T细胞激活依赖于TCR对pMHC的特异性识别。CD8共受体通过其α链的IgV样结构域，结合MHC-I分子保守的α3结构域，形成TCR-CD8-pMHCI三元复合物，显著延长相互作用时间。 在TCR-T细胞疗法的研发竞赛中，“高亲和力TCR”是所有团队追求的圣杯。 然而，一个关键问题常被忽视：我们在体外测得的TCR亲和力，真的能反映它在真实T细胞内的功能吗？答案是否定的。因为体外实验通常使用可溶性的TCR和pMHC蛋白，完全忽略了T细胞膜上另一个至关重要的角色——CD8共受体。2005年，牛津大学Andrew Sewell教授团队在《Journal of Biological Chemistry》上发表了一项里程碑式的研究，首次通过精巧的实验设计，量化了CD8对TCR-pMHCI相互作用的物理稳定化效应。
该发现认为：CD8并非强力的“胶水”，而是一个精妙的“稳定器”，能将TCR-pMHC复合物的半衰期延长约2倍。这一看似微小的效应，却是T细胞区分自我与非我、有效识别低丰度肿瘤抗原的关键所在。
T细胞受体（TCR）与肽-MHC I类分子（pMHCI）相互作用的解离速率（koff），以及由此决定的半衰期，是影响TCR交联后生物学效应的关键动力学特征。然而，目前尚不清楚，以不同位点结合pMHCI的CD8共受体是否会对这一参数产生影响。尽管利用可溶性蛋白开展的生物物理研究表明，TCR与CD8并不以协同方式结合pMHCI，但越来越多的证据表明，TCR在T细胞表面会与CD8发生相互作用。
在此，该研究通过一组工程化pMHCI突变体，对膜约束条件下TCR/pMHCI解离过程中CD8的贡献进行了滴定和定量分析。这些突变体能够忠实维持TCR与pMHCI的相互作用，同时对CD8的亲和力跨度超过1,000倍。基于数据建模，该研究提出了一个“稳定化因子”，该因子能优先提高低亲和力pMHCI配体所预测的TCR激活速率，从而提示CD8在T细胞交叉反应现象中发挥着重要作用。
CD8+细胞毒性T淋巴细胞（CTL）通过识别靶细胞表面MHCI分子呈递的短肽形式的蛋白质抗原而发挥作用。抗原特异性由TCR赋予，TCR中高度可变的互补决定区与MHC分子的肽结合平台相互作用。pMHCI复合物还与T细胞表面糖蛋白CD8发生相互作用，CD8结合于MHCI分子上不变的区域。据认为，在抗原识别和T细胞活化过程中，CD8与TCR协同作为抗原的核心受体发挥作用。
CD8在信号转导中发挥关键作用，它能将必需的信号分子招募至TCR-CD3-ζ复合物的胞质侧。然而，关于pMHCI与CD8的相互作用是否能稳定TCR/pMHCI的相互作用，以及pMHCI/CD8相互作用是否在T细胞活化中发挥显著的黏附作用，
目前仍存在争议。早期实验表明，pMHCI与CD8的相互作用可能启动细胞间黏附。然而，对可溶性人CD8αα与多种不同HLA A、B和C基因产物的平衡结合常数（KD）测定显示，其KD值均大于100 μm。与常规以1:1化学计量比相互作用的细胞黏附分子相比，这种低溶液亲和力和快速动力学特性表明，仅靠这一相互作用无法独立启动细胞间黏附，除非这些分子在异常高的表面密度下表达。
CD8的结合位点与TCR识别的MHCI分子肽结合域在空间上是 distinct 和分离的，因此预期单个MHCI分子可能同时结合TCR和CD8。pMHCI同时结合TCR和CD8，为CD8诱导的TCR/pMHCI相互作用稳定化提供了可能性。尽管pMHCI/CD8相互作用的亲和力较低，但这种稳定化可能具有极其重要的生物学意义，因为生物物理测量支持的TCR触发模型表明，TCR/pMHCI相互作用的解离速率（koff）是决定TCR交联结果的关键动力学特征。
pMHCI/CD8相互作用能否降低TCR/pMHCI的koff，一直是激烈争论的焦点。早期利用表面等离子体共振（SPR）技术研究可溶性TCR和CD8与pMHCI结合的实验结果曾被解释为：pMHCI/CD8相互作用能够稳定TCR与pMHCI之间的相互作用。
然而，近期重复这些实验的研究却对这一结论提出了质疑，表明TCR和CD8的可溶性胞外结构域在人和小鼠系统中均可独立且以不同的动力学特性与pMHCI结合。事实上，Garcia等人所呈现的数据表现出与多价聚集体存在的特征一致。即使这种聚集体的含量很低（<2%），如果单体相互作用的亲和力较低且使用高浓度的可溶性蛋白，这种聚集体也可能主导结合过程。
针对可溶性TCR和CD8的结构与生物物理研究并未排除这样一种可能性：即CTL表面的CD8能够增强TCR与抗原提呈细胞表面pMHCI的结合。越来越多的证据表明，CD8可以直接与TCR相互作用，并且似乎在组织T细胞表面TCR分布方面发挥着重要作用。因此，CTL表面直接的TCR/CD8关联可能促成pMHCI结合中的协同效应，而这种效应在使用可溶性版本的分子时是无法检测到的。
第一章：研究背景与核心挑战
T细胞的激活始于其表面T细胞受体（TCR）对由MHC-I类分子呈递的抗原肽（pMHC）的特异性识别。然而，单靠TCR-pMHC的相互作用通常非常微弱（解离常数KD在μM级别），不足以触发有效的信号传导。
此时，CD8共受体登场。作为T细胞表面的标志性分子，CD8（主要为CD8αβ异源二聚体）通过其α链的IgV样结构域，结合MHC-I分子高度保守的α3结构域。这一结合有两个公认的功能：
- 信号转导
CD8胞内段与Lck激酶相连，将Lck招募至TCR复合物附近，启动下游磷酸化级联反应。 - 物理稳定
通过形成TCR-CD8-pMHCI三元复合物，增强整体结合稳定性。
然而，在2005年之前，CD8的“物理稳定”作用一直停留在假说层面，缺乏直接的、量化的证据。主要难点在于：CD8与MHC-I的亲和力极低（KD > 100 μM），远低于TCR-pMHC的亲和力，使得在体外直接测量三元复合物的稳定性几乎不可能。
第二章：天才的实验设计——用HLA突变体分离变量
为了解决这个难题，Sewell团队采用了“反向遗传学”的思路，不直接去测CD8，而是改造MHC-I分子，创造出一系列与CD8亲和力不同、但与TCR结合能力不变的HLA-A2突变体。这是本研究最精妙之处。
- HLA-A2的D227K/T228A突变
位于α3结构域的关键残基突变，使其完全丧失与CD8的结合能力，作为阴性对照。 - HLA-A2的A245V突变 （桂芎生物具有该突变的HLA-A*02:01蛋白）
一个温和的突变，使CD8亲和力降低约4倍。 - 野生型 (WT)
正常HLA-A2，作为基准。 - HLA-A2的Q115E突变与鼠源Kb的A3结构域杂合结构
通过结构引导设计或种属嵌合，创造出与CD8亲和力显著增强（最高提升>1000倍）的超级结合体。
关键验证：通过表面等离子共振（SPR）和T细胞激活实验，研究者确认这些突变体均未影响其与特定TCR（如针对流感病毒MP肽的TCR）的结合。这确保了后续实验结果的差异，纯粹源于CD8-MHC相互作用强度的变化。
第三章：量化“稳定化效应”——2倍的魔力
研究团队使用荧光标记的pMHC四聚体（Tetramer）与表达特定TCR的T细胞系（如Jurkat 6B5）进行结合，并实时监测四聚体从细胞表面的解离过程。
结果清晰显示：随着CD8-MHC亲和力的增强，pMHC四聚体的解离速率显著减慢。为了从四聚体数据推算出单体TCR-pMHC的真实动力学参数，他们建立了一个数学模型来校正多价结合带来的“表观亲和力”增强效应。
最终结论：在生理条件下，CD8共受体能够将TCR-pMHC单体复合物的解离速率（koff）降低约2倍，即延长其半衰期（t1/2）约2倍。
这个数字的意义何在？根据T细胞激活的“动力学校对（Kinetic Proofreading）”模型，T细胞需要TCR-pMHC复合物维持足够长的时间（通常认为需>1-5秒），才能完成完整的信号级联。对于许多天然存在的肿瘤新抗原，其TCR-pMHC半衰期可能仅在1秒左右，处于激活阈值的边缘。CD8提供的这2倍稳定化效应，足以将一次“无效接触”转变为一次“有效激活”。
第四章：对TCR-T疗法开发的深刻启示
这项经典研究对当今火热的TCR-T细胞疗法开发具有三大核心启示：
- 警惕“体外亲和力陷阱”
一个在SPR或BLI上表现出超高亲和力（nM级别）的工程化TCR，如果其天然配对严重依赖CD8，那么在体内面对低丰度抗原时，其表现可能远不如预期。反之，一个中等亲和力但CD8依赖性强的TCR，可能是更优的选择。 - 重视交叉反应性评估
CD8的稳定化作用会放大TCR对相似肽段（如自身抗原）的识别。因此，在进行脱靶风险评估时，必须在包含CD8的生理环境中进行，否则可能低估交叉反应性。 - 优化TCR工程化策略
在进行TCR亲和力成熟时，目标不应仅仅是提高TCR-pMHC的固有亲和力，还应考虑如何优化其与CD8的协同作用，以实现最佳的综合功能。
结语：回归生理，方见真章
Sewell团队的这项工作，以其严谨的设计和深刻的洞见，揭示了免疫识别中一个“润物细无声”的关键机制。在追求创新疗法的道路上，“尊重生理、模拟真实”是成功的关键。
桂芎生物始终秉持这一理念，致力于构建最贴近人体真实免疫环境的评估体系，帮助全球合作伙伴筛选出真正能在患者体内发挥效力的下一代TCR-T疗法。
参考文献：Interaction between the CD8 Coreceptor and Major Histocompatibility Complex Class I Stabilizes T Cell Receptor-Antigen Complexes at the Cell Surface. J Biol Chem. 2008
如何将转化为研究成果？
桂芎生物可提供关键产品支撑：
1. 微量pMHC复合物合成服务: 支持HLA-A*02:01等主流等位基因，用于抗原特异性T细胞验证
2 . pMHC荧光四聚体合成以及筛选: 现货覆盖多种肿瘤抗原（如CMV/EBV/KRAS等），快速分选抗原特异性T细胞
3. 工程化呈递细胞构建: K562-HLA系列，模拟体内抗原呈递，用于DC功能模拟
4. 单克隆TCR测序: 从四聚体阳性T细胞中获取配对链的TCR主克隆
5. 抗原肽-MHC亲和力高通量ELISA扫描服务: 高通量筛选最优表位，指导DC疫苗设计
6. 抗原特异性T细胞扩增: 桂芎拥有稳定的抗原特异性DC的分化成熟工艺，是抗原特异性T细胞扩增和检测的基石。
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