文献解析|CD27-TRAF2-SHP-1信号通路在记忆相关基因调控网络中的作用机制探究

CD27

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科学家们在今年2月的《Immunity》期刊上发表了一项重要研究成果，该研究由美国Fred Hutchinson癌症中心的科研团队完成。他们利用SONY ID7000™6激光182荧光通道技术，深入探究了CD27在T细胞记忆形成中的关键作用。

研究发现，CD27通过与CD70的结合来调节T细胞的信号传导。这种结合不仅促使CD27的内化和降解，还激活了TRAF2和SHP-1等关键分子，进而影响了T细胞的信号传导路径。这一过程有助于T细胞向记忆细胞的方向发展，而非仅仅成为效应细胞。

此外，研究还表明，在抗癌方面，使用CD27进行共刺激的CAR-T细胞相较于使用CD28的CAR-T细胞表现出更佳的效果。简而言之，CD27信号在T细胞激活时对于形成记忆细胞的特性具有重要作用，这一发现对于免疫疗法的研发和应用具有深远的意义。

CD70-CD27相互作用触发受体内部化机制探究

研究者为了深入探究CD27结合后的效应，特别设计了一种CD70DT蛋白（该蛋白由CD70三聚体通过单链与Fc融合而生成的二聚体）。实验结果显示，CD70DT蛋白能够为T细胞提供共刺激作用，但并不会单独引发CD69的表达或细胞的分裂。值得注意的是，在T细胞被激活后，CD27会发生裂解，并且其表面的表达量会因CD70DT的结合而迅速下降，这一过程并不依赖于CD27 mRNA水平的变化。

进一步的研究揭示了CD27内吞作用的细节，发现这一过程是通过网格蛋白介导的内吞作用（CME）来实现的。内吞后的CD27会经过溶酶体和蛋白酶体的降解。这些发现不仅揭示了CD70结合后如何调节CD27表面表达的机制，还为理解T细胞激活及其信号传导过程提供了宝贵的见解和新的视角。

图一：CD70配体与CD27受体结合后，导致CD27受体在细胞表面的表达迅速减少

图二：CD27在细胞表面的表达水平是通过网格蛋白介导的内吞作用（CME）来进行调控的

Lck及其下游信号传导受CD27-TRAF2-SHP-1信号轴的调控

CD27在T细胞激活及信号转导过程中扮演着关键角色，它通过与TRAF2的结合来传递信号。研究表明，CD70DT与CD27的结合能增强TRAF2与CD27的相互作用，且这种相互作用能够被肌动蛋白聚合抑制剂——拉特珠菌素A（LatA）所阻断。此外，TRAF2会与SHP-1发生相互作用，而CD27的激活能够提升SHP-1的活性，进而调控Lck的磷酸化状态，这对于T细胞的激活至关重要。

同时，CD27的激活还影响了ERK1/2和AKT信号通路的磷酸化水平，这两条信号通路在细胞的增殖与存活过程中发挥着核心作用。为了进一步验证SHP-1在CD27共刺激介导的ERK1/2磷酸化调节中的关键作用，研究者采用了CRISPR-Cas9技术对SHP-1基因进行了敲除实验。这些发现不仅揭示了CD27在T细胞信号转导中的复杂机制，还为深入理解其在免疫调节过程中的作用提供了新的视角和思路。

图三：αCD3+αCD28诱导的Lck及其下游信号传导过程受到CD27-TRAF2-SHP-1信号轴的调控

CD27共刺激作用能够推迟细胞周期的进程，并有助于形成记忆细胞特性

在T细胞激活过程中，CD27共刺激扮演了举足轻重的角色。它不仅推迟了细胞周期的正常进入时间点，还有力地推动了记忆T细胞表型的塑造。与单纯依赖αCD3激活的T细胞相比，CD27共刺激显著提升了T细胞的增殖能力，并且这种增殖效应并不依赖于对CD28信号的调控。

在深入分析细胞周期状态时，研究人员发现，经过CD27共刺激的T细胞在48小时后，S期和G2+M期的细胞数量明显增多，尽管这种周期延迟效应是暂时的。然而，在长达9天的培养过程中，CD27共刺激的T细胞仍然展现出了适度的扩增能力，并且伴随着TCF1（一个与T细胞干性密切相关的转录因子）表达水平的显著提升。

此外，CD27共刺激的T细胞在代谢特征上也展现出了独特的优势，包括较低的糖酵解状态和更加优化的线粒体功能。这些代谢特性与记忆T细胞的形成和长期维持息息相关。因此，CD27共刺激在调控T细胞的增殖、分化路径以及代谢适应性方面发挥了至关重要的作用，为增强T细胞的免疫记忆功能奠定了坚实的基础。

图四：CD27共刺激有助于记忆特性的形成与强化

CD27共刺激能够触发独特的基因表达调控网络

在T细胞激活的复杂过程中，CD27共刺激扮演了一个独特的角色，它触发了一套与CD28共刺激截然不同的基因调控网络。利用单细胞测序分析技术，研究人员观察到，在T细胞被激活后的24小时，CD27共刺激能够持续维持一系列与T细胞记忆相关的基因表达，例如FOXP1和TCF7，而这些基因在CD28共刺激下却呈现表达下降的趋势。

此外，CD27共刺激还显著提升了与记忆T细胞紧密相关的表面标记物，如CCR7和SELL的表达水平，并且与DNA可及性的增加存在关联，这可能意味着CD27共刺激有助于T细胞保持其干细胞样的状态，并有效抑制其向效应T细胞的分化。

不仅如此，CD27共刺激还对T细胞的代谢状态产生了显著影响，具体表现为降低了糖酵解率并改善了线粒体功能。这些研究结果深入揭示了CD27共刺激在调节T细胞命运和功能方面所发挥的复杂且重要的作用，特别是在促进记忆T细胞的形成和长期维持方面，为我们理解T细胞的免疫记忆机制提供了新的视角。

图五：在T细胞活化初期，CD27共刺激能够触发一系列独特的基因调控途径

CD27共刺激能增强CAR-T细胞在治疗中的效用

CD27共刺激能显著提升CAR-T细胞的治疗效果，在应对慢性和急性抗原刺激时，展现出更出色的持久性和抗肿瘤活性。在针对小鼠的实验中，与CD28共刺激的CAR-T细胞相比，经过CD27共刺激的、靶向CD19的41BB_CD3ζ CAR-T细胞，在过继转移后能更好地维持B细胞再生障碍状态，同时在血液中保持更长时间的活性。在人类肿瘤异种移植模型中，CD27共刺激的CAR-T细胞不仅在肿瘤中扩增的数量更多，而且更有效地清除了肿瘤细胞。此外，这些细胞在多次再刺激后，仍能保持较高的细胞因子分泌能力和较低的耗竭表型，展现出增强的连续杀伤能力。这些发现预示着，CD27共刺激的CAR-T细胞在治疗实体肿瘤方面具有潜在的显著优势。

图6：CD27共刺激显著提升CAR-T细胞在体内的功能表现