生物行移动版

乌得勒支大学医学中心的研究人员发现了一种此前未被充分认识的机制，该机制有助于免疫细胞对感染做出快速反应。利用先进的长读长RNA测序技术，研究团队揭示了人类T细胞受体的基因座通过产生多个RNA剪接变体，增强了由单个基因座编码的受体的多样性。该研究发表在《自然-免疫学》杂志上，对人类T细胞和αβT细胞进行了长读长RNA测序（使用牛津纳米孔测序平台），并识别出数百个新的T细胞受体（TCR）剪接变体。其中一些剪接变体被翻译成蛋白质，并在细胞表面与典型的T细胞受体共同表达。这些非典型的T细胞受体可能识别此前未知的抗原（如自身抗原、肿瘤抗原、病毒抗原），并可能作为自身免疫性疾病、感染和癌症的免疫治疗新靶点。

T细胞受体（TCR）多样性的产生

T细胞受体是由T细胞受体α链（TCRA）和T细胞受体β链（TCRB）基因座编码的异源二聚体蛋白。T细胞受体多样性是通过V(D)J重组（即从种系基因片段库中组装一个功能性T细胞受体外显子）和连接多样性（在V(D)J连接处随机添加或删除核苷酸）共同产生的。αβT细胞库的多样性估计在10¹⁵到10²⁰之间。这种多样性对于识别呈现在主要组织相容性复合体（MHC）分子上的多种病原体衍生肽至关重要。

长读长RNA测序

与短读长RNA测序（如Illumina）不同，长读长RNA测序（PacBio或Oxford Nanopore）能够对单个RNA分子从5'端到3'端进行测序，而无需将其片段化。这使得研究者能够识别由可变剪接事件产生的全长T细胞受体转录本。

核心发现

1. 识别出数百个新的T细胞受体剪接变体

研究团队识别出数百个新的T细胞受体剪接变体，其中包括T细胞受体β链的可变剪接（例如，包含此前认为不含内含子的假外显子）。这些剪接变体包含新的外显子，这些外显子编码T细胞受体β链恒定区（TRBC）结构域的一部分。一些剪接变体预测可翻译成在移码后产生新的C末端氨基酸序列的蛋白质。

2. 非典型的T细胞受体表达于细胞表面

使用针对新C末端肽的特异性抗体进行的免疫染色显示，这些非典型的T细胞受体在人类T细胞的表面表达（与典型的T细胞受体αβ异二聚体共同表达）。

3. 功能影响

在T细胞受体信号传导报告细胞系中，非典型T细胞受体的过表达改变了对抗原的敏感性。

机制

典型的T细胞受体是由恒定区（TRAC、TRBC）和可变区（V、D、J基因片段）组成的异源二聚体（αβ）。该研究表明，T细胞受体基因座还存在额外的、此前未知的剪接变体，这些变体编码在C末端截短或在移码后具有新氨基酸序列的蛋白质。非典型的T细胞受体可能在胸腺选择（中枢耐受）或外周T细胞活化中发挥作用。

临床意义

1. 自身免疫性疾病的免疫治疗

非典型的T细胞受体可能识别在胸腺中不存在的自身抗原，从而导致自身免疫。识别这些非典型T细胞受体的单克隆抗体（mAbs）可被用于清除自身反应性T细胞。

2. 癌症免疫治疗

T细胞受体基因疗法（TCR-T）通常仅涉及典型的T细胞受体αβ异二聚体的过表达。该研究提示，非典型的T细胞受体基因可能作为TCR-T治疗黑色素瘤、肉瘤等癌症的新型抗原特异性T细胞受体的来源。

未来方向

1. 单细胞T细胞受体测序：将长读长T细胞受体测序与单细胞转录组学（10x Genomics）相结合，以将非典型T细胞受体的表达与特定的T细胞亚群（CD4+ vs. CD8+）和功能状态（初始、记忆、耗竭）相关联。

2. 抗原筛选：在抗原呈递细胞（如K562）中表达肽-MHC复合物文库，以筛选非典型T细胞受体所识别的抗原。

3. 蛋白质组学：利用质谱法直接鉴定从非典型T细胞受体剪接变体中翻译而来的新肽。

结论

这项发表在《自然-免疫学》上的研究使用长读长RNA测序技术在人类T细胞中识别出数百个新的T细胞受体（TCR）剪接变体。 其中一些剪接变体被翻译成蛋白质，并在T细胞表面与典型的T细胞受体共同表达。这些非典型的T细胞受体可能识别此前未知的抗原，并可作为自身免疫性疾病、感染和癌症免疫治疗的潜在新靶点。