丝氨酸蛋白酶抑制剂SERPINB1抑制颗粒酶H的机制研究

• 作 者: 李倩
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 颗粒酶 抑制机制 造血干细胞 自然杀伤细胞 穿孔素

自然杀伤细胞(NK cell)和细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)是机体杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞的主要效应细胞。NK和CTL细胞介导的靶细胞杀伤主要通过两种途径，Fas/FasL介导的死亡受体途径和细胞毒性颗粒胞吐途径。颗粒酶和穿孔素是细胞毒性颗粒胞吐途径中发挥作用的主要效应分子，毒性蛋白的激活和抑制必须受到严格调控以防止效应细胞的自身损伤。颗粒酶H在NK细胞中组成性高表达，主要参与NK细胞介导的靶细胞杀伤。然而，颗粒酶H的活性是如何调控的仍然未知。　　
在本研究中，我们从NK细胞系YTS的细胞毒性颗粒中鉴定到了一种丝氨酸蛋白酶抑制剂S ERPINB1。Serpin蛋白家族是一类具有变构活性的蛋白水解酶，能够抑制丝氨酸蛋白酶的活性。Serpin蛋白有一个可变的活性反应环(reactivecenter loop)，能够结合靶蛋白酶。靶蛋白酶在Serpin的活性反应环的P1位置切割，引起Serpin蛋白的构象改变和靶蛋白酶形成一个不可逆的共价复合物，从而抑制蛋白酶的活性。　　
我们鉴定到SERPINB1蛋白能够和颗粒酶H形成一个SDS无法破坏的共价Serpin-蛋白酶复合物，并且发现SERPINB1能够有效抑制颗粒酶H的活性。SERPINB1还能抑制重组颗粒酶H对细胞内生理底物ICAD和LA的切割。SERPINB1依赖其活性反应位点上343位的Phe被颗粒酶H识别并切割形成共价复合物，Phe343突变的SERPINB1不能抑制颗粒酶H的活性。我们在靶细胞中高表达SERPINB1能够抑制颗粒酶H介导或LAK细胞介导的靶细胞死亡，表明SERPINB1能够帮助肿瘤细胞逃逸免疫杀伤。这是第一次报道颗粒酶H的生理性抑制剂。SERPINB1也可能参与保护NK细胞本身免受自身颗粒酶H损伤，这一机制还有待继续研究。　　
在第二部分中，我们发现小鼠的Setdb2蛋白，作为一个可能的组蛋白H3赖氨酸甲基转移酶，能够参与调节造血干细胞向淋巴样前体细胞的分化。由于斑马鱼中Setdb2在早期胚胎发育过程中参与了背轴分化相关基因的负向表观遗传学调控，人SETDB2蛋白参与募集异染色质并调节细胞组蛋白H3K9的三甲基化，提示我们小鼠Setdb2可能通过表观遗传学修饰调控造血干细胞的分化。这个猜想值得我们深入探索。