科學家首次證實肌動蛋白的(de)納米級動力學對(duì)殺傷細胞分(fēn)泌裂解性顆粒至關重要

研究亮點

l F-肌動蛋白形成CTL細胞和(hé)NK細胞免疫突觸網絡。

l NK細胞成熟免疫突觸（IS）部位的(de)肌動蛋白網取決于Arp2/3介導的(de)分(fēn)支網和(hé)肌球蛋白IIA産生的(de)收縮力。

l 肌動蛋白納米級動力學參與細胞的(de)脫顆粒作用(yòng)。

l 肌動蛋白納米級動力學是調控細胞殺傷功能的(de)新途徑。

 

研究摘要

自然殺傷（natural killer，NK）細胞是先天性免疫效應細胞，通(tōng)過免疫突觸的(de)形成殺傷病毒感染的(de)細胞和(hé)腫瘤細胞。免疫突觸部位的(de)肌動蛋白重建是實現細胞毒性作用(yòng)的(de)重要條件。活化(huà)性受體和(hé)整合素信号導緻肌動蛋白的(de)翻轉和(hé)重建，這(zhè)是實現細胞粘附，持久的(de)信号傳導以及最終胞吐作用(yòng)所必需的(de)。已有研究證實，NK細胞在廣泛分(fēn)布的(de)肌動蛋白網絡的(de)低密度區(qū)發生裂解性顆粒的(de)胞吐。但是，目前對(duì)突觸部位肌動蛋白的(de)動态調控以及其特殊功能，尚未在納米水(shuǐ)平上得(de)到确證。

本研究利用(yòng)活細胞超高(gāo)分(fēn)辨率顯微鏡揭示了(le)NK細胞分(fēn)泌裂解性顆粒時(shí)的(de)納米級纖維狀肌動蛋白（filamentous actin，F-actin）動力學。随著(zhe)細胞的(de)伸展，免疫突觸部位分(fēn)支肌動蛋白的(de)總量保持穩定（圖1），其中包含分(fēn)支肌動蛋白纖維和(hé)離散肌動蛋白竈。在細胞毒性T細胞中同樣會産生類似的(de)肌動蛋白結構，但在動力學發生時(shí)間上與NK細胞有所不同。肌動蛋白個(gè)别纖維的(de)替換導緻随機間隙的(de)形成和(hé)消失，這(zhè)與裂解性顆粒的(de)定位無關（圖2）。肌動蛋白的(de)動力學取決于兩個(gè)方面，包括Arp2/3介導的(de)分(fēn)支網絡形成（圖3）和(hé)肌球蛋白IIA産生的(de)收縮力。研究人(rén)員(yuán)利用(yòng)小分(fēn)子抑制劑CK666和(hé)Blebbistatin證實了(le)肌動蛋白動力學對(duì)于殺傷性細胞的(de)顆粒分(fēn)泌至關重要（圖4）。

綜上所述，本研究從納米水(shuǐ)平上揭示了(le)肌動蛋白纖維重排産生的(de)複雜(zá)網絡結構，在殺傷細胞分(fēn)泌裂解性顆粒的(de)過程中發揮了(le)關鍵的(de)作用(yòng)。

 

圖1 NK細胞不同時(shí)間肌動蛋白網絡結構

 

圖2 肌動蛋白分(fēn)布與随機間隙和(hé)顆粒定位的(de)比較
 

 

圖3 Arp2/3抑制劑CK666添加對(duì)肌動蛋白形成的(de)影(yǐng)響

 

圖4 小分(fēn)子抑制劑CK666和(hé)Blebbistatin對(duì)肌動蛋白形成以及顆粒分(fēn)泌的(de)影(yǐng)響

 

參考文獻：Nanoscale Dynamism of Actin Enables Secretory Function in Cytolytic Cells, Current Biology 28, 1–14. DOI: 10.1016/j.cub.2017.12.044