科学家首次证实肌动蛋白的纳米级动力学对杀伤细胞分泌裂解性颗粒至关重要

研究亮点

l F-肌动蛋白形成CTL细胞和NK细胞免疫突触网络。

l NK细胞成熟免疫突触（IS）部位的肌动蛋白网取决于Arp2/3介导的分支网和肌球蛋白IIA产生的收缩力。

l 肌动蛋白纳米级动力学参与细胞的脱颗粒作用。

l 肌动蛋白纳米级动力学是调控细胞杀伤功能的新途径。

 

研究摘要

自然杀伤（natural killer，NK）细胞是先天性免疫效应细胞，通过免疫突触的形成杀伤病毒感染的细胞和肿瘤细胞。免疫突触部位的肌动蛋白重建是实现细胞毒性作用的重要条件。活化性受体和整合素信号导致肌动蛋白的翻转和重建，这是实现细胞粘附，持久的信号传导以及最终胞吐作用所必需的。已有研究证实，NK细胞在广泛分布的肌动蛋白网络的低密度区发生裂解性颗粒的胞吐。但是，目前对突触部位肌动蛋白的动态调控以及其特殊功能，尚未在纳米水平上得到确证。

本研究利用活细胞超高分辨率显微镜揭示了NK细胞分泌裂解性颗粒时的纳米级纤维状肌动蛋白（filamentous actin，F-actin）动力学。随着细胞的伸展，免疫突触部位分支肌动蛋白的总量保持稳定（图1），其中包含分支肌动蛋白纤维和离散肌动蛋白灶。在细胞毒性T细胞中同样会产生类似的肌动蛋白结构，但在动力学发生时间上与NK细胞有所不同。肌动蛋白个别纤维的替换导致随机间隙的形成和消失，这与裂解性颗粒的定位无关（图2）。肌动蛋白的动力学取决于两个方面，包括Arp2/3介导的分支网络形成（图3）和肌球蛋白IIA产生的收缩力。研究人员利用小分子抑制剂CK666和Blebbistatin证实了肌动蛋白动力学对于杀伤性细胞的颗粒分泌至关重要（图4）。

综上所述，本研究从纳米水平上揭示了肌动蛋白纤维重排产生的复杂网络结构，在杀伤细胞分泌裂解性颗粒的过程中发挥了关键的作用。

 

图1 NK细胞不同时间肌动蛋白网络结构

 

图2 肌动蛋白分布与随机间隙和颗粒定位的比较
 

 

图3 Arp2/3抑制剂CK666添加对肌动蛋白形成的影响

 

图4 小分子抑制剂CK666和Blebbistatin对肌动蛋白形成以及颗粒分泌的影响

 

参考文献：Nanoscale Dynamism of Actin Enables Secretory Function in Cytolytic Cells, Current Biology 28, 1–14. DOI: 10.1016/j.cub.2017.12.044