Подобно наставнику, помогающему студентам-медикам выбирать между специальностями, белковый комплекс помогает определять судьбу развивающихся Т-клеток, St. Ученые Детской исследовательской больницы Джуда сообщили. Это исследование опубликовано сегодня в журнале Science Immunology и добавляет все больше доказательств критической роли клеточного метаболизма в иммунной системе.
Белковый комплекс mTORC1 регулирует рост и метаболизм клеток. Ул. Иммунологи Джуд обнаружили, что mTORC1 действует в ответ на сигналы внутри и вокруг развивающихся Т-клеток и пересекается с метаболической активностью, влияя на то, станут ли клетки обычными или нетрадиционными Т-клетками. К своему удивлению, исследователи обнаружили, что нарушение mTORC1 привело к метаболическим изменениям, которые способствовали развитию нетрадиционных Т-клеток за счет обычных Т-клеток.
Исследование проводится на фоне стремления использовать иммунную систему для борьбы с раком, сдерживания аутоиммунных заболеваний и борьбы с инфекционными заболеваниями."Мы знаем, что обычные и нетрадиционные Т-клетки принципиально разные," сказал автор-корреспондент Хунбо Чи, Ph.D., член Св. Джуд Кафедра иммунологии факультета. "Они экспрессируют разные рецепторы клеточной поверхности. Клетки выполняют разные функции. Но до сих пор механизм, помогающий решить их судьбу, оставался в значительной степени неизвестным."
Т-клетки играют центральную роль в адаптивной иммунной системе, действуя как элитные отряды коммандос, обученные обнаруживать и устранять определенные вирусы и другие угрозы. Развитие Т-клеток происходит в тимусе после того, как незрелые (предшественники) клетки костного мозга отправляются туда, чтобы созреть и специализироваться. Их специализация частично определяется белковыми рецепторами на поверхности клетки, известными как рецепторы Т-клеток (TCR) или рецепторы антигенов. Т-клетки зависят от рецепторов Т-клеток, чтобы распознавать мишени и реагировать на меняющиеся условия.
У людей подавляющее большинство рецепторов Т-клеток имеют альфа (α) белковые цепи и бета (β) цепи. Это обычные Т-клетки, которые широко циркулируют и находятся в селезенке и лимфатических узлах. Меньшее количество Т-клеток несут рецепторы, состоящие из гамма (γ) и дельта (δ) белковых цепей. Они принадлежат к семейству нетрадиционных Т-клеток, которые находятся в кишечнике, коже и других барьерных тканях.
Работая с моделями мышей и разрабатывая Т-клетки в лаборатории, Чи и его коллеги показали, что активация mTORC1 ускоряет выработку энергии за счет гликолиза и окисления, чтобы подпитывать анаболический метаболизм и способствовать развитию αβ Т-клеток.
Когда исследователи отключили mTORC1, метаболизм был нарушен, что было связано с уменьшением количества Т-клеток αβ и увеличением количества Т-клеток γδ.Удаление ключевого компонента mTORC1, белка под названием RAPTOR, отключило mTORC1 и изменило метаболический баланс в развивающихся Т-клетках. Это изменение снизило анаболический метаболизм, но повысило уровень токсичных молекул, называемых активными формами кислорода (АФК), и повысило активность молекулярного пути, способствующего росту клеток.
Изменение усилило развитие γδ Т-клеток в тимусе и затруднило развитие αβ Т-клеток.
Исследователи также сообщили, что экспрессия сигнатурных генов, связанных с γδ Т-клетками, была усилена у мышей, когда RAPTOR был удален из комплекса mTORC1.
"Это исследование устанавливает метаболическую сигнализацию, управляемую mTORC1, как решающий фактор в определении судьбы развивающихся Т-клеток и предполагает, что метаболические процессы являются фундаментальным механизмом, который связывает внешние сигналы с внутренними процессами, чтобы направлять судьбу иммунных клеток," Чи сказал.