钙离子(Ca2+)的涌入依赖于KCa3.1离子通道的激活,这一过程对T细胞和B细胞的功能至关重要。明确KCa3.1的调节机制将有助于开发针对自身免疫性疾病和移植排斥反应的治疗策略。早期研究已证实,KCa3.1可以被PI(3)P间接激活。最近,纽约州立大学医学院药理学系的Shekhar Srivastava及其团队发现了PI(3)P激活KCa3.1的中间体——NDPK-B,相关研究成果已于12月8日发表在《Molecular Cell》杂志的电子版上。
KCa3.1的羧基端包含14个氨基酸残基,这些残基是PI(3)P调节的关键位点。研究人员通过酵母双杂交实验,发现NDPK-B作为相互作用的辅助因子。转染细胞中KCa3.1与NDPK-B发生免疫共沉淀,且T细胞内源性蛋白也显示出相互作用。
NDPK-B的过表达能够显著激活全细胞KCa3.1通道的活性;而NDPK-B的激酶无活性突变体(kinase inactive mutant)或NDPK-A则无法激活KCa3.1。此外,使用wortmannin抑制细胞内的PI(3)P会导致KCa3.1通道失活,表明NDPK-B的激活作用需要额外补充PI(3)P。
KCa3.1的第358位点的组氨酸残基位于C末端的14个氨基酸序列中,且需要PI(3)P的调节。与之相比,相关的KCa2.1、KCa2.2和KCa2.3通道在第358位点是天门冬氨酸,这些通道不依赖于PI(3)P的调节,且无法被NDPK-B激活。体外实验表明,KCa3.1的C末端可以被NDPK-B磷酸化。His358的突变会导致NDPK-B无法激活通道,而这些突变的通道对PI(3)P抑制效应的抵抗力增强。
对活化的CD4+ T细胞进行mRNA分析显示,编码KCa3.1的基因表达量上升;而通过siRNA下调NDPK-B的活性则导致活化T细胞中的KCa3.1通道活性下降,但不影响其他K+通道的活性。
KCa3.1通道的激活使细胞膜超极化,为Ca2+的涌入提供了动力。实验结果表明,RNAi沉默NDPK-B后,Ca2+在活化的T细胞中的涌入能力显著下降。这一发现表明NDPK-B在调节T细胞功能中发挥了重要作用。
这些研究结果为“组胺酸磷酸化调节哺乳动物生理过程”提供了新的模型,并阐明了“组胺酸磷酸化对离子通道活性的调节”机制。NDPK-B在CD4 T细胞活化过程中的关键作用,有助于探索激活T细胞的新途径。