(資料圖片)

8月26日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Science Advances在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）歐陽(yáng)波研究組的研究成果“Regulation of PD-L1 through direct binding of cholesterol to CRAC motifs”。該研究發(fā)現(xiàn)膽固醇分子可以直接與PD-L1跨膜段的兩個(gè)CRAC基序結(jié)合，形成類(lèi)似于“三明治”樣的結(jié)構(gòu)，來(lái)調(diào)控細(xì)胞膜上PD-L1的穩(wěn)定性和降解。

膽固醇是人體細(xì)胞膜的主要成分之一，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性。膽固醇也是體內(nèi)合成類(lèi)固醇激素的重要原料。正常情況下細(xì)胞中的膽固醇水平在多個(gè)不同層次受到嚴(yán)格調(diào)控，以維持身體正常生理功能。而腫瘤細(xì)胞中膽固醇水平往往比較高，膽固醇代謝異?；钴S，以滿(mǎn)足腫瘤細(xì)胞快速增殖、侵襲以及轉(zhuǎn)移的需求。

近年來(lái)許多研究表明，膽固醇可以通過(guò)直接與膜蛋白結(jié)合，參與調(diào)控許多膜蛋白的結(jié)構(gòu)和功能，并鑒定出了多個(gè)膽固醇結(jié)合的基序。PD-L1是腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)的配體分子，與T細(xì)胞中的PD-1抑制受體結(jié)合后，能夠抑制T細(xì)胞功能，達(dá)到腫瘤免疫逃逸。蛋白序列分析表明人源PD-L1的跨膜區(qū)域包含了兩個(gè)經(jīng)典的CRAC膽固醇結(jié)合基序。那么，腫瘤細(xì)胞中高水平的膽固醇和高表達(dá)的PD-L1之間是否存在直接聯(lián)系呢，膽固醇是否對(duì)PD-L1起調(diào)控作用呢？

為驗(yàn)證這一猜想，研究者們首先通過(guò)生化和細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)證明了膽固醇可以穩(wěn)定細(xì)胞膜上的PD-L1，降膽固醇藥物辛伐他汀和膽固醇清除劑甲基β環(huán)糊精的加入都會(huì)降低細(xì)胞膜上PD-L1的水平，增強(qiáng)PD-L1的降解。然后，他們解析了PD-L1跨膜和胞內(nèi)段（PD-L1-TC）的結(jié)構(gòu)，利用核磁滴定鑒定了PD-L1-TC與膽固醇結(jié)合的位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)膽固醇可以直接結(jié)合在PD-L1跨膜段的兩個(gè)CRAC基序上。分子動(dòng)態(tài)模擬進(jìn)一步確認(rèn)了PD-L1-TC可以穩(wěn)定地與兩分子膽固醇結(jié)合。功能實(shí)驗(yàn)表明，去除膽固醇和突變膽固醇的結(jié)合位點(diǎn)都會(huì)導(dǎo)致PD-L1更容易降解，細(xì)胞中PD-L1的水平下降。該發(fā)現(xiàn)提出了一個(gè)新的調(diào)控PD-L1穩(wěn)定性的分子機(jī)制，為以PD-L1為靶點(diǎn)的相關(guān)腫瘤免疫療法提供了新思路。

分子細(xì)胞卓越中心王倩博士生和曹云雷碩士（現(xiàn)上海交大博士研究生）為本文的共同第一作者。分子細(xì)胞卓越中心歐陽(yáng)波研究員和溫茂榮副研究員以及天津醫(yī)科大學(xué)王樹(shù)青副教授為該論文的共同通訊作者。該研究得到了科技部資助項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金等經(jīng)費(fèi)資助。感謝張江實(shí)驗(yàn)室國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)研究（上海）設(shè)施核磁系統(tǒng)吳斌和顯微鏡成像系統(tǒng)于洋的大力協(xié)助。

文章鏈接: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq4722

膽固醇調(diào)控PD-L1穩(wěn)定性和降解的示意圖

標(biāo)簽：