Themis 对于 T 细胞中的 IL-2 和 IL-15 信号传导是必不可少的.docx

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1、Themis对于T细胞中的IL-2和IL15信号传导是必不可少的Themis的T细胞增殖T细胞特异性蛋白Themis与成熟T细胞的稳态和活化有关。刘等人。证明Themis是细胞因子依赖性CD8何0的小鼠中的T细胞稳态和体外由细胞因子IL-2或IL-15驱动的T细胞增殖。Themis促进细胞因子诱导的转录因子Stat和mTOR信号的激活，导致细胞代谢途径发生变化，从而使T细胞增殖。对来自双敲除小鼠的T细胞进行的实验表明，Themis通过降低磷酸酶Shpl的活性来刺激细胞因子信号传导。除了提供有关细胞因子受体下游信号传导的机制信息外，这些发现还将Themis确定为T细胞增殖的重要决定因素。抽象的为

2、了发挥其抗病毒和抗肿瘤功能，T细胞必须整合来自T细胞受体(TCR)的信号，TCR指示细胞保持静止或被激活，以及来自引导细胞增殖和分化的细胞因子。在成熟的CD8 T细胞中，Themis涉及整合TCR和细胞因子信号。我们研究了 Themis是否在成熟T细胞的细胞因子信号传导中起直接作用。Themis是1L-2和1LT5驱动的CD8 所必硼小鼠和体外的T细胞增殖。从机制上讲，我们发现Themis促进了转录因子Stat的激活和雷帕霉素信号传导下游细胞因子受体的机制靶标。代谢组学和稳定同位素示踪分析表明，Themis缺乏减少了糖酵解以及丝氨酸和核昔酸的生物合成，这表明Themis在触发使T细胞增殖的代谢

3、变化方面需要受体近端。Themis缺乏引起的细胞、代谢和生化缺陷在缺乏Themis和磷酸酶Shpl的小鼠中得到纠正，表明Themis通过抑制Shpl的活性介导IL-2和ILT5受体近端信号传导。一起，介绍Themis (参与选择的胸腺细胞表达分子)是一种保守的T细胞特异性基因，分别在小鼠和人类中编码636和641个氨基酸的蛋白质(/，2 )。几组使用生殖系敲除(K0) ( 3-5 2或 廿乙基-/亚娱统(ENU)诱导突变(&：8 )的小鼠，发现况运在胸唳细胞发育中起重要作用。两种类型的突变小鼠展现出相同的表型：在双阳性(CD4 + CD8 0 阶段。同样，在大鼠中，。的is的自发突变会导致CD

4、4 , T细胞发育缺陷和调节性T细胞功能障碍(9 )。上述ENU诱导的和自发的突变分布在整个蛋白质中。例如，在小鼠中爰现的突变是Y489X ( )、T512P (?)和I23N ( 8 ),而在大鼠中，这是一个4-nt插入，导致Leu处的移码和随后的过早终止(9 )oThemis组成性地结合衔接蛋白Grb2 ( 4, 4，1 )和酪氨酸磷酸酶Shpl ( 7 -75 )o Grb2/T细施受体(TCR)激活后LAT磷酸化后介导Themis和Shpl向活化T细胞(LAT)接头的募集。尽管Themis在调节Shpl活性方面的功能已被大力测试(丝，15 , 4 ),但在胸腺细胞发育的背景下，Them

5、is是否主要刺激或抑制Shpl活性以及因此TCR信号传导尚未达成共识(15 , 16).例如，一个Themis；两组对Shpl双敲除(dKO)小鼠品系的胸腺细胞发育进行了分析，但结果从完全挽救的表型(16 )到未观察到效果(15 )不等。有必要进行进一步的彻底调查。尽管Themis在胸腺细胞发育中的作用已被全面研究，但Themis在外周成熟T细胞中的作用才刚刚开始被揭示。一项使用ENU诱导的77?砌fs突变小鼠的研究报告称，Themis是由疟疾感染引起的脑发病机制所必需的，并且可以保护小鼠免受肺结核的侵害(口)。然而 由于该小鼠品系在Thanis般外显于1中存在T到A颠换，并导致第23位(I2

6、3N)处的异亮氨酸(D变为天冬酰胺(N),因此很难确定该表型是否代表真正的外周T细胞功能障碍或由于胸腺细胞发育受损引起的继发效应。Themis的出现绕过了这个问题条件性敲除(cKO)小鼠，其中Themis通过远端Lek启动子.驱动的Cre重组酶表达在成熟T细胞中特异性缺失(17 )。使用这种菌株，Gascoigne及其同事(17 )发现Themis通过整合来自细胞因子的信号和TCR与其配体之间的低亲和力相互作用来促进CD8 T硼脩THEMIS还涉及多种人类自身免疫性疾病。例如，全基因组关联研究强调THEMIS是乳糜泻(丝，19 )炎症性肠病(20 )和多发性硬化症(21 )的危险因素。尽管缺乏

7、对THEMIS在这些疾病中作用的深入分析，但一项研究报告了 S在活动性乳糜泻患者中的更高mRNA表达水平(19 )。此外,根据THEMIS的8个外显子之间的可变剪接方案，一份报告发现，在CD42THEMIS外显子1的使用增加T细胞与针对多发性硬化症的保护有关(名)。据报道，除自身免疫性疾病外，THEMIS还与感染有关。人类T细胞白血病病毒1型(I1TLV-1)可感染人类T细胞并引起成人T细胞白血病-淋巴瘤和炎症性疾病。据报道，HTLV-1碱性亮氨酸拉链(bZIP)因子(HBZ)可以结合THEMIS并导致T细胞过度增殖(23) o所有这些发现都强调了 THEMIS在T细胞生物学中的重要性，并提高

8、了将THEMIS靶向用于治疗目的的可能性。在一项研究中，研究人员发现，在4-1BB嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞中,THEMTS-SHP1复合物被4-1BB细胞内结构域募集到CAR信号体，导致CAR-CD3c磷酸化减弱。当他们敲除这些细胞中的THEMIS或SHP1时，CAR-CD3 c的基础磷酸化增加(型)。然而，作者没有测试这种操作是否会增强4-1BB CAR-T细胞的抗肿瘤功能。在这项是否在成熟E T细胞的细胞因子信号传导中发挥作用。如上所述，已经表明Themis通过整合来自细胞因子的信号和TCR与其配体之间的低亲和力相互作用来促进CD8 -细胞出然而，重要的是要知道Themis是否直接

9、在细胞因子信号传导中发挥作用，特别是考虑到白细胞介素7 (IL-7)和ILT5是T细胞稳态所需的主要细胞因子这一事实(竺)。此外，IL-2是目前体外扩增CAR-T细胞或肿瘤浸润性T细胞用于过继细胞治疗的主要细胞因子(26 ), IL-7和ILT5正在为此目的进行测试( 纪2)。几-2、IL-7和IL-15都属于共同的丫链（yc）细胞因子家族，因为它们的受体共享一个YC,并且1L-2和1L-15的受体也共享一个B链亚基除了它们特定的a链亚基（ 在这里，我们表明Themis通过促进Janus激酶信号转导和转录激活因子（Jak-Stat）通路的下游激活以及雷帕霉素（mTOR）介导的机制靶点在IL-2

10、和ILT5信号传导中发挥重要作用代谢重编程。我们还表明，Shpl缺陷的引入可以挽救由Themis缺失引起的对IL-2和ILT5刺激的缺陷反应。因此，这些结果不仅揭示了 Themis以前未被重视的作用，而且还揭示了 CD8 + T细胞中常见丫链细胞因子信号传导的分子机制。结果Themis是体内细胞因子驱动的稳态CD8 T细胞增殖所必需的以前，我们已经证明Themis是CD8 T细胞稳态所必需的。这有两条证据。首先，在Themis门川心k小初，其中八江在成熟1成中帏异性崛，侬，T细胞总数显着减少，但CD4 + T细胞没有（）。其次，在过继转移模型中，Themis缺陷型CD8 T细胞在诱导的淋巴细胞

11、减少环境中增殖不良（2）。在这两种情况下，CD8 T细胞将通过TCR接收来自自身肽主要组织相容性复合物（MHC）的信号，并通过细胞因子受体接收来自稳态细胞因子的信号。因此，这两个信号的整合很可能决定了 CD8.T细胞稳态增殖的程度。以前，我们已经证明Themis是低亲和力自身肽-MHC信号传导所必需的（）；然而，尚不清楚Themis是否也参与稳态细胞因子信号传导。为了回答这个问题，我们使用了广泛用于研究T细胞稳态的OT-I TCR转基因系统（互）。wi别由小子2Kb呈递的鸡卵清蛋白肽snNFEKL,亲和力高。这种识别导致0TTTCR CD8 T细胞经历剧烈的抗原驱动的细胞增殖。相比之下，OT-

12、T TCRCD8 + T细胞在识别低亲和力内源性自身肽-MHC-I复合物时会经历温和的稳态增殖。因此，我们使用从Themis-sufficient背景小鼠0T-I 8 ;Themis 野生型（以下简称WT） Themis T细胞特异性缺失的小鼠0TT % Themis fl/fl； dLckCre,条件性敲除（cKO）小鼠（）。首先，我们混合等量的Themis充足的OT-I T细胞及其缺乏Themis的对应物，用CellTrace Violet （CTV）染料标记它们，并将它们注入Q8 /或8 2微球蛋白炒（B z勿）受体小鼠（图A） o这两种类型的供体细胞可以分别通过CTV染料和不同的同源标

13、记与受体细胞区分开来。在Cd8十受体小鼠中，由于内源性口夕基因的遗传缺失，基本上没有CD8 T细胞，从而提供了一个理想的实验系统，专注于过继转移的外源0T-I细胞。与之前的报道一致，cKO OT-I细胞在脾脏和淋巴结中的增殖比WT细胞少得多（匡LIB） o我们重复了这个实验，但使用8 2勿,小鼠作为受体。在这种情况下，由于缺乏3 2 m,基本上不存在自身肽-MHC-1复合物，因此，没有TCR信号传导来促进幼稚CD8 , T细胞的稳态增殖。在这种情况下，cKOOT-I细胞的增殖也低于WT细胞，尽管两种供体细胞类型的总体增殖能力在8 2 hi时减弱受悔小鼠与Cd8 受体小鼠相比（图IC） o因 m

14、-受体小鼠中0T-I细胞的稳态增殖完全由稳态细胞因子驱动，我们推测Themis也可能参与细胞因子信号传导。Donor ceCD45.2图lo Themis是体内细胞因子驱动的稳态增殖所必需的。（）幼稚野生型 OT-IT 细胞（OT-g； Themis 叫 Ragi；CD45.1+CD45.2s WT）或幼稚 Themis 缺陷型 OTI T 细胞（0T-I ;Themis ;Ragl ;dLck-Cre; CD45.2+, cKO）被纯化，用 CTV 染料标记，并以1:1混合。在过继转移到辐照的Cd8人或。2受体小鼠之前，通过流式细胞术评估标记效率和混合精度。（乙和丙）在Cd8，（B）或。2?

15、 / （C）受体小鼠的脾脏和淋巴结（LNs）中检查每种供体细胞类型的比例及其增殖状态（由CTV稀释曲线确定）转移后第9天。具有代表性的FACS图显示了每种供体细胞类型的百分比和CTV稀释曲线的叠加。汇总图显示了供体细胞分数和分裂指数的统计数据，如图所示。数据来自三个独立实验的一个代表，其中总共使用了三对供体小鼠（三只WT和三只cKO）和九对受体小鼠（九只和九只3 2/22 -/） o统计，配对/测试。*尸0.005。在查看器中打开Themis是IL-2和IL-15诱导的体外CD8硒增殖所必醐为了研究Themis是否以及如何参与细胞因子信号传导，我们用IL-2、IL-7或1L-15在体外培养了 0T-1细胞。这三种细胞因子都属于YC细胞因子家族，在T细胞稳态、增殖和分化中发挥重要作用（丝）。我们推断这种培养系统可以避免来自其他信号通路如TCR （ 29 ）的串扰，从而使我们能够直接揭示Themis在这些细胞因子信号通路中的作用。此外，这些细胞因子广泛用于临床或临床前研究，以扩增T细胞、肿瘤浸润淋巴细胞和CAR-T细胞（二）。我们从