CD8效應細胞的功能受到多種調節性蛋白的影響。對這些叫做“檢查點(checkpoint)”的蛋白質的鑒定以及特異性的阻斷能夠有效治療癌癥。例如,針對CD8 T細胞的抑制性受體“PD-1”的抗體能夠有效阻斷其與相應配體的結合,進而增強抗腫瘤CD8 T細胞免疫反應。然而,盡管針對CD8 T細胞抗腫瘤免疫療法已經改進了很多代,其實際的抗腫瘤效果仍然具有局限性。
NK細胞是另外一類有前景的抗腫瘤免疫治療方向。這類細胞從骨髓分化而來,具有明顯的抗腫瘤效應。NK細胞受到包括IL-12,IL-15以及IL-18等細胞因子的調節,共同決定了其抗腫瘤特性。正常細胞表面表達的一些受體,例如MHC-I則能夠抑制NK細胞的活性。
IL-15是調節NK細胞分化,穩態以及激活的重要因子。首先,相鄰細胞表面的IL-15R a亞基能夠與IL-15結合形成復合體,該復合體進一步與NK細胞表面的b亞基-r亞基異源二聚體(CD122-CD132)結合啟動信號的轉導。臨床上目前已經嘗試通過注射IL-15進行抗癌治療,但這一方法的毒性較大,因此在此基礎上優化IL-15信號是新的抗癌研究方向。
另外一方面,我們至今對于IL-15的激活與關閉分子機制了解并不清楚。CIS蛋白是一類已知的能夠抑制細胞因子信號通路的胞內調節性蛋白。CIS蛋白具有一個中心的SH2結構域,該結構與能夠與靶蛋白磷酸化的酪氨酸基序相互結合;另外,CIS蛋白C端還有一個叫做SOCS的結構域,該結構與能夠幫助其與E3泛素連接酶復合體結合,進而促進泛素化過程以及蛋白酶體介導的蛋白降解。此前研究表明CIS蛋白參與了T細胞的IL-2,IL-4等信號的胞內轉導過程。
為了研究CIS蛋白在IL-15介導的NK細胞激活過程中的作用以及其在NK細胞抗癌中的生理意義,來自澳大利亞Walter and Eliza Hall研究所的Nicholas D Huntington課題組進行了深入研究,相關結果發表在最近一期的《Nature Immunology》雜志上。
首先,作者構建了CIS缺失突變體小鼠,通過比較其NK細胞與來自野生型小鼠體內的NK細胞的表型,作者發現突變體NK細胞在增殖,殺傷以及受到IL-15刺激后的激活反應都要明顯高于對照組。
進一步,作者通過轉錄組水平的檢測,發現CIS的缺失會導致許多基因表達水平的變化,其中包括一些絲氨酸蛋白酶或其抑制劑、細胞凋亡調節因子、轉錄因子以及去泛素化酶。
通過對NK細胞進行體外檢測,作者發現CIS的缺失能夠提高IL-15的信號強度,其中JAK-STAT扮演了重要的角色。接下來,作者通過酶活檢測,發現缺失CIS后NK細胞內部蛋白激酶的酶活力有明顯的提升。
進一步,作者通過生化手段證明CIS能夠通過其SH2結構域與JAK的結合促進其蛋白酶體降解過程;另一方面,這一結合也能夠抑制其酶活性。
最后,作者通過利用小鼠的肺癌以及乳腺癌模型,證明了CIS的阻斷能夠有效降低腫瘤的惡化程度。