 基序的作用引起了大家的兴趣。据 Ali Sadra 报道 9 ，它们曾应用一系列 Jurkat 细胞mCD28 突变体以鉴定 Tyr 磷酸化位点和突变后 T 细胞功能的改变。实验未证明 Tyr188 与任何特定的信号分子交联
6、，但他们发现 CD28与其天然配体 B7.2 结合后可导致此位点磷酸化，而且此位点突变后mCD28 增强 CD69 表达或 IL-2 分泌的能力将严重受损。与之相反，4Tyr170，185，197 任一位点突变均不影响 IL-2 产生或 CD69 表达。在其余三个位点全突变为 phe 的情况下，完好的 Tyr188 仍允许mCD28 传递协同刺激信号。因此，在 Jurkat 细胞的 CD28 胞浆Tyr 残基中，Tyr188 对协同刺激信号转导具有必要而且充分的作用 9 。此外， Grb2 同 CD28 分子间通过 SH3-proline 作用形成的复合物可能参与了 TCR/CD3-CD28
7、信号整合作用，引起 T 细胞活化。Grb2 是一种接头蛋白，它含有 SH2-和 SH3-两种结构域，可同多种信号分子发生作用。它的 SH3 结构域可稳定受体酪氨酸激酶和SOS 形成的复合物。也可通过 SH2 结构域同磷酸化的酪氨酸受体结合。在 Grb2 同 CD28 形成复合物的过程中，Grb2 的 SH3-结构域同CD28 分子 C 端的双脯氨酸基序作用，此过程不需酪氨酸磷酸化参与。C 端 10 或 17 个氨基酸缺失的突变体，失去了双脯氨酸基序，导致生成 IL-2 能力下降。与此同时。 Grb2 的 SH2 结构域可与CD28 的 Tyr173（鼠 Tyr170）结合，但其亲和力只有 PI
8、3-K 与CD28 结合亲和力的百分之一。Grb2 的 SH2 结构域还可同磷酸化的 CD3 分子 链的酪氨酸位点结合，虽然这种作用的亲和力远低于Zap-70 同 链的作用。Grb2 既通过 SH2 结构域同 链结合，又通过 SH3 结构域同 CD28 结合，从而促成了 TCR-CD3 复合物与5CD28 的交联，可能在 TCR-CD3 和 CD28 整体信号转导途径中发挥作用 10，11 。3 TCR-CD3 和 CD28 信号整合作用Grb2 可通过 SH3 结构域与 SOS 结合。SOS 可活化鸟苷酸交换蛋白 p21ras。在 T 细胞活化过程中，小分子 GTPase Ras 起了重要作
9、用。结合 GTP 的活化型 Ras 可调控下游多种效应分子的活性，包括 MAPK 级联反应。而其它小分子 GTP 交换蛋白，如 Rac-1，cdc40 和 Rho，则激活了 JNKs 和 p38MAPKS。p38MAPK 可磷酸化 MAPK 激活-蛋白激酶 2，激活并介导活化转录因子（ATF ）-2 的转录。JNK 磷酸化激活 c-Jun，而后者是已知的结合 IL-2 启动子的转录因子 AP-1 的成分。上述一系列信号转导途径中， ZAP-70起了重要的调节作用。ZAP-70 缺失的 Jurkat 细胞丧失了 TYR 磷酸化作用，TCR 介导的信号转导中断，而且 IL-2 的启动子及转录因子N
10、F-AT 不能发挥启动转录的作用 11，15，16 18 。激活的 TCR 复合物招募的受体 SLP-76，以及 CD28 受体和 TCR招募的 Rho 家族 GTP 交换蛋白 Vav-1，可以形成大分子复合物，引起 T 细胞活化。Vav-1 可能通过对依赖 PI3-K 的信号转导途径的直接作用在 CD28 信号途径和 TCR 信号途径的整合中起到中央调节作用 2 。64 CD28 与 IL-2 基因转录的调节单独的 CD28 与配体的结合就可以在 JurkatT 细胞和初始 T 细胞中诱导短时的早期应答转录，证明 CD28 结合可不依赖于 TCR 影响基因调节 1 。也有用 cDNA 微阵列
11、分析基因表达的实验证明CD28 的结合可以增加 CD3 的转录应答 19 。IL-2 基因转录起始点上游约-300bp 的启动子区包含了多种转录活化因子的结合位点，包括 NF-AT，NF-B，AP-1 结合位点。这些反式作用因子的共同作用，维持了转录活性的平衡 1，19 ， 20 。CD28 对于 IL-2 基因转录的调节在不同细胞系中作用不同。在 PBMC 中，B 样转录因子结合于被称为 CD28 应答元件（CD28RE ）的启动子区域，通过这种机制，CD28 介导的协同刺激增强了 IL-2 基因转录。大量研究表明，在 TCR 和 CD28 协同刺激活化的 PBMC 和肿瘤 T 细胞中，CD
12、28 不仅增强 IL-2mRNA 转录活性，而且增强了 mRNA 稳定性。对于 LPMC 和 LP 样细胞， CD28 协同刺激增强了 mRNA 稳定性，7但并不增强其转录激活的速率。近年研究表明，初始 T 细胞和肿瘤 T 细胞 IL-2 基因表达调节也不同。例如，与肿瘤 T 细胞相比，初始 T 细胞中 NF-AT 位点并不重要，而近端 AP-1 和 NF-B位点却极为关键 1 。5 CD28 协同刺激的负调节负调节是生物整体精细调节的必不可少的一部分。T 细胞活化后，负调节机制将 T 细胞应答限制在一定范围内。目前已知较为重要的负调节机制包括 CTLA-4 和 Itk 的作用。CTLA-4
13、是 CD28 的同系物，在活化的 T 细胞表面表达，它与 B7分子的亲和力远高于 CD28 和 B7 的亲和力。其胞浆区有 ITIM 基序，可抑制酪氨酸磷酸化，但其抑制 T 细胞的确切机制不明。实验表明，在适当的 CD28 介导的协同刺激存在的条件下，CTLA-4 阻碍了活化 T 细胞中 IL-2 的产生，IL-2 受体的表达，抑制了细胞周期进程。这种抑制作用发生在初始 T 细胞活化后，但它并不诱导 T 细胞凋亡 22 。晚近研究表明，CTLA-4 同 B7 结合后，可能通过降低细胞核中 NF-AT 水平，抑制 IL-2 转录，从而降低 CD3/CD28 介导的IL-2mRNA 产生。然而 CTLA-4 似乎对 CD28 介导的 IL-2mRNA稳定作用没有影响。另外，它还可以抑制 cyclin D3，cdk4 和 cdk68而抑制细胞周期 23 。
