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科學研究總會在不經(jīng)意之間，給科學家?guī)硪馔庵病?/p>

近日，由美國西達賽奈醫(yī)學中心David M. Underhill和Kai Li領(lǐng)銜的研究團隊，在頂級期刊《自然》上發(fā)表一項出人意料的研究成果。

他們在研究免疫系統(tǒng)抗真菌免疫的過程中，意外發(fā)現(xiàn)免疫檢查點PD-L1竟然還有不為人知的新功能——幫助巨噬細胞識別真菌，并調(diào)動抗真菌免疫。

要知道，在癌癥免疫治療的語境中，腫瘤細胞表面的配體PD-L1通過與受體PD-1結(jié)合抑制抗腫瘤免疫。即使對于健康的組織細胞而言，它們也是通過PD-L1/PD-1抑制免疫系統(tǒng)活性，防止免疫系統(tǒng)傷害健康組織細胞。

然而，Underhill團隊的這一發(fā)現(xiàn)，讓我們發(fā)現(xiàn)了PD-L1的另一面，它不僅是個可以發(fā)揮免疫抑制作用的配體，還是個可以調(diào)動抗真菌免疫的受體。這一發(fā)現(xiàn)對于免疫治療和抗真菌感染都有深遠的影響。

▲論文首頁截圖

David M. Underhill是研究吞噬細胞對抗微生物感染機制的專家，在研究的初始，他們團隊的研究目的是尋找巨噬細胞識別酵母菌的受體。簡單來說，就是搞清楚巨噬細胞是如何識別酵母菌，并傳遞相關(guān)信號的。

由于巨噬細胞在吞噬微生物的時候，細胞膜會內(nèi)化，形成一個包裹微生物的小囊泡，也就是吞噬體；因此，Underhill團隊認為，只要對吞噬體中特異性富集的蛋白進行表征，就能找到巨噬細胞識別酵母菌并激活先天免疫反應的受體。

為此，他們開發(fā)了一種全新的吞噬體蛋白表征技術(shù)——PhagoPL。

▲技術(shù)流程圖

Underhill團隊在檢驗PhagoPL技術(shù)的可行性之后，對巨噬細胞吞噬不同微生物形成的吞噬體富集蛋白進行表征，發(fā)現(xiàn)應對不同病原微生物（酵母菌、大腸桿菌或金黃色葡萄球菌）的吞噬體富集的蛋白也不相同。不難看出，噬菌體的吞噬過程真的是微生物特異性的。

出乎研究人員預料的是，他們在分析吞噬體中富集蛋白的時候，竟然發(fā)現(xiàn)了PD-L1的身影。它在含有酵母菌的吞噬體中特異性富集，而吞噬細菌的吞噬體中則沒有這一現(xiàn)象。免疫熒光顯微鏡觀察的結(jié)果還顯示，吞噬體中的PD-L1圍繞在酵母顆粒的周圍，呈環(huán)狀。

▲PD-L1圍著酵母菌

這一意外發(fā)現(xiàn)立刻吸引了Underhill團隊的注意，畢竟在免疫治療時代，PD-L1的大名真可謂無人不知無人不曉。

擺在Underhill團隊面前的問題是，PD-L1在吞噬酵母的吞噬體中富集究竟是為了什么。

他們首先從巨噬細胞吞噬體中淘出被吞的酵母菌，然后測試PD-L1、PD-L2、CD86和ICOSL等B7家族受體與酵母的結(jié)合情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分酵母菌可以與PD-L1和PD-L2結(jié)合，而不與其他受體結(jié)合。有趣的是，PD-L1不能與完整的活酵母菌結(jié)合。這說明，PD-L1與酵母菌的結(jié)合依賴于吞噬體。

于是Underhill團隊用細胞壁降解酶處理活酵母，結(jié)果發(fā)現(xiàn)處理后的酵母就可以與PD-L1結(jié)合。此外，PD-L1也可以與酵母裂解液中的物質(zhì)結(jié)合，不過用蛋白酶處理之后，PD-L1就不再與裂解液結(jié)合了。這說明，PD-L1結(jié)合的是被酵母菌細胞壁掩蓋的一種蛋白。

值得注意的是，研究人員還制備了多種真菌的裂解液，發(fā)現(xiàn)PD-L1均可與其中的物質(zhì)相結(jié)合。

▲PD-L1能與多種真菌裂解液物質(zhì)結(jié)合

隨后，Underhill團隊利用酵母展示技術(shù)和流式細胞術(shù)，證實PD-L1其實是與真菌的核糖體蛋白Rpl20b結(jié)合，而且Rpl20b作為PD-L1的配體，與PD-L1的結(jié)合界面跟PD-1與PD-L1作用界面相似。

在研究的最后，研究人員研究了吞噬體中PD-L1與真菌Rpl20b相互作用的影響。他們發(fā)現(xiàn)，二者的結(jié)合會促進巨噬細胞的抗真菌反應，例如會促進細胞因子IL-10的產(chǎn)生等。

總的來說，David M. Underhill和Kai Li團隊的這項研究表明，PD-L1在抗真菌感染中也發(fā)揮著重要的作用。不過PD-L1究竟如何影響宿主的抗真菌免疫反應，還需要更深入的研究。此外，這一發(fā)現(xiàn)對抗腫瘤免疫治療有何影響，也需要進一步的探索。

無論如何，在將來的抗真菌感染和癌癥免疫療法的開發(fā)過程中，PD-L1的這項新功能都將產(chǎn)生不可忽視的影響。

參考文獻：

[1].Li K, Chatterjee A, Qian C, et al. Profiling phagosome proteins identifies PD-L1 as a fungal-binding receptor. Nature. Published online June 5, 2024. doi:10.1038/s41586-024-07499-6

本文作者丨BioTalker