共刺激受容体によるT細胞活性化の二重制御メカニズムを解明 (Scientists Reveal How Cosignaling Receptors Dually Regulate T Cell Activation via Phase Separation)

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2026-11-03 中国科学院(CAS)

中国科学院生物物理研究所などの研究チームは、免疫細胞であるT細胞の活性化を制御する受容体CD28とPD-1の分子メカニズムを、相分離(Phase Separation)という現象に着目して解明した。T細胞受容体(TCR)は抗原を認識すると、キナーゼLckとともにシグナル分子の凝縮体を形成し、T細胞の活性化を促進する。今回、研究チームは共刺激受容体CD28もLckと相分離し、T細胞の活性化を促進する一方、抑制性受容体PD-1はCD28に競合的に結合してCD28とLckの凝縮体形成を妨げ、活性化を抑制することを明らかにした。さらに、分子動力学シミュレーションを用いて両受容体の結合部位を特定し、PD-1による抑制作用を受けにくいCD28変異体を設計した。この変異体をCAR-T細胞に導入した実験では、PD-L1を発現する腫瘍細胞による免疫抑制の影響が軽減され、マウス腫瘍モデルでも治療効果の改善が確認された。本研究は、免疫チェックポイント制御の理解を深め、次世代CAR-T細胞療法の設計・最適化につながる成果である。

<関連情報>

CD28共刺激はシグナル伝達凝縮体によって組織化され、PD-1によって阻害される CD28 costimulation is organized by signaling condensates and counteracted by PD-1

Hui Chen, Songfang Wu, Yong Zhang, +3 , and Jizhong Lou
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:October 21, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2612742123

Abstract

T cell activation relies on the coordinated integration of T cell receptor (TCR) and cosignaling pathways, yet how these signals are physically organized remains unclear. Here, we demonstrate that CD28 co-stimulation is driven by a condensation mechanism in which the CD28 intracellular domain (ICD) forms signaling condensates with the Src-family kinase Lck. Ligand engagement promotes CD28 ICD accessibility and triggers rapid CD28/Lck condensation, enhancing CD28 phosphorylation, cytoskeletal polarization, and cytokine production. The downstream effectors of CD28, including PI3K and GRB2, can also be recruited into the CD28-Lck condensates in our reconstituted system. We further identify PD-1 as a graded regulator of this process: Monophosphorylated PD-1 is recruited into CD28/Lck condensates, whereas diphosphorylated PD-1 competitively binds the CD28 ICD and dissolves these assemblies. CD28 and PD-1 ICDs also undergo condensation directly, revealing a dynamic and compositionally heterogeneous signaling system. Guided by this competitive condensation mechanism, we engineer CD28 ICD mutants that preserve Lck condensation while resisting PD-1-mediated disruption. Incorporation of these condensation-selective mutants into Chimeric antigen receptor (CAR) constructs confers resistance to inhibitory signaling and enhances antitumor efficacy in vivo. These findings establish condensation as a central organizing principle of CD28 costimulation and provide a biophysical framework for engineering more resilient therapeutic T cells.

細胞遺伝子工学
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