MR1,也称为MHC class I-related gene 1,是一种非典型的MHC class I分子,负责激活黏膜相关不变T(MAIT)细胞。MAIT细胞是一种先天样T细胞,在调节对感染和非感染性疾病的免疫反应中发挥着重要作用,并识别MR1环境中的抗原。MR1在许多物种中被发现,包括人类、小鼠、绵羊和牛。MR1的α1和α2结构域高度保守,与经典MHC class I分子的肽结合域相似,表明MR1可能在进化过程中保持其功能,以呈递微生物的保守成分给MAIT细胞[7]。
MR1的发现是基于进化考虑,它是第一个也是最后一个被有意识地从人类基因组中分离出来的MHC相关基因。MR1基因的发现对免疫遗传学领域具有重要意义,因为它揭示了MHC家族成员的多样性和功能[1]。
MR1基因的表达和转运在免疫系统中起着关键作用。MR1主要表达在多种细胞类型中,包括造血和非造血细胞。MR1的转运与MHC class I和MHC class II途径有相似之处,但也有其独特之处。MR1的细胞内定位可能因可溶性配体和来自完整细菌的配体而异。此外,MR1的表面表达可能在不同细胞类型中有所不同[4]。
MR1的配体通常来自细菌核黄素代谢物,包括维生素 B族化合物及其代谢前体。许多细菌和一些真菌产生激活MR1的配体。然而,最近的研究表明,硫酸化的胆酸也可能是MR1的配体。硫酸化的胆酸与MR1结合并被MAIT细胞识别,促进MAIT细胞的发育和功能[6]。
MR1在癌症免疫治疗中具有潜在的应用价值。MR1在肿瘤细胞中的表达较低,这限制了MR1介导的免疫疗法。然而,通过抑制细胞外信号调节激酶(ERK)可以增加MR1蛋白的表达,从而提高MAIT细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤作用。这些发现为提高MR1蛋白表达和激活MR1限制性T细胞提供了新的思路,并具有潜在的治疗意义[3]。
MR1在水稻中的功能也得到了研究。水稻中的MR1基因决定了稻壳的形态。MR1通过调节稻壳身份基因的表达来防止bop转变为mrp。此外,mr1突变体还表现出粒大小和粒质量的变化,以及物理和化学成分的缺陷。这些发现有助于我们理解稻壳形成和稻壳与mrp之间的起源[2]。
MR1在运动障碍性疾病中也发挥重要作用。MR1基因突变与阵发性运动障碍(PD)的发病机制有关。PD是一种运动障碍性疾病,患者通常意识清醒。MR1基因的突变可能导致PD的发生,而MR1基因的异常表达也可能影响PD的症状和治疗方法[5]。
综上所述,MR1是一种非典型的MHC class I分子,在免疫系统中发挥着重要作用。MR1的发现和功能研究为我们提供了对免疫系统的新认识,并具有潜在的治疗应用价值。MR1在水稻和运动障碍性疾病中的功能研究也为相关领域的研究提供了新的思路。未来,MR1的研究将继续深入,以揭示其在免疫系统和其他生物学过程中的作用机制。
参考文献:
1. Hashimoto, Keiichiro. 2016. MR1 discovery. In Immunogenetics, 68, 491-8. doi:10.1007/s00251-016-0943-9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27464703/
2. Xie, Wei, Liu, Wei, Yu, Xiaoqi, Zeng, Dali, Ren, Deyong. 2022. Fine Mapping of Rice Specific MR1, a Gene Determines Palea Identity. In Frontiers in plant science, 13, 864099. doi:10.3389/fpls.2022.864099. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35685009/
3. Constantin, Daniel, Nosi, Vladimir, Kehrer, Natalie, Mori, Lucia, De Libero, Gennaro. . MR1 Gene and Protein Expression Are Enhanced by Inhibition of the Extracellular Signal-Regulated Kinase ERK. In Cancer immunology research, 12, 1452-1467. doi:10.1158/2326-6066.CIR-24-0110. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39028853/
4. Lamichhane, Rajesh, Ussher, James E. 2017. Expression and trafficking of MR1. In Immunology, 151, 270-279. doi:10.1111/imm.12744. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28419492/
5. McGuire, Sara, Chanchani, Swati, Khurana, Divya S. 2017. Paroxysmal Dyskinesias. In Seminars in pediatric neurology, 25, 75-81. doi:10.1016/j.spen.2017.12.007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29735119/
6. Ito, Emi, Inuki, Shinsuke, Izumi, Yoshihiro, Rossjohn, Jamie, Yamasaki, Sho. 2024. Sulfated bile acid is a host-derived ligand for MAIT cells. In Science immunology, 9, eade6924. doi:10.1126/sciimmunol.ade6924. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38277465/
7. Tsukamoto, Kentaro, Deakin, Janine E, Graves, Jennifer A Marshall, Hashimoto, Keiichiro. 2012. Exceptionally high conservation of the MHC class I-related gene, MR1, among mammals. In Immunogenetics, 65, 115-24. doi:10.1007/s00251-012-0666-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23229473/