PI3Kエフェクターを標的とするCRISPRスクリーニングにより、T細胞におけるLFA-1を介する接着の負の調節因子としてRASA3が同定される

SCIENCE SIGNALING
19 Jul 2022 Vol 15, Issue 743
DOI: 10.1126/scisignal.abl9169

Kristoffer H. Johansen^1,2,3,4, Dominic P. Golec^1,†, Bonnie Huang^1,3,†, Chung Park^5,†, Julie H. Thomsen², Silvia Preite^1,3, Jennifer L. Cannons^1,3, Fabien Garçon², Edward C. Schrom⁶, Christina J. F. Courrèges², Tibor Z. Veres⁶, James Harrison⁷, Meritxell Nus⁷, James D. Phelan⁸, Wolfgang Bergmeier⁹, John H. Kehrl⁵, Klaus Okkenhaug^2,*, Pamela L. Schwartzberg^1,3,*

1. ¹ Cell Signaling and Immunity Section, Laboratory of Immune System Biology, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.
2. ² Department of Pathology, University of Cambridge, Tennis Court Road, Cambridge CB2 1QP, UK.
3. ³ National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.
4. ⁴ Section of Experimental and Translational Immunology, Department of Health Technology, Technical University of Denmark, Kongens Lyngby DK-2800, Denmark.
5. ⁵ B-Cell Molecular Immunology Section, Laboratory of Immunoregulation, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.
6. ⁶ Lymphocyte Biology Section, Laboratory of Immune System Biology, National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.
7. ⁷ Cardiovascular Division, Department of Medicine, University of Cambridge, Cambridge CB2 0QQ, UK.
8. ⁸ Lymphoid Malignancies Branch, National Cancer Institute, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA.
9. ⁹ Biochemistry and Biophysics, School of Medicine, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599, USA.

* Corresponding author. Email: ko256@cam.ac.uk (K.O.); pams@nih.gov (P.L.S.)

† These authors contributed equally to this work.

T細胞を剥がす

T細胞が組織内に遊走して抗体産生を刺激するためには、他の細胞に接着し、放出されなければならない。インテグリンLFA-1はT細胞の接着を促進し、LFA-1の活性化には、脂質セカンドメッセンジャーPIP₃を生成するキナーゼであるPI3Kが必要である。Johansenらは、PIP₃結合タンパク質のうち、その欠損によりT細胞のLFA-1リガンドとの結合能力が変化するものを同定するように設計されたスクリーニングにおいて、GTPase活性化タンパク質RASA3がLFA-1の阻害因子であることを明らかにした。接着の亢進により、RASA3を欠損したT細胞はリンパ節への侵入またはリンパ節からの退出が障害され、RASA3欠損T細胞を有するマウスは免疫応答に異常があった。したがって、RASA3は、T細胞のLFA-1依存性接着を終結させ、遊走やその他のT細胞機能を可能にするために不可欠である。

要約

インテグリンリンパ球機能関連抗原1（LFA-1）は、細胞間接着分子1（ICAM-1）およびICAM-2との相互作用を介して、T細胞の遊走、接着、活性化の調整に役立つ。LFA-1はケモカイン受容体およびT細胞受容体（TCR）の結合時に、ホスホイノシチド3-キナーゼ（PI3K）とその産物であるホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸（PIP₃）によって部分的に仲介される過程であるインサイドアウトシグナル伝達を介して、活性化される。PI3KがLFA-1活性化において果たす可能性のある役割を検討するために、われわれは、既知および潜在的なPIP₃結合タンパク質を標的とするCRISPR/シングルガイドRNAのライブラリを設計し、初代培養マウスT細胞のICAM-1結合能力に対する作用についてスクリーニングを行った。LFA-1のICAM-1との結合を調節する複数のタンパク質が同定され、その中にRap1およびRas GTPase活性化タンパク質であるRASA3があった。RASA3はT細胞においてLFA-1の活性化を抑制すること、RASA3の発現はT細胞活性化により急速に低下すること、RASA3の活性はPI3Kによって阻害されることがわかった。マウスにおいて、T細胞のRASA3の欠損により、Rap1活性化の亢進、リンパ節侵入および退出の異常、T依存性免疫応答の障害が生じた。われわれの結果は、T細胞の遊走、恒常性、機能におけるRASA3のきわめて重要な役割を明らかにしている。