immunity：抗原交叉呈递分子机制新发现！

rentianyixu

     "交叉呈递"是免疫学中一个重要的概念。受到抗原刺激的抗原呈递细胞（Antigen Presenting Cell, APC），主要是树突状细胞（Dendritic cell, DC）能够将抗原物质分解，然后与MHC分子进行装配，最后将该抗原-MHC复合体表达于细胞表面。特定的抗原-MHC复合体能够与T细胞表面的TCR进行相互作用，并配合辅助分子的相互作用达到激活T细胞的目的。其中，MHC-I-抗原复合体能够激活CD8+T细胞，而HMC-II-抗原复合体能够激活CD4+T细胞。经典的MHC-I抗原呈递依赖于胞浆中的抗原，而"交叉呈递"为MHC-I对胞外抗原的识别提供的路径。

    "交叉呈递"主要由DC实现。它能够介导非DC感染的病原体的呈递，并激活CD8+T细胞。尽管这一概念十分成熟，然而精细的分子机制却尚待研究。

    目前对于交叉呈递的机制有两种假说：1. 液泡通路。该假说认为外界的病原体分子通过内吞的作用进入胞内体中，并接受溶酶体蛋白酶切割碎片化，之后抗原物质在胞内体中与回收的MHC-I分子进行装配并再次释放至细胞表面；2. 胞内体-胞浆通路。切割后的抗原物质通过膜上的通道从胞内体中释放至胞浆中，之后被胞浆中的蛋白酶切割碎片化，最终与经典的MHC-I通路合流。目前学者普遍认为第二种假说是主要的装配方式。

     对于胞内体-胞浆通路来说，最重要的步骤是抗原从胞内体中释放到胞浆外。之前的研究通过利用外毒素A抑制"内质网相关蛋白降解元件（ERAD）"达到了抑制交叉呈递的作用，因此，一些重要的此类蛋白，包括Sec61与Derlin-1，被认为参与了交叉呈递的这一关键步骤。然而这一说法缺乏直接的证据支持。最近，来自德国波恩大学的Sven Burgdorf课题组在《immunity》杂志发表了最新的研究，证明了Sec61参与了交叉呈递中抗原从胞内体中向胞浆释放的关键作用。

首先，作者重复了前人的结果：他们用小鼠BMDC（骨髓来源的DC）与OVA抗原共同孵育，之后加入外毒素A处理（或不处理），之后将处理过的DC与OT-I或OT-II进行共培养，并检测后续的T细胞的激活情况（IL-2的表达）。结果显示，外毒素的处理能够明显抑制OT-I的激活，但OT-II的激活并不受影响。这一结果一方面说明DC存在交叉呈递的效应，另一方面了说明外毒素的处理特异性抑制了交叉呈递的过程。

之后，作者利用电转的方法将OVA-mRNA与GFP-mRNA转入BMDC内部进行胞内表达。之后将处理过的DC与OT-I进行孵育。结果显示，电转后的DC也能够刺激OT-I的激活，然而这一效应不再能够被外毒素A所抑制。之后作者通过流式与WB的结果证明了外毒素A能够抑制MHC-I -OVA复合体的形成以及胞浆中OVA的量。这一结果说明一旦成熟的抗原物质进入胞浆中，外毒素A的抑制效应就得到了解除。

外毒素A已知能够抑制多种ERAD的活性，包括Sec61与Derlin-1。首先，作者通过shRNA的方式敲低了Derlin-1的表达水平，结果显示这一方法并不能够抑制交叉呈递效应。之后，作者将目光转移到了另外一种蛋白Sec61身上。Sec61具有两个成员，Sec61a1与Sec61a2。通过RT-PCR分析，作者发现BMDC中Sec61a1的表达量要高于Sec61a2。另外，通过电转siRNA的方法将BMDC中Sec61a1的水平降低后作者发现BMDC交叉呈递的效应得到了显著的降低。而如果同时直接在胞浆中导入OVA-mRNA则这一抑制效应得到了解除，另外直接利用OT-I特异性抗原多肽刺激也不会受到Sec61a1敲低带来的负面影响。这说明Sec61a1通过调节抗原从胞内体中的释放来达到交叉呈递的目的。

之后，作者通过电镜的手段证明了Sec61a1存在于胞内体膜表面的事实。

为了进一步证明Sec61a1的生理功能。作者通过噬菌体表面展示技术筛选到了特异性识别Sec61a1的抗体（scFv片段），并找到了一类可以特异性抑制Sec61a1向胞内体募集的scFv。

之后，作者通过慢病毒转染的方式向BMDC中导入了该特异性scFv的质粒，并重复了以上实验。荧光成像结果显示，该scFv能够与Sec61a1很好地共定位，同时该scFv能够明显抑制胞浆中OVA的含量以及成熟MHC-I 抗原复合体的含量。最终的激活实验也表明该scFv能够抑制交叉呈递效应。

最后，他们利用TRIF-/-小鼠的DC发现TRIF蛋白也参与了这一交叉呈递的过程。

综上，作者利用一系列的体外实验证明了Sec61a1在介导DC交叉呈递中的重要作用。

来源：生物谷

原文链接：http://www.cell.com/immunity/abstract/S1074-7613(15)00168-5?elsca1=etoc&elsca2=email&elsca3=1074-7613_20150519_42_5_&elsca4=Cell%20Press%7CBasic%20Medical%20Science

cao1976

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