對於貼附型免疫細胞移行時CD81能調控細胞膜的突起以及RAC-1的活性

CD81 is essential for the formation of membrane protrusions and regulates Rac1-activation in adhesion-dependent immune cell migration

Quast, T., et al. 2011. Blood. 118(7): 1818-1827.

報告者：Ming-Zhang Lin (林明璋)                                     時間：15:00~16:00, Dec. 28, 2011

講評老師Dr. Bei-Chang Yang (楊倍昌 博士)                    地點：Room 601

摘要：

CD81屬於四穿膜蛋白超級家族(tetraspanin superfamily)之一員，是第一個被發現的C型肝炎病毒的接受體，在CD81缺陷的母鼠可發現受精機率下降，也能發現小鼠啟動免疫機制的能力非常遲緩，原因在於CD81也參與免疫突觸 (immune synapse)的形成，CD81會與CD19/CD21//Leu13 形成複合物，進而調控B 細胞的活化。過去研究指出CD81參與Protein kinase C在細胞膜上的組成結構，Protein kinase C 對於integrin的活化扮演著調控的角色，而我們知道integrin對於細胞移行時非常的重要，藉此可得知CD81對於細胞移行(cell mobility)、細胞生長(cell growth)、貼附(adhesion)關係非常密切，本篇研究作者欲探討CD81是如何影響貼附型的免疫細胞移行。在2D環境下觀察CD81活性受到抑制的樹突細胞，細胞趨化的能力受損，螢光顯微鏡曠時影片中也能觀察到抑制CD81活性的樹突細胞移行能力嚴重受損。進一步研究這其中的機制，作者發現CD81能影響細胞膜的突起，當抑制CD81活性後的樹突細胞無法形成層狀足(lamellipodia)，該結構對於細胞的移行非常的重要，Rac-1在過去研究已經指出對於層狀足的形成扮演關鍵的角色，本篇研究發現CD81扮演了一個調控Rac-1上游的角色。然而在抑制了CD81活性後同樣會影響樹突細胞與貼附因子 ICAM-1或是Fibronectin的作用，作者懷疑CD81是否也同時調控了integrin的活性，透過integrin活化型式的單株抗體以流式細胞儀分析以及全反射螢光顯微鏡Total Internal Reflection Fluorescence Microscope觀察發現CD81無法影響integrin的活化，但CD81在樹突細胞上的分布位置與β1-integrin、β2-integrin、F-actin的位置非常重疊，集中在細胞邊緣，雖然CD81無法調控integrin活性，但可能參與細胞移行時細胞膜突起的形成。本篇研究的順序是先看2D環境下CD81對於樹突細胞移行的調控，接著再去看3D環境下CD81調控細胞移行的關係是否依然存在。在抑制了3D環境所培養的樹突細胞CD81活性發現並不會影響樹突細胞的趨化，在螢光顯微鏡曠時影片也可觀察到抑制了CD81活性後，對於3D環境下樹突細胞的移行並沒有影響，但在3D環境下抑制Rac-1則發現細胞移行能力嚴重受損，因此本篇最重要的發現在於: CD81對於2D環境貼附依賴型的免疫細胞進行移行時是重要的，但對於3D環境不依賴貼附的免疫細胞移行時則是不被需要的，然而Rac-1在3D環境下是如何在不藉由CD81的影響而調控細胞移行，這個疑點作者並未做解釋尚待解決。

參考資料：

1.      Zhang, X. A.,et al. Transmembrane- 4 superfamily proteins associate with activated protein kinase C and link PKC to specific beta-1integrins. 2001.  J Biol Chem. 276(27): 25005-25013.

2.      Krämer, B.,et al. Regulation of NK cell trafficking by CD81. 2009.  Eur J Immunol. 39(12): 3447-3458.