利用遺傳選擇性抑制物證實Zap70激酶的催化活性並不參與在調控型T細胞的功能上

論文: Byron B Au-Yeung., et al. A genetically selective inhibitor demonstrates a function for the kinase Zap70 in regulatory T cells independent of its catalytic activity. Nat Immunol. 11(12):1089-92 (2010)

報告者: 吳佳芸 (Chia-Yun Wu)                時間: 14:10~15:00, Apr. 20, 2011

講評老師: 徐麗君老師 (Dr. Li-Jin Hsu)             地點: Room 601

摘要:

探討激酶(kinase)在T細胞受器(T cell receptor)訊息路徑的功能角色來說，最有力的研究模式為轉殖基因剃除老鼠(transgenic knockout mice)。然而利用這樣研究模式面臨一些問題，例如成熟的T細胞數目過低、功能性的遺傳補償(genetic compensation)與多餘(redundancy)現象以及基因轉移並無彌補性等等。為解決這種種問題，發展小分子激酶抑制物(small-molecule kinase inhibitor)能專一性抑制體內的激酶(kinase)是必行的研究領域，可用以查明激酶(kinase)的催化活性在T細胞反應中的真正功能。先前文獻指出在T細胞株中保有其催化活性的Zap70缺陷蛋白可被小分子抑制物PP1的類似物專一性抑制1。但是Zap70蛋白在T細胞反應中其催化活性所扮演的角色仍存在許多未知的解。在本篇研究，作者培育出一群老鼠有表現缺陷的Zap70轉殖基因，而缺陷的Zap70蛋白可被PP1類似物-3-MB-PP專一性抑制其催化活性。研究發現Zap70的催化活性對於傳遞T細胞受器(T cell receptor)活化訊息所調控的inositol-1,34-trisposphate–calcium flex與diacylglycerol-mitogen activated protein kinase(MAPK)路徑、T細胞增殖、記憶性T細胞(memory T cell)反應以及TH1、TH2與毒殺性T細胞(cytotoxic T cell)的反應都是需要的。然而，對於調控型T細胞(regulatory T cell)執行其抑制活性的功能而言，Zap70的催化特性並不參與其中。磷酸化的Zap70可與adaptor protein-CrkII結合，而CrkII又與guanine nucleotide exchanger factor C3G結合後可活化GTPase Rap1而傳遞integrin由內向外的訊息而幫助細胞黏附性2。的確，在有無專一性抑制物-3-MB-PP1存在下，調控型T細胞(regulatory T cell)的Zap70蛋白皆會與CrkII結合而活化GTPase Rap1進而強化細胞黏附性。綜合以上結論，Zap70的催化特性並不參與在調控型T細胞(regulatory T cell)之抑制活性的功能上，而在此Zap70作為骨架蛋白(scaffolding protein)與integrin訊息傳遞連結後，調控細胞黏附性而強化與標的細胞(target cells)的距離，而利於執行其抑制者的角色。

參考資料:

1. Levin, S.E., et al. Inhibition of ZAP-70 kinase activity via an analog-sensitive allele blocks T cell receptor and CD28 superagonist signaling. J. Biol. Chem. 283, 15419–15430 (2008).
2. Gelkop, S., et al. T cell activation-induced CrkII binding to the Zap70 protein tyrosine kinase is mediated by Lck-dependent phosphorylation of Zap70 tyrosine 315. J. Immunol. 175, 8123–8132 (2005).