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科學家首次證實肌動蛋白的納米級動力學對殺傷細胞分泌裂解性顆粒至關重要

  • 發布時間:2018-09-07
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研究亮點

l F-肌動蛋白形成CTL細胞和NK細胞免疫突觸網絡。

l NK細胞成熟免疫突觸(IS)部位的肌動蛋白網取決于Arp2/3介導的分支網和肌球蛋白IIA產生的收縮力。

l 肌動蛋白納米級動力學參與細胞的脫顆粒作用。

l 肌動蛋白納米級動力學是調控細胞殺傷功能的新途徑。

 

研究摘要

自然殺傷(natural killerNK)細胞是先天性免疫效應細胞,通過免疫突觸的形成殺傷病毒感染的細胞和腫瘤細胞。免疫突觸部位的肌動蛋白重建是實現細胞毒性作用的重要條件。活化性受體和整合素信號導致肌動蛋白的翻轉和重建,這是實現細胞粘附,持久的信號傳導以及最終胞吐作用所必需的。已有研究證實,NK細胞在廣泛分布的肌動蛋白網絡的低密度區發生裂解性顆粒的胞吐。但是,目前對突觸部位肌動蛋白的動態調控以及其特殊功能,尚未在納米水平上得到確證。

本研究利用活細胞超高分辨率顯微鏡揭示了NK細胞分泌裂解性顆粒時的納米級纖維狀肌動蛋白(filamentous actinF-actin)動力學。隨著細胞的伸展,免疫突觸部位分支肌動蛋白的總量保持穩定(圖1),其中包含分支肌動蛋白纖維和離散肌動蛋白灶。在細胞毒性T細胞中同樣會產生類似的肌動蛋白結構,但在動力學發生時間上與NK細胞有所不同。肌動蛋白個別纖維的替換導致隨機間隙的形成和消失,這與裂解性顆粒的定位無關(圖2)。肌動蛋白的動力學取決于兩個方面,包括Arp2/3介導的分支網絡形成(圖3)和肌球蛋白IIA產生的收縮力。研究人員利用小分子抑制劑CK666Blebbistatin證實了肌動蛋白動力學對于殺傷性細胞的顆粒分泌至關重要(圖4)。

綜上所述,本研究從納米水平上揭示了肌動蛋白纖維重排產生的復雜網絡結構,在殺傷細胞分泌裂解性顆粒的過程中發揮了關鍵的作用。

 

1 NK細胞不同時間肌動蛋白網絡結構

 


肌動蛋白分布與隨機間隙和顆粒定位的比較
 

 

3 Arp2/3抑制劑CK666添加對肌動蛋白形成的影響

 


小分子抑制劑CK666Blebbistatin對肌動蛋白形成以及顆粒分泌的影響

 

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

 

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