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白细胞介素12(IL-12)是促使Th1细胞分化,促进IFN-γ产生,调节细胞免疫反应的一个重要的细胞因子。它能够促进活化的T细胞及NK细胞的增殖,增强NK细胞对靶细胞的杀伤作用。IL-12主要是通过作用于细胞表面的IL-12受体(IL-12R)来发挥其生物学功能。
IL-12R属于细胞因子受体超家族,为Ⅰ型跨膜糖蛋白,与gp130高度同源。IL-12R由β1、β2两个亚单位组成,其中,β2亚单位在Th1细胞上特异性高表达且其胞内区域含有酪氨酸残基。作为IL-12R信号转导亚单位,其介导的信号转导在Th0细胞向Th1方向分化过程中发挥了非常重要的作用。当IL-12与细胞表面上具高亲和力的特异性受体结合后,激活下游的多条信号通路,进而发挥其重要的生物学功能。但是,IL-12Rβ2所介导的IL-12功能的具体的分子机制,尤其是信号通路上游的分子还不是很清楚。
本研究运用酵母双杂交技术以IL-12Rβ2胞内区部分作为诱饵蛋白,来筛选小鼠T淋巴瘤细胞cDNA文库,以寻找与其相互作用的未知蛋白,从而为进一步研究IL-12Rβ2的功能及其下游所介导的信号转导提供线索。本研究总共筛选了7×105个克隆,从长出的16个克隆中得到了13个阳性克隆,编码7种不同的cDNA a它们分别是细胞周期蛋白G相关激酶(GAK)、热休克蛋白hsp40同源物(mDj4)、跨膜蛋白9(Tmem9)、丙酮酸激酶(Pkm2)、层粘连蛋白受体1(LR1)、信号序列受体β(Ssr2)和三种未知序列。
经过进一步的筛选和分析,选择了细胞周期蛋白G相关激酶作为本研究的目的蛋白。在哺乳动物细胞中用免疫共沉淀的方法进一步确认了两者之间的相互作用,并通过缺失突变的方法确定了其相互作用的关键结构域。其中,GAK蛋白的多个结构域,至少其激酶结构域和网格蛋白结合结构域都在相互作用中发挥作用,而IL-12Rβ2胞内区的730-829位氨基酸区域(Box 2特征性结构域包含在其中)在两者的相互作用中起关键作用。
为了进一步研究GAK与IL-12Rβ2相互作用的生理学意义,将GAK过量表达在原代的活化T细胞中,发现它能够抑制IL-12诱导的IFN-γ表达,但不影响细胞增殖。同时,也发现用RNA干扰技术抑制内源性GAK的表达后,能够促进IL-12诱导的IFN-γ表达,而不影响细胞增殖。
上述结果提示了GAK能够与IL-12Rβ2相互作用,并且可能在IL-12下游信号传递过程中发挥重要的生物学功能。