T細胞是一類關(guān)鍵的免疫細胞，在胸腺中發(fā)育成熟。胸腺T細胞的發(fā)育過程依據(jù)其細胞表面標(biāo)志物的改變，被分為各個不同的階段。不同階段的胸腺細胞由于其需要實現(xiàn)的生物學(xué)功能不同，因而在細胞表型特征上表現(xiàn)出巨大差異。值得注意的是，CD4-CD8-雙陰性（double negative，DN）胸腺細胞在β選擇（β selection）后會經(jīng)歷快速的細胞增殖，以產(chǎn)生足夠多的胸腺細胞應(yīng)對后續(xù)選擇過程中的大量細胞凋亡。與此同時，線粒體質(zhì)量和呼吸能力也在DN3時期達到了峰值，這表明了線粒體功能在早期胸腺發(fā)育中的關(guān)鍵作用。雖然現(xiàn)有的研究已提示線粒體在早期胸腺發(fā)育階段的重要性，但關(guān)于線粒體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)耦聯(lián)（mitochondria-ER contacts，MERCs）在胸腺發(fā)育中的具體功能仍然是未知的。鑒于MERCs能夠直接調(diào)節(jié)線粒體的穩(wěn)定和功能，因此研究MERCs在T細胞發(fā)育中的作用有助于我們了解線粒體和代謝適應(yīng)在編程胸腺T細胞發(fā)育命運中的作用。
2024年7月8日，浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院魯林榮教授課題組在《Developmental Cell》雜志上發(fā)表題“GRP75-dependent mitochondria-ER contacts ensure cell survival during early mouse thymocyte development”的研究論文，揭示了分子伴侶蛋白葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白75（glucose-regulated protein，GRP75）介導(dǎo)的線粒體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)耦聯(lián)在早期T細胞發(fā)育中的作用及其機制。
在本研究中，研究人員首次在DN胸腺細胞中觀察到了MERCs階段特異性的富集，且與IP3R-GRP75-VDAC復(fù)合物成分的mRNA水平在DN期階段性表達升高高度一致。其中GRP75是介導(dǎo)這一相互作用復(fù)合物形成的最關(guān)鍵栓系蛋白，因此研究人員構(gòu)建了在胸腺T細胞發(fā)育早期特異性敲除Hspa9（編碼GRP75）的小鼠，用以作為模型來研究IP3R-GRP75-VDAC復(fù)合物介導(dǎo)的線粒體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)互作在胸腺發(fā)育早期的作用。研究發(fā)現(xiàn)，GRP75缺失導(dǎo)致了胸腺DN細胞中線粒體應(yīng)激的發(fā)生和線粒體DNA的釋放，mtDNA進一步激活了I型干擾素信號及其下游脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，最終導(dǎo)致DN3胸腺細胞的存活和分化受損。而干擾I型干擾素信號受體的表達可以部分挽救這一缺陷表型，證實了這一通路的活化在胸腺發(fā)育缺陷表型中的貢獻。
這一研究為MERCs及介導(dǎo)其形成和穩(wěn)定的重要分子GRP75在早期胸腺細胞發(fā)育中發(fā)揮的關(guān)鍵作用提供了研究證據(jù)，并為線粒體損傷如何導(dǎo)致胸腺發(fā)育障礙提供了機制解釋。在本研究的同時，研究人員還發(fā)現(xiàn)線粒體應(yīng)激造成的早期胸腺T細胞死亡是一種混雜的死亡方式，單一的死亡方式抑制均無法挽救GRP75缺失造成的胸腺發(fā)育缺陷表型，這與發(fā)育后期選擇階段以凋亡為主的死亡方式不同，進一步確證胸腺發(fā)育過程中的階段特異性細胞命運調(diào)控。
浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院魯林榮教授為該論文的通訊作者，浙江大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院博士研究生趙帆，王鵬飛和上海市免疫治療創(chuàng)新研究院的崔則瑾博士為論文的共同第一作者。課題得到了國家自然科學(xué)基金委員會和上海本土高水平大學(xué)創(chuàng)新研究團隊等項目的資助。
