TCR 信号通路

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TCR 信号通路T cell Receptor Signaling Pathway)是脊椎动物 适应性免疫 应答的核心启动机制。该通路始于 T 细胞表面的 TCR 复合物抗原提呈细胞(APC)表面 pMHC(肽-主要组织相容性复合物)的特异性识别。通过 CD3 分子胞内段 ITAM 模序的磷酸化,信号级联逐级放大,激活 ZAP-70LAT 等关键支架蛋白,最终驱动 NFATNF-κBAP-1 等转录因子入核。该通路不仅决定了 T 细胞的激活、增殖与分化,还是 TCR-T 细胞疗法自身免疫性疾病 药物研发的核心靶区。

TCR 信号通路
T cell Activation Cascade · 点击展开详情
TCR-CD3 Complex
Signaling Diagram
核心组分: TCR/CD3/Lck/ZAP-70
核心受体基因 TRAC, TRBC
关键激酶 Lck, ZAP-70
Entrez (CD3E) 916
UniProt (ZAP-70) P43403
下游转录因子 NFAT, NF-κB, AP-1
共刺激分子 CD28

分子机制:从抗原识别到转录调控

TCR 信号通路的转导遵循高度有序的生化逻辑,分为近端启动、中枢偶联和远端效应三个阶段:

  • 近端启动(触发): 当 TCR 结合 pMHC 后,共受体(CD4CD8)招募 Lck 激酶。Lck 磷酸化 CD3 分子胞内段的 ITAM(免疫受体酪氨酸激活模序)。
  • 中枢偶联(信号放大): 双磷酸化的 ITAM 提供锚点,募集并激活 ZAP-70。ZAP-70 随后磷酸化支架蛋白 LATSLP-76,形成大型 信号多聚体复合物(Signalosome)。
  • 分支路径激活: 信号多聚体激活三条关键支路:
    • PLC-γ1 路径: 产生 $IP_3$ 和 $DAG$,诱导 $Ca^{2+}$ 外流并激活 NFAT
    • MAPK 路径: 通过 Ras/Raf 激活 ERK 通路,驱动 AP-1(Jun/Fos)形成。
    • NF-κB 路径: 通过 PKC-θ 激活 IKK 复合物,释放 NF-κB 入核。
  • 共刺激调节: 仅有 TCR 信号(第一信号)通常导致 无能(Anergy);必须伴随 CD28(第二信号)激活的 PI3K/Akt 通路,才能实现 T 细胞的完全活化。

临床矩阵:TCR 通路异常与转化医学

临床场景 分子缺陷/机制 代表性干预方案 临床价值
重症联合免疫缺陷 (SCID) ZAP-70CD3E 缺失突变 造血干细胞移植 恢复受损的 T 细胞信号转导功能。
TCR-T 细胞疗法 重组肿瘤特异性 TCR 信号轴 Afamitresgene autoleucel 针对实体瘤(如滑膜肉瘤)的精准打击。
自身免疫病 TCR 信号过强或调节失衡 阿巴西普 (Abatacept) 阻断 CD28 共刺激信号,诱导免疫抑制。

治疗策略:信号调控的精准工程

  • 受体工程化改装: 2026 年的肿瘤免疫热点在于通过 合成生物学 手段优化 TCR 亲和力。过高的亲和力会导致 T 细胞耗竭,而过低则无法产生有效应答,临床趋向于寻找“最优亲和力窗口”。
  • 免疫突触稳定化: 针对 实体瘤 环境,研发旨在增强 免疫突触 稳定性的药物,可克服肿瘤微环境对 TCR 信号的下调抑制。
  • 检查点联合阻断: PD-1CTLA-4 通过招募磷酸酶(如 SHP-2)直接去磷酸化 TCR 近端组分。联合使用抑制剂可直接逆转这种对 TCR 信号的负性阻断。

关键相关概念

免疫突触 (Immunological Synapse):T 细胞与 APC 接触形成的特殊界面,所有 TCR 信号均在此高度浓缩。
ITAM:信号启动的“扳机”,存在于 CD3 链中。
ZAP-70:连接 TCR 识别与下游级联的核心蛋白激酶。
MHC 限制性:T 细胞只能识别由自身 MHC 分子呈递的抗原。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Weiss A, Littman DR. (1994). Signal transduction by lymphocyte antigen receptors. Cell. 1994;76(2):263-74.
[基础点评]:经典的里程碑文献,定义了 TCR 近端信号转导的基本构架。

[2] Courtney AH, et al. (2018/2026 更新). The T-cell antigen receptor signaling network: A multifaceted machine. Annual Review of Immunology.
[核心价值]:[Academic Review] 该评述详尽总结了现代时空维度下 TCR 信号复合物的动态组装与临床转化价值。

           T 细胞免疫生物学 · 知识图谱导航
核心复合物 TCR αβCD3 γε/δε/ζζCD4CD8
调节信号 CD28CTLA-4PD-1LckFyn
应用转化 TCR-T 疗法CAR-T 疗法免疫检查点抑制剂