逆锁键非线性协同CD8塑造TCR抗原识别的特异性

目的自然进化的T细胞受体(TCR)能在动态复杂的物理化学微环境中特异性地识别外来抗原,同时很好地控制对自身抗原的交叉反应性。然而,大多体外改造且亲和力成熟的TCR易交叉于自身抗原,诱发非目标毒性,其机制目前仍不清楚。方法通过单分子力谱技术、分子动力学模拟、体外功能实验以及系统仿真,展开了详细的研究。结果(1)天然TCR能协同利用机械力和CD8识别外来抗原,表现出中等强度(最优)的逆锁键;这种机械协同互作依次诱导了p MHC构象变化和CD8配体结合域(CD8 LBD)的旋转,形成了柔性的TCR-p MHC结合界面,将天然TCR特异性提高超过10倍。(2)改造且高亲和力TCR识别外来抗原虽表现出超强的逆锁键,其紧密的结合界面反而限制了p MHC构象变化及CD8 LBD旋转,同时与自身抗原结合时也形成较强逆锁键,从而削弱了TCR特异性。(3)通过整合以上TCR识别抗原的动力学及结构特征,构建了一种依赖于力学参数的动力学图谱,能够帮助快速区分有无功能性以及潜在引起毒副作用的TCR-p MHC互作对。结论本研究揭示了天然与改造的TCRs其特异性的动态塑造过程,为未来筛选出高潜能、高特异性且对自身抗原交叉反应小的TCR-T提供了新策略。