核心岩藻糖基化调控IL-2RB介导的自然杀伤细胞稳态及其抗肿瘤免疫机制

本研究通过CRISPR筛选发现核心岩藻糖基化酶FUT8是NK细胞响应IL-15的关键调控因子。研究人员构建Fut8条件敲除小鼠，证实FUT8通过修饰IL-15受体β链(IL-2RB/CD122)的N-糖基化维持其稳定性，从而调控NK细胞稳态、细胞毒性和抗肿瘤/抗病毒功能，为肿瘤免疫治疗提供新靶点。

　　

在免疫治疗领域，自然杀伤细胞(NK细胞)作为先天免疫的重要效应细胞，其稳态维持和功能调控机制一直是研究热点。然而，白细胞介素15(IL-15)受体信号通路的精细调控机制，特别是翻译后修饰对其功能的影响尚未完全阐明。澳大利亚莫纳什大学生物化学与分子生物学系(Department of Biochemistry and Molecular Biology, Biomedicine Discovery Institute, Monash University)的Harrison Sudholz等研究人员在《Cell Reports》发表的研究，首次揭示了核心岩藻糖基化对IL-15受体β链(IL-2RB/CD122)的关键调控作用，为增强NK细胞免疫功能提供了新思路。

研究团队运用了以下关键技术：1) 基于NK92细胞的基因组CRISPR筛选鉴定FUT8基因；2) 构建Ncr1-Cre介导的Fut8条件敲除小鼠模型；3) 流式细胞术分析NK细胞表型和功能；4) 磷酸化流式检测STAT5信号通路；5) 体外肿瘤细胞杀伤实验和体内MC38/B16F10肿瘤模型；6) 鼠巨细胞病毒(MCMV)感染模型评估抗病毒免疫；7) 糖蛋白质组学分析核心岩藻糖修饰位点。

核心岩藻糖是IL-15R表达和信号传导的必要条件

通过CRISPR筛选发现，在低IL-15条件下，核心岩藻糖基化酶FUT8是NK细胞存活的关键基因。FUT8敲除的NK92细胞显示CD122表达降低和STAT5磷酸化(pSTAT5)减弱，提示核心岩藻糖修饰直接影响IL-15受体信号传导。

核心岩藻糖缺失导致NK细胞淋巴细胞减少

Fut8^△/△Ncr1^cre/+小鼠表现出脾脏、骨髓和肝脏NK细胞数量显著减少，尤其是成熟亚群(CD11b⁺CD27^-)。PhoSL lectin染色证实核心岩藻糖缺失的NK细胞(Fut8^△/△PhoSL^-)CD122表达降低，稳态增殖标志物Ki-67减少，而保留核心岩藻糖的NK细胞(Fut8^△/△PhoSL⁺)表型正常，表明核心岩藻糖动态调控CD122稳定性。

NK细胞功能全面受损

转录组和蛋白质组分析显示，Fut8^△/△NK细胞中颗粒酶(Gzm)家族和干扰素γ(IFNγ)表达下调。体外实验证实其杀伤MHC I缺陷型肿瘤细胞(RMAβ2M^-/-)的能力显著降低，CD107a脱颗粒和IFNγ分泌减少。小鼠模型显示FUT8缺失削弱对MC38混合肿瘤和B16F10肺转移的控制，肿瘤浸润NK细胞数量减少50%。

抗病毒免疫出现阶段性缺陷

MCMV感染早期(第2天)，Fut8^△/△小鼠脾脏病毒载量升高，与NK细胞数量减少相关。但第7天时NK细胞通过IL-12/18等炎症因子驱动扩增，表明非IL-15依赖的通路仍可激活FUT8缺失的NK细胞。

分子机制解析

糖蛋白质组学鉴定出IL-2RB第30位天冬酰胺(N30)存在核心岩藻糖修饰。IL-15刺激后，FUT8缺失加速CD122降解，STAT5信号减弱。过表达IL-15或使用超激动剂ALT-803可部分挽救NK细胞数量，但无法恢复CD122表达，证实核心岩藻糖对受体稳态的不可替代性。

该研究首次阐明FUT8介导的核心岩藻糖基化通过"糖锁-受体-信号"三位一体的调控模式维持NK细胞稳态：1) 结构上稳定IL-15受体复合物；2) 延缓CD122的Cullin-RING泛素化降解；3) 保障STAT5信号强度。这不仅为NK细胞发育缺陷疾病提供分子解释，更为肿瘤免疫治疗指出新方向——通过调控糖基化增强NK细胞功能或阻断糖基化治疗NK细胞异常增殖性疾病(如侵袭性NK细胞白血病)。研究揭示的糖免疫检查点机制，为发展下一代免疫疗法奠定理论基础。