导语：2017年8月3日，来自美国旧金山加州大学的Adam H. Courtney等在Molecular Cell上发表了题为“A Phosphosite within the SH2 Domain of Lck Regulates Its Activation by CD45”的研究文章，该研究鉴定了蛋白激酶Lck的SH2结构域中的Y192磷酸化位点对于Lck活化及TCR信号的重要作用。该Y192位点的突变会阻断TCR信号，并损害胸腺细胞发育。机制上，Y192位点的突变抑制了CD45对Lck的C端抑制性磷酸化的去磷酸化激活作用，从而使Lck无法形成激活构象，激活下游TCR信号。因此，该研究揭示了T细胞中激活性Lck含量及TCR敏感性的调控机制。
Adam H. Courtney, et al., Molecular Cell (2017)
通讯作者
Arthur Weiss
https://artweisslab.ucsf.edu/people/arthur-weiss-md-phd
Investigator, Howard Hughes Medical Institute
Ephraim P. Engleman Distinguished Professor
Department of Medicine
Division of Rheumatology
主要经历：
University of California, San Francisco，Residency，Rheumatology
主要研究：
1，抗原识别受体启动信号转导事件；
2，免疫反应启动的信号阈值调控机理；
3，免疫系统发育、正常免疫应答、自身免疫病中的信号通路调控机理。
背景
免疫系统中，T细胞表面的抗原识别受体TCR对于病原体和恶性肿瘤的抗原识别很重要，TCR在识别抗原后，引起T细胞应答反应，而这一应答反应需要信号的跨膜传递。蛋白激酶Lck可以将胞外抗原识别输入转换为TCR磷酸化信号输出，即Lck可以磷酸化免疫受体酪氨酸激活模体ITAMs中的酪氨酸残基，进而招募效应激酶Zap70，并将Zap70磷酸化激活，从而引起下游Lat等调控因子执行T细胞应答反应。因为Lck起始T细胞信号，所以其功能必须被严格控制。
Lck是SFK家族激酶的一种，其活性主要由SH2和SH3结构域及两个酪氨酸磷酸化位点Y505和Y394调节（Fig 1A）。调控结构域中的磷酸化对Lck的构象，进而对其活性有调控作用（Fig 1B）。SFK家族中HCK和SRC的相关研究表明，SH2结构域通过结合C端磷酸化的Y505维持其自抑制构象，而Y394位点的反式自磷酸化维持其活性构象。因此，Lck的磷酸化调控其构象及活性。
Fig. 1
蛋白酪氨酸磷酸酶CD45可以使Lck的C端Y505去磷酸化，从而使Lck可以通过反式自磷酸化激活。当CD45缺陷时，Lck处于自抑制失活构象，TCR信号减弱，胸腺发育受阻。然而，CD45是如何与Lck互作从而使其C端去磷酸化的具体机理仍不清晰。Csk，使Lck的C端Y505发生磷酸化的蛋白激酶。当Csk受抑制时，静息T细胞中活性Lck含量上升。当Csk缺陷时，会导致胸腺细胞发育异常，缺乏功能性TCR。尽管Csk和CD45都能调控Lck，但它们如何协调确保T细胞中适当的活性Lck含量仍不清楚。而活性Lck含量影响TCR信号起始的阈值，Lck活性如何被调控进而增强TCR信号阈值也仍不清楚。
通常，SFK的调控主要聚焦在Y505和Y394磷酸化位点上。而近期研究发现，Y192磷酸化位点对于Zap70的抑制很敏感。因为Zap70的激活对Lck激酶的活性有一个负反馈（Fig 1c），所以该Y192磷酸化位点可能参与该负反馈介导的Lck抑制，即Y192的磷酸化可以响应TCR信号。而ITK、Syk、Zap70等下游磷酸激酶可以催化Y192的磷酸化，且Y192的突变或者磷酸化可以改变SH2结构域的配体特异性。然而，该位点的磷酸化对于Lck活性的调控机理有待深入探究。
Fig. 1
关键科学问题
T细胞中活性Lck含量是如何被调控的？
Y192磷酸化位点如何影响CD45对Lck活化的调控？
结果
Fig 1：Lck敲除后，重新导入Y192变异的Lck导致信号传递缺陷。
实验设计
Fig 2：Y192突变导致TCR刺激诱导的蛋白磷酸化减弱。
Fig 3：Y192调节激酶活性及基础TCR信号。
诱导信号与基础信号
Fig 4：携带Y192突变的小鼠胸腺重建受损。
实验设计
Fig 5：运用调控性Lck激活系统揭示了Y192突变可导致CD45介导的激活缺陷。
调控性Lck激活系统
Fig 6：Lck的Y192位点和Hck的Y209位点可以直接介导CD45对它们C端的去磷酸化。
Fig 7：Lck的SH2结构域中的停泊位点介导CD45与C端去磷酸化。
模型图
讨论
Lck和CD45的互作如何促进CD45接近Lck磷酸化的C端？CD45的哪一部分参与其中？
Y192的磷酸化调控Lck活性是否存在其他的方式，如改变SH2的结合？
CD45对Lck的激活因Y192受影响，但CD45对其他底物对去磷酸化不受影响，如ITAM，进而损害TCR信号。
总结
Adam H. Courtney, et al., Molecular Cell (2017)
Y192磷酸化位点的修饰影响CD45与Lck互作及对Lck的激活，从而导致TCR信号受抑制。