T cell anergy is reversed by active Ras and is regulated by diacylglycerol kinase-α

Nat. immunol. 7, 1166-1173 (2006)

Speaker: 張有德                                                  Time: 14:00-15:00; Dec 6, 2006

Commentator: 林以行老師                                        Place: room 601

摘要：

T cell anergy指的是在T細胞在受到不完全刺激－譬如僅有T細胞受體 (TCR) 與受質的結合而缺乏共同刺激因子 (co-stimulatory factor) 下，呈現出的反應低落 (anergy) 的狀態。當anergy狀態的T細胞再次受到TCR及共同刺激因子刺激時其interleukin-2 (IL-2) 的製造會發生缺陷並且MAP kinase的活性以及細胞增殖速度都降低。儘管T cell anergy的分子機制尚未被完全釐清，其與Ras之間已被確立具有相關性¹。為了驗證T cell anergy和Ras間的關係，作者以腺病毒 (adenovirus) 作為載體，把能夠持續性活化的Ras突變種Ras61L送入由coxsackie and adenovirus receptor (CAR, 圖一) 基因轉殖鼠取出的anergy狀態之T細胞，發現這些T細胞不管是在in vivo或是in vitro所引發anergy的都會回復IL-2的製造以及MAP kinase的活性。過去針對Ras在T cell anergy狀態下活性會被抑制所提出的解釋是，anergy狀態時Crk-like (CrkL) 會透過和Casitas B lineage lymphoma (Cbl) E3ubiquitin ligase結合形成complex並被帶到細胞膜² (圖二) ，接著靠C3G這個Rap1 guanine nucleotide-exchange protein活化Rap1來競爭Ras下游的effector，使Ras無法向下傳遞訊號。但作者經由CrkL-deficient mice的Th1細胞以及transduce dominant negative Cbl的CAR-Th1細胞的實驗證實，這些不具正常功能的CrKL和Cbl的細胞仍然會被誘發anergy，說明此機制並非anergy唯一的解釋，另有其他造成anergy的途徑。隨後作者以microarray篩選出兩個跟Ras有相關性，而且在正常T細胞和anergy狀態的T細胞表現有兩倍以上差異的基因。後來作者以半定量RT-PCR確認Diacylglycerol kinase-α (DGK-α) 在anergy狀態的T細胞其mRNA和protein層級都比正常T細胞有顯著增加。已知DGK可以將DAG磷酸化成phosphatidic acid，降低了RasGRP停留在細胞膜上或是被吸引到細胞膜上的機會，進而無法活化細胞膜上的Ras (圖三) 。為了更加確認DGK-α在T cell anergy中會造成Ras活性被抑制，作者在tranduce DGK-α到CAR-Th1細胞後用anti-CD3及anti-CD28 antibody來restimulate，發現這些細胞IL-2產量降低、Erk和Jnk活性受抑制、IL-2 promoter活性降低，而且RasGRP位於膜上的比例也比較低 (圖四) 。除此之外對細胞施予DGK inhibitor可以回復其IL-2的生成，證實DGK-α在T cell anergy裡的角色。

圖一 coxsackie and adenovirus receptor    圖二 Cbl-CrKL complex示意圖

圖三 DGK間接影響RasGRP移動到細胞膜

圖四 overexpress DGK-α使得RasGRP位於細胞膜的比例顯著降低

參考文獻：

1. Fields, P., Fitch, F.W. & Gajewski, T.F. Control of T lymphocyte signal transduction through clonal anergy. J. Mol. Med. 74, 673-683 (1996)

2. Boussiotis V. A., Freeman G. J., Berezovskaya A., Barber D. L., Nadler L. M. Maintenance of human T cell anergy: blocking of IL-2 gene transcription by activated Rap1.Science 278, 124-128 (1997)