热休克蛋白在内源性抗原提呈进程中的研究
进展
【摘要】 热休克蛋白(HSPs)参与经典内源性抗原提呈进程:(1)胞质中HSP70具有抗原肽结合能力和ATP酶活性,能与TAP结合介导初步修饰的抗原肽进入内质网;(2)内质网腔中的gp96具有抗原肽结合能力和氨基肽酶活性,能与进入内质网中的抗原肽结归并对其再次进行修饰,使之能与MHC-I类分子结合。HSPs可介导肿瘤抗原交叉提呈:HSPs-肿瘤抗原肽复合物作为外源性抗原,可通过APC表面CD91分子介导的交叉提呈途径,激活特异性CD8+CTLs,产生细胞免疫应答效应。
【关键词】 热休克蛋白;抗原提呈;CD91
热休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)作为胞内含量丰硕的可溶性蛋白,分为多个家族,其中胞浆中的HSP70和位于内质网的HSP90家族成员gp96是重要的多肽结合蛋白。他们能与细胞内抗原肽结合,参与内源性抗原的加工和提呈。本文以肿瘤抗原为例,探讨HSPs在内源性抗原提呈进程中的作用。
1 HSPs在经典内源性抗原加工、提呈进程中的作用
Malkovaky[1]从整体水平上探讨了HSP70对肿瘤抗原加工提呈的阻碍。他们发觉:人B16黑色素瘤细胞系低表达MHC-I类分子,该肿瘤细胞对内源性抗原肽的提呈能力微弱,不能有效激活特异性CD8+细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytes,CTLs)。据此,他们用HSP70基因转染人B16黑色素瘤细胞系,使之稳固过量表达HSP70。结果发觉,此种B16黑色素细胞瘤表面肿瘤抗原肽-MHC-I类分子复合物表达显著增高,能有效激活特异性CD8+CTLs。在上述工作基础上,他们别离用稳固高效表达HSP70的B16黑色素瘤细胞和未转染HSP70基因的B16黑色素瘤细胞接种小鼠,然后观看两组小鼠肿瘤生长情形。结果发觉:接种稳固高效表达HSP70的B16黑色素瘤细胞的小鼠成瘤能力差,其肿瘤数量和大小均显著低于接种未转染HSP70基因的B16黑色素瘤细胞的小鼠。上述体内外实验结果说明,HSP70参与经典内源性(肿瘤)抗原的加工和提呈。转染HSP70基因的人B16黑色素瘤细胞,因其表面肿瘤抗原肽-MHC-I类分子复合物表达显著升高,而能有效激活特异性CD8+CTLs,发挥细胞免疫效应。Chen[2]等对胞浆
中的HSP70参加内源性抗原肽加工、提呈的具体环节进行了研究。他们取得纯化的HSP70和含有内质网膜的细胞膜悬液,然后取纯化的HSP70或BSA别离与125I标记的抗原肽预孵育,使HSP70与125I标记的抗原肽结合。随后别离在两组中加入等量的细胞膜悬液,4℃作用30min,离心取沉淀物,用γ计数器,检测放射性元素cpm数值。结果发觉,与HSP70和125I标记的抗原肽共育的细胞膜悬液沉淀物(HSP70组),其125I放射性元素含量明显高于与BSA、125I标记的抗原肽共育的细胞膜悬液沉淀物(BSA组)。上述结果说明: HSP能与细胞膜(含内质网膜)相结合。取上述细胞膜悬液沉淀物,用去垢剂处置使细胞膜破碎,加入抗TAP 单克隆抗体,离心沉淀不溶性免疫复合物,取得与TAP抗体相结合的成份。经SDS-PAGE电泳,HSP70组TAP单抗沉淀物裂解液在凝胶中显现一条分子量为70kD的条带,BSA组未见分子量为70kD的条带。鉴于TAP仅存在于细胞内质网膜上,上述结果说明:HSP70-抗原肽复合物是通过其中的HSP70与内质网膜上的TAP结合的。Anotoine[3]等证明gp96具有氨基肽酶活性,能对进入内质网的抗原肽氨基结尾进行正确修剪,使其最终适宜与MHC-Ⅰ类分子结合。如:gp96对疱状口炎病毒(vesicular stomatitis virus ,VSV)表位前体抗原肽(VSV19:含19个氨基酸)N结尾进行剪切,变成含8个氨基酸的供CD8+CTLs识别的抗原表位(VSV8)。内源性抗原加工提呈进程归纳如下:(1)内源性抗原在胞质中第一与泛素结合形成泛素化抗原。此种泛素化抗原能够伸展为线状,从而进入蛋白酶体;(2)泛素化抗原经蛋白酶体作用后,其羧基结尾的氨基酸被降解,形成初步修
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