TCR作為T細胞活化的第一信號通過識別抗原MHC啟動跨膜信號，觸發位于CD3胞質段（cytoplasmic domain, CD3_CD）的免疫受體酪氨酸激活基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motifs, ITAMs）磷酸化，從而激活T細胞下游的系列反應介導特異性免疫應答。TCR/CD3復合體的信號機制一直是適應性免疫領域探索的核心科學問題，其中膜脂類物質作為細胞膜的主要成分可參與膜蛋白TCR／CD3復合體的信號調節。王鋒團隊前期發現CS可通過取代膽固醇破壞TCR的聚集并抑制TCR信號轉導。哈爾濱工業大學黃志偉課題組最近通過結構生物學技術證明CS與TCR的結合比膽固醇具有更強的競爭性。中國科學院許琛琦課題組系列工作提出了TCR-CD3復合體變構模型，證明細胞膜內酸性磷脂（-）與CD3_CD區域（+）通過電荷相互作用，將CD3亞基胞內段的ITAM鎖定在細胞膜抑制TCR信號，而Ca²⁺刺激可破壞這種結合釋放ITAM啟動TCR信號傳導。

上海交通大學醫學院/上海市免疫學研究所王鋒課題組在美國癌癥研究協會（AACR）旗下學術期刊Cancer Immunology Research發表了題為Enhancing the antitumor immunity of T cells by engineering the lipid-regulatory site of the TCR/CD3 complex的研究論文。該研究揭示天然代謝產物硫酸膽固醇（Cholesterol sulfate, CS）對T細胞受體（T cell receptor, TCR）信號調控的新機制——CS可通過結合CD3ε亞基，影響TCR／CD3復合體構象。通過對CD3ε關鍵調節位點的突變設計，可以提升T細胞信號和抗腫瘤活性，從而為實現TCR/CD3復合體的工程優化，應用于TCR-T細胞腫瘤免疫治療提供了新策略。

上海交通大學醫學院上海市免疫學研究所王鋒研究員為論文通訊作者，博士研究生梁文華，博士后蟻瑞榮（已出站），科研助理王為芳為論文的共同第一作者。研究還得到華東師范大學張楫欽博士和劉明耀教授等的大力支持。該研究工作受國家自然科學基金委員會，國家重點研發計劃，上海市科學技術委員會，上海市地方高水平大學協同創新團隊和醫學基因組學國家重點實驗室等經費支持。
 

圖片來源：《Cancer Immunology Research》
（https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-21-1118）

研究材料與方法
在這項研究中，研究人員使用了由賽業生物提供的C-NKG免疫缺陷小鼠（產品編號：C001316）構建了皮下人源黑色素瘤模型，過繼回輸利用CRISPR/cas9技術定點編輯的TCR-T細胞（CD3ε的第191位的氨基酸I為A），監測小鼠腫瘤生長情況。

技術路線

研究結果

CD3ε-I/A工程化修飾的1G4 T細胞有效控制C-NKG小鼠A375-NY-ESO-1腫瘤進展[1]

利用體外編輯過的CD3ε-I/A 1G4 T細胞過繼回輸至人黑色瘤荷瘤小鼠，小鼠腫瘤生長曲線表明通過基因編輯關鍵結合位點解除硫酸膽固醇對TCR的信號抑制，可有效提升人源TCR-T細胞的抗腫瘤免疫，在已有鼠源TCR-T結果的基礎上，進一步加深了本研究所闡述的對TCR-T工程化改造方式在臨床治療中的應用前景。

研究結論
該研究首次通過揭示TCR／CD3復合體信號調節機制，實現理性設計信號增強型TCR-T細胞的腫瘤免疫治療策略，為日后進一步在臨床上提升實體瘤免疫細胞療效奠定了堅實的理論基礎。

原文檢索：
[1]Liang, Wenhua et al. “Enhancing the Antitumor Immunity of T Cells by Engineering the Lipid-Regulatory Site of the TCR/CD3 Complex.” Cancer immunology research vol. 11,1 (2023): 93-108. doi:10.1158/2326-6066.CIR-21-1118