ITAM
ITAM(Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif,免疫受体酪氨酸激活基序)是存在于多种免疫受体(如 TCR、BCR、FcR)胞内段的关键保守序列。其经典共有序列为 Yxx(L/I)x(6-12)Yxx(L/I)。ITAM 是免疫信号转导的“总闸门”:当受体识别抗原后,ITAM 中的两个酪氨酸残基被磷酸化,进而招募含 SH2 结构域的激酶(如 ZAP-70),启动下游级联反应。在 CAR-T 疗法中,CD3 zeta 链携带的 ITAM 是诱导 T 细胞活化并开启 癌症免疫循环 的生化引擎。
信号触发机制:级联放大的逻辑
ITAM 的激活是免疫突触形成后,细胞内部发生的第一个重大生化事件:
- 邻近诱导磷酸化: 当 TCR 结合 MHC-p 后,共受体(如 CD4/CD8)募集的 Src 家族激酶(如 Lck)迅速磷酸化 ITAM 中的两个酪氨酸。
- 双 SH2 锚定: 磷酸化的 ITIM 像是一个高度特异性的接口,吸引 ZAP-70(在 B 细胞中为 Syk)结合。ZAP-70 的两个 SH2 结构域必须同时结合在两个磷酸化的酪氨酸上才能被完全激活。
- 下游信号分叉: 活化的 ZAP-70 磷酸化接头蛋白 LAT 和 SLP-76,进而分出三条核心激活路径:钙离子-NFAT 通路、Ras-MAPK 通路和 CD28 协同的 PI3K-Akt 通路。
- ITAM 数量的加成: 一个经典的 TCR 复合物含有 10 个 ITAM(其中 CD3 zeta 贡献 6 个)。这种多基序设计确保了即便抗原信号微弱,也能通过叠加效应触发 T 细胞激活。
激活与抑制的博弈:ITAM vs. ITIM
| 对比项目 | ITAM (激活) | ITIM (抑制) |
|---|---|---|
| 基序功能 | 传递激活信号。 | 传递抑制信号。 |
| 生化效应物 | 激酶 (ZAP-70 / Syk)。 | 磷酸酶 (SHP-1 / SHP-2)。 |
| 临床应用 | CAR-T 的“引擎”设计。 | 抑制性受体 阻断靶点。 |
| 在 CAR-T 中 | 提供必需的 Signal 1。 | 介导细胞 T 细胞耗竭。 |
在 CAR-T 工程中的核心地位
ITAM 是 CAR-T 技术进化的物理核心:
- 第一代 CAR 的限制: 仅包含 CD3 zeta 链的 3 个 ITAM。由于缺乏 4-1BB 或 CD28 的共刺激信号,这种设计在体内极易诱导 免疫无反应。
- 基础信号 (Tonic Signaling): 如果 CAR 的 scFv 容易发生自聚集,会导致 ITAM 持续低水平磷酸化,进而引发严重的 表观遗传学疤痕,导致 T 细胞耗竭。
- ITAM 突变优化: 现代研究通过精准减少 CD3 zeta 中的 ITAM 数量(如 1XX 设计),可以降低过度激活带来的代谢负担,显著提升 CAR-T 持续性。
参考文献与学术点评
[1] Reth M. (1989). Antigen receptor effector function. Nature.
[学术点评]:该文献首次定义了 ITAM 基序,揭示了免疫受体信号转导的普适性生化逻辑。
[2] Weiss A, Littman D R. (1994). Signal transduction by lymphocyte antigen receptors. Cell.
[学术点评]:详尽描述了 ITAM 磷酸化后招募 ZAP-70 的分子动力学,是学习 T 细胞活化通路的基石。
[3] Feucht J, et al. (2019). Calibration of CAR activation potential directs alternative T cell fates and therapy predictive markers. Nature Medicine.
[学术点评]:揭示了减少 ITAM 数量可以使 CAR-T 向记忆表型极化,为优化细胞产品的持续性提供了崭新策略。