Science：PD-1抑制T细胞机制大改写！科学家首次发现，仅凭未磷酸化的胞内区，PD-1就能抑制T细胞活化

过去二十年，肿瘤免疫治疗最成功的案例之一，就是针对PD-1/PD-L1的检查点抑制剂。简单说，T细胞表面有个刹车分子叫PD-1，肿瘤微环境里的细胞会踩下这个刹车，让T细胞失去攻击力。而PD-1抗体药物，就是把这个刹车松开，让T细胞重新去杀肿瘤。

但PD-1究竟是怎么“踩刹车”的？教科书上的答案是：

PD-1被激活后，其胞内段的酪氨酸发生磷酸化，继而招募SHP1、SHP2等磷酸酶，降低下游

信号分子

的磷酸化水平，从而削弱T细胞活化信号

。

这个模型统治了很多年，但它一直有几个说不通的地方。比如，把SHP1或SHP2敲掉，T细胞的表现并不像PD-1被敲掉那样；再比如，有些抑制性受体根本没有教科书里说的那种磷酸化位点，却照样能抑制T细胞。

今日，

Science

杂志发表了一篇


Andrey S. Shaw团队的最新论文，提出了一条与经典模型截然不同的抑制路径。

研究发现，

PD-1与配体结合并在免疫突触处富集后，




PD-1还可以不依赖酪氨酸磷酸化和SHP1/SHP2招募，




直接利用未磷酸化的胞内区干扰T细胞中




用于组织和放大信号的分子聚集平台，从而抑制T细胞活化；而当关键酪氨酸被磷酸化后，这种凝聚抑制作用反而消失。

进一步研究表明，这一作用主要依赖PD-1胞内无序区的生物物理特征，而非经典的SHP2招募；类似的凝聚抑制现象还出现在TIGIT、FcγRIIB和LAG3等其他抑制性受体中

。

近年来

，生物分子凝聚体被认为是细胞组织信号反应的一种重要方式

。与具有固定膜结构的细胞器不同，这类结构主要依靠蛋白质之间大量、动态的多价相互作用形成，可以在局部富集特定分子，从而提高生化反应效率。

在T细胞中，

TCR受到抗原刺激后，支架蛋白LAT会发生磷酸化，并进一步招募GRB2、SOS1等信号蛋白。这些分子彼此交联，逐渐形成LAT凝聚体

，也被称为

信号微簇

，对后续T细胞信号的传递和放大十分重要。

基于这一背景，研究团队考察PD-1是否会影响LAT凝聚体。

研究人员首先在T细胞中标记LAT，直接观察TCR激活后的LAT凝聚体形成。刺激TCR和CD28后，大量LAT微簇迅速出现；

当同时激活PD-1时，LAT凝聚体明显减少，T细胞铺展也受到抑制。相比之下，删除PD-1胞内结构域，或者将ITIM和ITSM中的两个酪氨酸突变为苯丙氨酸后，这种抑制效应基本消失

。

随后，研究团队


在人工模拟细胞膜的

脂质双层体系

中，


用LAT、GRB2和SOS1重构了LAT凝聚体。结果出现了一个出乎意料的现象：未磷酸化PD-1胞内结构域能够剂量依赖性地抑制LAT凝聚，而当PD-1的两个酪氨酸被磷酸化后，抑制作用反而消失；将酪氨酸换成苯丙氨酸同样无法抑制凝聚。

这一

结果直接挑战了“PD-1必须依赖酪氨酸磷酸化才能发挥抑制作用”的传统认识

。

为了弄清PD-1究竟如何干扰LAT，研究人员利用表面等离子体共振、荧光漂白恢复、

荧光相关光谱

和FLIM-FRET等多种方法追踪分子相互作用。

结果显示，

未磷酸化PD-1可与磷酸化LAT发生直接相互作用

，并明显降低LAT在膜上的横向扩散速度，同时减少GRB2-SOS1与LAT的结合。换句话说，

PD-1先“占住”或遮挡LAT上的相互作用界面，使其更难与GRB2等分子建立足够密集的多价相互作用网络，从而阻断凝聚体形成

。

细胞中的信号变化也支持这一机制。PD-1激活后的早期阶段，LAT的磷酸化并未立即下降，但LAT下游



SLP76



和ERK的磷酸化已经受到抑制，提示PD-1的作用点位于LAT完成磷酸化之后，而并非简单阻止上游激酶启动。

最后，研究人员还考察了其他免疫抑制性受体，

发现TIGIT、LAG3和TIM3也能够不同程度抑制LAT凝聚，而CTLA-4在这一体系中的作用并不明显

。TIGIT和FcγRIIB中的酪氨酸同样可以由色氨酸替代而保留抑制能力；甚至

不含经典酪氨酸抑制基序的LAG3，也可依靠其富含负电荷的胞内序列发挥类似作用

。

这些结果提示，不同抑制性受体虽然结构并不完全相同，但都可能通过自身胞内区域干扰LAT凝聚体形成，从而抑制T细胞信号。

这一发现也意味着，免疫检查点对信号的调控可能不仅发生在“某个蛋白是否被磷酸化”的化学反应层面，还发生在信号分子能否被组织成高效反应网络的空间层面。作者进一步提出，PD-1磷酸化及SHP2招募甚至可能承担某种动态调节作用，使PD-1重新回到未磷酸化状态，不过这一解释目前仍属于机制推测。