MR1配体交联技术揭示维生素B6代谢物作为TCR反应性抗原的免疫识别机制

本研究通过化学交联LC-MS/MS技术，首次建立了MR1（主要组织相容性复合体I类相关蛋白）代谢物配体的系统性鉴定方法。研究人员发现维生素B6代谢物吡哆醛（pyridoxal）和5'-磷酸吡哆醛（PLP）可作为新型MR1限制性T细胞抗原，通过K43依赖性Schiff碱基形成激活MAIT细胞和肿瘤反应性T细胞，为感染免疫和肿瘤免疫治疗提供了新靶点。

　　

在免疫学领域，主要组织相容性复合体I类相关蛋白（MR1）一直是个充满谜团的分子。与经典MHC分子不同，MR1能够呈现微生物代谢产物给特殊的T细胞亚群，如黏膜相关恒定T细胞（MAIT）。然而，由于缺乏有效的配体鉴定方法，科学家们对MR1呈递的代谢物"身份卡"认识有限，这严重制约了人们对MR1在感染免疫和肿瘤免疫中作用机制的理解。

德国美因茨大学医学中心（University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz）的研究团队开发了一项突破性技术。他们巧妙地利用MR1配体与K43残基形成不稳定Schiff碱基的特性，通过还原胺化反应将这种瞬时相互作用转化为稳定的共价连接，再结合高灵敏度质谱技术，成功"捕获"了细胞表面MR1呈现的代谢物配体。这项研究发表在《Cell Reports Methods》上，为MR1配体组学研究提供了强大工具。

研究人员采用的关键技术包括：1）构建单链MR1/β₂M-Strep标签融合蛋白表达系统；2）还原胺化交联稳定MR1-配体复合物；3）基于特征性报告离子的质谱数据分析流程；4）流式细胞术验证配体诱导的MR1表面表达；5）T细胞活化实验评估配体免疫原性。实验使用了基因编辑的A549肺癌细胞系和原代T细胞等模型。

MR1配体交联技术的建立
研究首先优化了还原胺化条件，使用乙酰-6-甲酰蝶呤（Ac-6-FP）作为模型配体，证实该技术可在合成肽段和重组MR1蛋白中有效捕获配体。通过设计特异性识别K43修饰肽段DSVTRQKEPRAPW的报告离子分析流程，建立了自动化配体筛查平台。

维生素B₆代谢物的发现
在A549肺癌细胞中应用该技术，首次鉴定出维生素B₆代谢物吡哆醛（151.06 Da）和5'-磷酸吡哆醛（PLP，231.01 Da）为天然MR1配体。这两种分子均含有醛基，可通过Schiff碱基与MR1 K43共价结合。

配体功能验证
流式实验显示吡哆醛能显著上调MR1表面表达（p=4.5×10^-6），且该效应依赖K43残基。PLP也显示出较弱但显著的MR1上调作用（p=1.7×10^-3），表明两者均为真正的MR1配体。

T细胞免疫应答
吡哆醛能以剂量依赖方式激活表达A-F7 MAIT TCR（EC₅₀=1.14μM）和MC.7.G5肿瘤反应性TCR的Jurkat细胞。值得注意的是，MC.7.G5 TCR此前被报道可识别肿瘤细胞，暗示维生素B₆代谢可能在肿瘤免疫监视中起重要作用。

这项研究不仅建立了MR1配体发现的新方法，更重要的是揭示了维生素B₆代谢通路与免疫系统的全新联系。在讨论部分，作者指出肿瘤细胞对维生素B₆的"成瘾性"可能导致微环境中吡哆醛水平变化，这可能是MR1限制性T细胞识别肿瘤的分子基础。同时，研究也提出了许多待解问题：如内源性维生素B₆代谢如何调节MR1抗原呈递，不同肿瘤类型是否呈现特异的B₆代谢模式等。这些发现为开发基于MR1的肿瘤免疫治疗策略提供了新思路，也为理解感染与代谢免疫开辟了新途径。