The role of Cathepsin L in shaping a functional T cell repertoire

组织蛋白酶 L 在塑造功能性 T 细胞库中的作用

基本信息

项目摘要

The survival and developmental progression of immature T cells during thymic selection requires productive interactions of their T cell receptor (TCR) with ‘self-peptide’ (p)MHC ligands presented by cortical thymic epithelial cells (cTECs). This process is referred to as positive selection. The traditional view that positive selection supports effective anti-foreign responses by establishing the self-MHC-restriction of the repertoire has recently been challenged. Instead, it was suggested that positive selection mediates the seeding of the periphery with T cells of optimal ‘fitness’. Whether and how the functional competence of mature T cells is lastingly ‘imprinted’ by the pMHC ligands that are encountered during positive selection remains largely enigmatic.The crucial role of cTECs during positive selection is at least in part specified by unique proteolytic machineries that these cells use to generate peptides loaded onto MHC I or II. These proteolytic pathways are likely to endow cTECs with a ‘private’ pMHC ligandome that is different from that on other antigen presenting cells (APCs). For instance, cTECs process substrates of the MHCII loading pathway through Cathepsin L (Ctsl), whereas in other APCs, this occurs mostly through Cathepsin S. Knockout of Ctsl strongly decreases the number of CD4 T cells in the thymus.In preliminary work, we found that the CD4 T cell repertoire of CtslKO mice, irrespective of its reduced cellularity, harbors a ‘normal’ number of cells that recognize a prototypical foreign antigen, Listeriolysin O (LLO). However, these cells failed to undergo proliferative expansion in response to immunization. Similarly, bulk CD4 T cells from Ctsl-deficient mice displayed an impaired response to polyclonal stimulation in vitro and, upon adoptive transfer into lymphopenic hosts, underwent only limited ‘homeostatic’ expansion in vivo. These findings suggest that Ctsl-dependent pMHCII ligands on cTECs not only determine the cellularity, but also the functionality of the CD4 T cell repertoire.In the proposed project, we want to test the hypothesis that there is a substantial overlap in the TCR composition of CD4 T cells in WT or CtslKO mice, but that cells expressing such ‘shared’ TCRs are dysfunctional when selected in the absence of Ctsl. We will employ single-cell TCR sequencing to generate TCR inventories of LLO-specific CD4 T cells from WT and Ctsl-deficient mice to identify TCRs that are found in both genotypes. Representative ‘shared’ TCRs will be re-expressed as TCR transgenes in WT and Ctsl-deficient mice. This will enable us to systematically address the in vivo and in vitro functionality of cells expressing the very same TCR, yet positively selected in either the presence or absence of Ctsl. Furthermore, we will address the biochemical and transcriptional basis of how the functional fitness of CD4 T cells is imprinted through positive selection by Ctsl-dependent pMHC ligands.
在胸腺选择过程中,未成熟T细胞的存活和发育过程需要其T细胞受体(TCR)与胸腺皮质上皮细胞(cTECs)呈现的“自肽”(p)MHC配体的有效相互作用。这个过程被称为积极选择。传统观点认为,积极选择通过建立自我mhc限制来支持有效的抗外源反应,这一观点最近受到了挑战。相反,有人认为,正选择介导了最佳“适应性”T细胞的外围播种。成熟T细胞的功能能力是否以及如何被正选择过程中遇到的pMHC配体持久地“印记”,在很大程度上仍然是一个谜。在阳性选择过程中,ctec的关键作用至少部分是由这些细胞用来产生装载到MHC I或II上的肽的独特蛋白水解机制所指定的。这些蛋白水解途径可能赋予ctec不同于其他抗原呈递细胞(apc)的“私有”pMHC配体。例如,cTECs通过组织蛋白酶L (Ctsl)处理MHCII装载途径的底物,而在其他apc中,这主要通过组织蛋白酶s发生。敲除Ctsl会强烈减少胸腺中CD4 T细胞的数量。在初步工作中,我们发现CtslKO小鼠的CD4 T细胞库,无论其细胞数量减少,都含有“正常”数量的细胞,可以识别一种典型的外来抗原,李斯特菌溶素O (LLO)。然而,这些细胞在免疫应答中未能进行增殖扩增。同样,来自ctsl缺陷小鼠的大量CD4 T细胞在体外对多克隆刺激的反应受损,并且在过继转移到淋巴细胞减少的宿主后,在体内只经历了有限的“稳态”扩张。这些发现表明,ctec上依赖于cctl的pMHCII配体不仅决定细胞结构,还决定CD4 T细胞库的功能。在这个项目中,我们想要验证这样一个假设,即在WT或CtslKO小鼠中,CD4 T细胞的TCR组成存在大量重叠,但是在没有Ctsl的情况下,表达这种“共享”TCR的细胞会出现功能障碍。我们将使用单细胞TCR测序来生成来自WT和ctsl缺陷小鼠的低密度脂蛋白特异性CD4 T细胞的TCR清单,以鉴定在两种基因型中发现的TCR。代表性的“共享”TCR将在WT和ctsl缺陷小鼠中作为TCR转基因重新表达。这将使我们能够系统地解决细胞在体内和体外表达相同的TCR的功能,但在存在或不存在Ctsl的情况下都是阳性选择。此外,我们将探讨CD4 T细胞的功能适应性如何通过ctsl依赖性pMHC配体的正选择而被印记的生化和转录基础。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Ludger Klein其他文献

Professor Dr. Ludger Klein的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Ludger Klein', 18)}}的其他基金

Aire-expressing lymph node cells
表达 Aire 的淋巴结细胞
  • 批准号:
    262976230
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Functional adaptation of intrathymically differentiating B cells for central T cell tolerance
胸腺内分化 B 细胞对中枢 T 细胞耐受的功能适应
  • 批准号:
    248337665
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Control of development and tolerogenic properties of thymic epithelial cells by micro RNAs
Micro RNA 对胸腺上皮细胞发育和耐受性的控制
  • 批准号:
    200496832
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Autophagy in thymic epithelium and T cell tolerance
胸腺上皮自噬和 T 细胞耐受
  • 批准号:
    116141321
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Exploring the tolerogenic function of medullary thymic epithelial cells using tissue-specific knockdown in transgenic mice
使用转基因小鼠中的组织特异性敲低探索髓质胸腺上皮细胞的耐受性功能
  • 批准号:
    153724361
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Einfluß der Tumorprogression auf Tumor-spezifische T-Zellen in einem transgenen Modell
转基因模型中肿瘤进展对肿瘤特异性 T 细胞的影响
  • 批准号:
    5154742
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Fellowships

相似国自然基金

Prdx1通过Cathepsin B激活NLRP3/Caspase-1/GSDMD途径诱导结直肠癌细胞焦亡的作用机制研究
  • 批准号:
    2025JJ60797
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
HMGB1/TLR4/Cathepsin B途径介导的小胶质细胞焦亡在新生大鼠缺氧缺血脑病中的作用与机制
  • 批准号:
    82371712
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
益气化瘀方抑制cathepsin S/PAR-2通路介导的淋巴管内皮细胞炎症治疗头部内伤(蛛网膜下腔出血)的研究
  • 批准号:
    82305281
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高糖介导的Cathepsin L蛋白修饰与功能激活对糖尿病肾病的作用及机制
  • 批准号:
    82300917
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Prdx1通过Cathepsin B激活NLRP3炎症小体诱导肝细胞焦亡加重急性肝衰竭的机制研究
  • 批准号:
    82302454
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Cathepsin S介导GSDME依赖性小胶质细胞焦亡促脑出血炎性微环境形成的作用及机制
  • 批准号:
    82301475
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Cathepsin-PAR2信号介导小胶质细胞-神经元串扰在应激致术后痛慢性化中的作用及机制研究
  • 批准号:
    2023J01205
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
小胶质细胞cathepsin K介导sclerostin泛素化调控内皮细胞保护脑缺血再灌注血脑屏障的分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Cathepsin S调控GSDMD介导的巨噬细胞溶酶体损伤和促炎功能在狼疮性肾炎中的作用及干预研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Cathepsin D对早产儿视网膜病变的影响及其机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Development of a Cathepsin V inhibitor for application as an anti-tumour agent.
开发用作抗肿瘤剂的组织蛋白酶 V 抑制剂。
  • 批准号:
    MR/Y503447/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Cathepsin S inhibition as a treatment for lung inflammation and lung damage in Chronic Lung Disease
组织蛋白酶 S 抑制可治疗慢性肺病中的肺部炎症和肺损伤
  • 批准号:
    MR/X001504/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
The Role of Lysosomal Membrane Permeabilization and Cathepsin B Release in Stroke Brain Injury
溶酶体膜透化和组织蛋白酶 B 释放在中风脑损伤中的作用
  • 批准号:
    10736263
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Elucidating the role of cathepsin D in pancreatic cancer development and progression, and exploring the new therapeutic targets of the cancer
阐明组织蛋白酶D在胰腺癌发生发展中的作用,探索癌症新的治疗靶点
  • 批准号:
    22K16525
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
The role of heparan sulfate in cathepsin K biology
硫酸乙酰肝素在组织蛋白酶 K 生物学中的作用
  • 批准号:
    10665752
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Role of Cathepsin S in Dry Eye Associated Neuropathic Pain
组织蛋白酶 S 在干眼相关神经性疼痛中的作用
  • 批准号:
    10671531
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Legumain to the rescue: A new ADC linker strategy to address the limitations of cathepsin cleavage
Legumain 来拯救:一种新的 ADC 连接策略,解决组织蛋白酶切割的局限性
  • 批准号:
    10561636
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Role of Cathepsin S in Dry Eye Associated Neuropathic Pain
组织蛋白酶 S 在干眼相关神经性疼痛中的作用
  • 批准号:
    10527158
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of dual inhibitors targeting the viral main protease and the host cathepsin L as SARS-CoV-2 antivirals
开发针对病毒主要蛋白酶和宿主组织蛋白酶 L 的双重抑制剂作为 SARS-CoV-2 抗病毒药物
  • 批准号:
    10457835
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Development of dual inhibitors targeting the viral main protease and the host cathepsin L as SARS-CoV-2 antivirals
开发针对病毒主要蛋白酶和宿主组织蛋白酶 L 的双重抑制剂作为 SARS-CoV-2 抗病毒药物
  • 批准号:
    10543633
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了