研究亮點

l F-肌動蛋白形成CTL細胞和NK細胞免疫突觸網絡。

l NK細胞成熟免疫突觸（IS）部位的肌動蛋白網取決于Arp2/3介導的分支網和肌球蛋白IIA產生的收縮力。

l 肌動蛋白納米級動力學參與細胞的脫顆粒作用。

l 肌動蛋白納米級動力學是調控細胞殺傷功能的新途徑。

 

研究摘要

自然殺傷（natural killer，NK）細胞是先天性免疫效應細胞，通過免疫突觸的形成殺傷病毒感染的細胞和腫瘤細胞。免疫突觸部位的肌動蛋白重建是實現細胞毒性作用的重要條件?；罨允荏w和整合素信號導致肌動蛋白的翻轉和重建，這是實現細胞粘附，持久的信號傳導以及最終胞吐作用所必需的。已有研究證實，NK細胞在廣泛分布的肌動蛋白網絡的低密度區發生裂解性顆粒的胞吐。但是，目前對突觸部位肌動蛋白的動態調控以及其特殊功能，尚未在納米水平上得到確證。

本研究利用活細胞超高分辨率顯微鏡揭示了NK細胞分泌裂解性顆粒時的納米級纖維狀肌動蛋白（filamentous actin，F-actin）動力學。隨著細胞的伸展，免疫突觸部位分支肌動蛋白的總量保持穩定（圖1），其中包含分支肌動蛋白纖維和離散肌動蛋白灶。在細胞毒性T細胞中同樣會產生類似的肌動蛋白結構，但在動力學發生時間上與NK細胞有所不同。肌動蛋白個別纖維的替換導致隨機間隙的形成和消失，這與裂解性顆粒的定位無關（圖2）。肌動蛋白的動力學取決于兩個方面，包括Arp2/3介導的分支網絡形成（圖3）和肌球蛋白IIA產生的收縮力。研究人員利用小分子抑制劑CK666和Blebbistatin證實了肌動蛋白動力學對于殺傷性細胞的顆粒分泌至關重要（圖4）。

綜上所述，本研究從納米水平上揭示了肌動蛋白纖維重排產生的復雜網絡結構，在殺傷細胞分泌裂解性顆粒的過程中發揮了關鍵的作用。

 

圖1 NK細胞不同時間肌動蛋白網絡結構

 

圖2 肌動蛋白分布與隨機間隙和顆粒定位的比較
 

 

圖3 Arp2/3抑制劑CK666添加對肌動蛋白形成的影響

 

圖4 小分子抑制劑CK666和Blebbistatin對肌動蛋白形成以及顆粒分泌的影響

 

參考文獻：Nanoscale Dynamism of Actin Enables Secretory Function in Cytolytic Cells, Current Biology 28, 1–14. DOI: 10.1016/j.cub.2017.12.044