ZDHHC21介导Themis蛋白S-棕榈酰化调控T细胞功能与稳态平衡的新机制

本研究针对T细胞受体（TCR）信号通路中蛋白质翻译后修饰的调控机制，探索了棕榈酰转移酶ZDHHC21在T细胞活化与稳态维持中的关键作用。通过构建T细胞特异性Zdhhc21基因敲除小鼠模型，结合质谱分析和酰基生物素交换技术，研究人员发现ZDHHC21催化关键信号蛋白Themis的S-棕榈酰化修饰，增强其稳定性并促进与SHP-1、Grb2的相互作用，从而正向调控TCR信号传导。该研究不仅揭示了ZDHHC21-Themis轴在T细胞稳态维持和免疫功能中的新机制，也为免疫相关疾病的靶点干预提供了理论依据。

　　

在适应性免疫应答中，T淋巴细胞作为核心调控者，其活化、增殖与功能发挥依赖于T细胞受体（TCR）信号通路的精密调控。近年来研究发现，蛋白质S-棕榈酰化修饰——一种脂质修饰形式——广泛存在于TCR信号通路多个组分（如CD4/8、LCK、LAT等）中，并通过影响蛋白膜定位、稳定性及相互作用参与T细胞活化调控。然而，棕榈酰化在TCR信号中的具体作用机制及其生理意义仍未完全阐明。棕榈酰转移酶ZDHHC21作为定位于质膜与高尔基体的关键修饰酶，虽已被报道可调控LCK等蛋白功能，但其在T细胞中的底物谱及功能机制仍存在争议。

为深入探究ZDHHC21在T细胞中的功能，孟彩云等研究人员在《Cell Communication and Signaling》发表了题为“ZDHHC21-driven S-palmitoylation of Themis regulates the function of T cells and maintains homeostatic balance”的研究论文。该研究通过构建T细胞特异性Zdhhc21条件性敲除小鼠模型，结合多组学分析、分子生物学及细胞功能实验，系统揭示了ZDHHC21通过棕榈酰化修饰Themis蛋白，调控TCR信号强度、T细胞稳态及免疫功能的新机制。

本研究主要采用以下关键技术方法：1）通过CRISPR/Cas9系统构建Zdhhc21条件性敲除小鼠模型，并与Lck-Cre及OT-I TCR转基因小鼠杂交；2）利用酰基生物素交换（ABE）技术联合液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）筛选ZDHHC21的棕榈酰化底物；3）应用TurboID邻近标记技术鉴定ZDHHC21的相互作用蛋白；4）通过流式细胞术、免疫印迹及共聚焦显微镜分析T细胞发育、活化及信号分子变化；5）采用过继转移实验及体内外感染模型评估T细胞稳态增殖与功能。

ZDHHC21缺失导致外周T细胞数量减少

研究人员发现，尽管Zdhhc21敲除不影响胸腺细胞发育（DN1-DN4及SP亚群比例正常），但外周免疫器官（脾脏、淋巴结）中T细胞数量显著降低，其中CD8⁺ T细胞减少尤为明显。这一现象提示ZDHHC21在维持外周T细胞稳态中发挥重要作用。

ZDHHC21调控TCR信号通路及T细胞增殖

通过刺激TCR信号通路，研究人员发现Zdhhc21缺失导致LCK、ZAP70、LAT、PLCy1等关键信号分子的酪氨酸磷酸化水平显著降低，下游ERK/p38 MAPK通路活化受损，而AKT/mTOR通路未见明显变化。此外，体内外增殖实验表明，Zdhhc21缺失T细胞的稳态增殖能力减弱，CFSE稀释速度减慢，但细胞凋亡未显著增加。

ZDHHC21缺失 impair CD8⁺ T细胞功能

在抗原驱动增殖模型中，OT-I Zdhhc21敲除CD8⁺ T细胞在李斯特菌感染后的扩增能力显著低于野生型细胞。同时，Zdhhc21缺失CTL的杀伤活性下降，IFN-γ和颗粒酶B产生减少。转录组分析进一步证实，ZDHHC21缺失影响T细胞活化、增殖及细胞毒性相关基因表达。

Themis被鉴定为ZDHHC21的关键底物

通过ABE-MS及TurboID邻近标记联合分析，研究人员筛选出21个ZDHHC21潜在底物，其中Themis——一个已知调控T细胞发育的关键信号蛋白——因其在TCR信号中的重要作用被重点关注。实验证实，ZDHHC21缺失显著降低Themis的棕榈酰化水平，而不影响LCK棕榈酰化。

ZDHHC21催化Themis C116位点棕榈酰化并增强其稳定性

分子机制研究表明，Themis第116位半胱氨酸（C116）是其主要棕榈酰化位点，该位点突变（C116S）不仅削弱其与ZDHHC21的结合，还减少与PLCy1、ZAP70、LCK等信号的相互作用。更重要的是，棕榈酰化修饰显著增强Themis蛋白稳定性：2-BP（棕榈酰化抑制剂）处理或C116突变均加速Themis降解，而棕榈酸（PA）处理则延长其半衰期。

Themis棕榈酰化正向调控TCR信号

在Themis缺失细胞中回补野生型Themis可恢复TCR信号传导，而C116S突变体无此功能。进一步实验表明，ZDHHC21介导的棕榈酰化促进Themis与SHP-1、Grb2形成复合物，从而抑制SHP-1磷酸酶活性并增强下游信号。

本研究系统阐明了ZDHHC21通过棕榈酰化修饰Themis蛋白，调控TCR信号强度、T细胞稳态及免疫功能的作用机制。该发现不仅深化了对蛋白质棕榈酰化在免疫调控中功能的理解，也为T细胞相关疾病（如自身免疫病、免疫缺陷症）的靶向干预提供了新思路。此外，研究提出的ZDHHC21-Themis信号轴可能成为未来免疫调节药物开发的重要靶点。