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科学研究总会在不经意之间，给科学家带来意外之喜。
近日，由美国西达赛奈医学中心David M. Underhill和Kai Li领衔的研究团队，在顶级期刊《自然》上发表一项出人意料的研究成果。
他们在研究免疫系统抗真菌免疫的过程中，意外发现免疫检查点PD-L1竟然还有不为人知的新功能——帮助巨噬细胞识别真菌，并调动抗真菌免疫。
要知道，在癌症免疫治疗的语境中，肿瘤细胞表面的配体PD-L1通过与受体PD-1结合抑制抗肿瘤免疫。即使对于健康的组织细胞而言，它们也是通过PD-L1/PD-1抑制免疫系统活性，防止免疫系统伤害健康组织细胞。
然而，Underhill团队的这一发现，让我们发现了PD-L1的另一面，它不仅是个可以发挥免疫抑制作用的配体，还是个可以调动抗真菌免疫的受体。这一发现对于免疫治疗和抗真菌感染都有深远的影响。
▲论文首页截图
David M. Underhill是研究吞噬细胞对抗微生物感染机制的专家，在研究的初始，他们团队的研究目的是寻找巨噬细胞识别酵母菌的受体。简单来说，就是搞清楚巨噬细胞是如何识别酵母菌，并传递相关信号的。
由于巨噬细胞在吞噬微生物的时候，细胞膜会内化，形成一个包裹微生物的小囊泡，也就是吞噬体；因此，Underhill团队认为，只要对吞噬体中特异性富集的蛋白进行表征，就能找到巨噬细胞识别酵母菌并激活先天免疫反应的受体。
为此，他们开发了一种全新的吞噬体蛋白表征技术——PhagoPL。
▲技术流程图
Underhill团队在检验PhagoPL技术的可行性之后，对巨噬细胞吞噬不同微生物形成的吞噬体富集蛋白进行表征，发现应对不同病原微生物（酵母菌、大肠杆菌或金黄色葡萄球菌）的吞噬体富集的蛋白也不相同。不难看出，噬菌体的吞噬过程真的是微生物特异性的。
出乎研究人员预料的是，他们在分析吞噬体中富集蛋白的时候，竟然发现了PD-L1的身影。它在含有酵母菌的吞噬体中特异性富集，而吞噬细菌的吞噬体中则没有这一现象。免疫荧光显微镜观察的结果还显示，吞噬体中的PD-L1围绕在酵母颗粒的周围，呈环状。
▲PD-L1围着酵母菌
这一意外发现立刻吸引了Underhill团队的注意，毕竟在免疫治疗时代，PD-L1的大名真可谓无人不知无人不晓。
摆在Underhill团队面前的问题是，PD-L1在吞噬酵母的吞噬体中富集究竟是为了什么。
他们首先从巨噬细胞吞噬体中淘出被吞的酵母菌，然后测试PD-L1、PD-L2、CD86和ICOSL等B7家族受体与酵母的结合情况。结果发现，部分酵母菌可以与PD-L1和PD-L2结合，而不与其他受体结合。有趣的是，PD-L1不能与完整的活酵母菌结合。这说明，PD-L1与酵母菌的结合依赖于吞噬体。
于是Underhill团队用细胞壁降解酶处理活酵母，结果发现处理后的酵母就可以与PD-L1结合。此外，PD-L1也可以与酵母裂解液中的物质结合，不过用蛋白酶处理之后，PD-L1就不再与裂解液结合了。这说明，PD-L1结合的是被酵母菌细胞壁掩盖的一种蛋白。
值得注意的是，研究人员还制备了多种真菌的裂解液，发现PD-L1均可与其中的物质相结合。
▲PD-L1能与多种真菌裂解液物质结合
随后，Underhill团队利用酵母展示技术和流式细胞术，证实PD-L1其实是与真菌的核糖体蛋白Rpl20b结合，而且Rpl20b作为PD-L1的配体，与PD-L1的结合界面跟PD-1与PD-L1作用界面相似。
在研究的最后，研究人员研究了吞噬体中PD-L1与真菌Rpl20b相互作用的影响。他们发现，二者的结合会促进巨噬细胞的抗真菌反应，例如会促进细胞因子IL-10的产生等。
总的来说，David M. Underhill和Kai Li团队的这项研究表明，PD-L1在抗真菌感染中也发挥着重要的作用。不过PD-L1究竟如何影响宿主的抗真菌免疫反应，还需要更深入的研究。此外，这一发现对抗肿瘤免疫治疗有何影响，也需要进一步的探索。
无论如何，在将来的抗真菌感染和癌症免疫疗法的开发过程中，PD-L1的这项新功能都将产生不可忽视的影响。
参考文献：
[1].Li K, Chatterjee A, Qian C, et al. Profiling phagosome proteins identifies PD-L1 as a fungal-binding receptor. Nature. Published online June 5, 2024. doi:10.1038/s41586-024-07499-6
本文作者丨BioTalker