10月21日，《美國(guó)科學(xué)院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS）在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所姚依昆研究組合作研究論文“AMBRA1 controls the translation of immune-specific genes in T lymphocytes“。該研究篩選并鑒定出FAS介導(dǎo)的T細(xì)胞死亡過(guò)程中的關(guān)鍵調(diào)控蛋白AMBRA1（Activating molecule in BECN1-regulated autophagy protein 1），揭示了AMBRA1在翻譯水平控制TCR信號(hào)傳導(dǎo)、T細(xì)胞周期和T細(xì)胞死亡的新機(jī)制。
抗原刺激T細(xì)胞受體后，T細(xì)胞會(huì)迅速活化，并分化為效應(yīng)T細(xì)胞或記憶T細(xì)胞?；罨腡細(xì)胞快速啟動(dòng)糖酵解以產(chǎn)生能量和促進(jìn)T細(xì)胞增殖的必需成分，這一過(guò)程中T細(xì)胞需要快速合成大量蛋白。因此除轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控外，高效的翻譯水平調(diào)控在T細(xì)胞激活中同樣可能發(fā)揮重要作用。過(guò)往T細(xì)胞激活和激活誘導(dǎo)的T細(xì)胞死亡的相關(guān)研究多集中于T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄層面的調(diào)控，對(duì)T細(xì)胞翻譯水平的探究有所不足。
為了揭示介導(dǎo)T細(xì)胞死亡的新調(diào)控因子，研究人員利用全基因組CRISPR文庫(kù)篩選，發(fā)現(xiàn)支架蛋白AMBRA1在FAS介導(dǎo)的T細(xì)胞死亡過(guò)程中起重要作用。AMBRA1蛋白是一種系統(tǒng)發(fā)育保守的支架蛋白，既往研究顯示AMBRA1是自噬、E3泛素連接酶活性和細(xì)胞周期蛋白的關(guān)鍵調(diào)控因子，但未見(jiàn)AMBRA1在淋巴細(xì)胞中的功能及翻譯相關(guān)調(diào)控機(jī)制的報(bào)道。
研究人員利用流式細(xì)胞術(shù)、免疫印跡及一系列功能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了敲除AMBRA1能夠降低FAS蛋白表達(dá)，抑制FAS途徑誘導(dǎo)的T細(xì)胞凋亡。進(jìn)一步的機(jī)制探究中，研究人員利用OPP摻入結(jié)合點(diǎn)擊化學(xué)，蔗糖梯度離心分離核糖體及其結(jié)合的mRNA等手段，發(fā)現(xiàn)AMBRA1促進(jìn)FAS mRNA翻譯，該調(diào)節(jié)作用對(duì)于T細(xì)胞活化后FAS的完全表達(dá)至關(guān)重要。
研究人員通過(guò)RNA-seq和質(zhì)譜結(jié)果發(fā)現(xiàn)TCR信號(hào)能刺激AMBRA1表達(dá)大量增加，進(jìn)一步利用TCR下游通路抑制劑和AMBRA1 5‘UTR報(bào)告基因，研究人員發(fā)現(xiàn)存在TCR刺激誘導(dǎo)的翻譯控制通路，可在T細(xì)胞活化后通過(guò)CD28–PI3K–mTORC1–eIF4F軸增強(qiáng)AMBRA1翻譯，調(diào)節(jié)FAS和其他免疫相關(guān)基因的表達(dá)。
接下來(lái)研究人員利用一系列蛋白互作和翻譯水平檢測(cè)技術(shù)如Bio-ID, SunSET, SILAC結(jié)合mePROD等提示AMBRA1與多個(gè)核糖體蛋白互作，促進(jìn)了多種核糖體生物合成相關(guān)蛋白的翻譯。全蛋白組學(xué)分析等實(shí)驗(yàn)顯示，除了FAS，許多TCR信號(hào)基因（例如CD69、CD28、PD1和CTLA4）的蛋白翻譯同樣受到AMBRA1調(diào)控，表明AMBRA1對(duì)T細(xì)胞信號(hào)蛋白的翻譯有廣泛的影響。
綜上，該研究發(fā)現(xiàn)AMBRA1基因在TCR活化和FAS誘導(dǎo)的T細(xì)胞死亡信號(hào)的翻譯調(diào)控中發(fā)揮了重要作用，為未來(lái)研究TCR信號(hào)的翻譯調(diào)控并開(kāi)發(fā)針對(duì)翻譯調(diào)控環(huán)節(jié)的免疫療法提供了可能的方向。
中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所博士后葉德佶為該論文的共同第一作者。中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所姚依昆研究員和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院Michael J. Lenardo研究員為該論文通訊作者。該工作得到國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、衛(wèi)健委科技重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院與美國(guó)聯(lián)邦科研機(jī)構(gòu)合作項(xiàng)目等多項(xiàng)基金支持以及中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所所級(jí)公共技術(shù)中心分析測(cè)試技術(shù)平臺(tái)的支持。
原文鏈接: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2416722121
圖：TCR信號(hào)通過(guò)AMBRA1促進(jìn)下游FAS等蛋白翻譯，介導(dǎo)T細(xì)胞周期和T細(xì)胞死亡的機(jī)制
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