子科生物報(bào)道：在適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中，由B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的多樣性的抗體分子是介導(dǎo)體液免疫的關(guān)鍵性效應(yīng)分子，因此，抗體分子的多樣性對適應(yīng)性免疫是至關(guān)重要的。機(jī)體在抗原刺激下，B淋巴細(xì)胞特異性表達(dá)的胞嘧啶脫氨酶AID能夠靶向抗體分子產(chǎn)生程序性的DNA損傷，介導(dǎo)抗體類型轉(zhuǎn)換（CSR）以及體細(xì)胞高頻突變（SHM）的發(fā)生，從而產(chǎn)生具有更高親和力的多樣性抗體庫。

臨床發(fā)現(xiàn)AID蛋白的突變與免疫缺陷疾病2型高IgM綜合征密切相關(guān)，并且這些突變多為隱性遺傳，然而有一類C端缺失突變體AIDDC表現(xiàn)為顯性失活效應(yīng)。仍具有胞嘧啶脫氨酶活性的AIDDC由于缺少C端的出核信號而在細(xì)胞核內(nèi)富集，卻難以介導(dǎo)CSR事件的發(fā)生。那么，AIDDC在抗體基因靶點(diǎn)的脫氨酶活性是如何被抑制的呢，以及AIDDC又是如何影響野生型AID的功能從而導(dǎo)致顯性失活的呢？這其中的致病機(jī)理，一直是該研究領(lǐng)域懸而未決的難題。

2022年4月26日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心胡家志研究員課題組與中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）孟飛龍研究員課題組合作，在The EMBO Journal雜志在線發(fā)表題為“C-terminal deletion-induced condensation sequesters AID from IgH targets inimmunodeficiency”的研究論文。在這項(xiàng)研究中，研究人員揭示了AIDDC在細(xì)胞核內(nèi)聚集進(jìn)而導(dǎo)致AIDDC不能高效地被招募到抗體基因IgH區(qū)域；此外，該研究還引入蛋白質(zhì)共凝聚的概念，巧妙地闡明了AIDDC突變體通過捕獲細(xì)胞核內(nèi)游離的野生型AID形成共凝聚體，從而抑制野生型AID靶向抗體基因的過程，造成顯性失活效應(yīng)的致病機(jī)理（Dominant-negative effect；圖1）。這也是率先從凝聚體的角度來剖析顯性負(fù)突變可能的致病機(jī)制。

圖1. AID/AIDDC共凝聚導(dǎo)致免疫缺陷疾病的工作模型。在B淋巴細(xì)胞內(nèi)，野生型的AID能夠通過自身位于N端的入核信號而進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)從而靶向到IgH區(qū)域，介導(dǎo)抗體類型轉(zhuǎn)換和體細(xì)胞高頻突變的發(fā)生；而當(dāng)細(xì)胞內(nèi)含有單個(gè)AID的C端缺失突變體AIDDC時(shí)，野生型的AID會(huì)被AIDDC與其他無膜細(xì)胞器共同形成的凝聚體捕獲而進(jìn)入到凝聚體內(nèi)，因此難以進(jìn)入到IgH區(qū)域介導(dǎo)后續(xù)抗體類型轉(zhuǎn)換和體細(xì)胞高頻突變事件的發(fā)生

研究人員通過內(nèi)源蛋白標(biāo)記以及CRISPR-Sirius靶向的手段，發(fā)現(xiàn)AIDDC在B淋巴細(xì)胞內(nèi)以凝聚體的形式存在，且這種凝聚體被隔絕在IgH區(qū)域之外，失去了靶向抗體基因的能力（圖2A）。為證實(shí)這種蛋白凝聚體的形成是導(dǎo)致AIDDC不能起始CSR的原因，研究人員將具有形成凝聚體能力的FUS蛋白偶聯(lián)在野生型AID的末端，發(fā)現(xiàn)野生型AID蛋白也具有了形成凝聚體的能力（圖2B）。與此同時(shí)，這種凝聚體的形成極大地降低了野生型AID-FUS蛋白介導(dǎo)的CSR事件發(fā)生頻率（圖2C）。這表明，蛋白凝聚體的形成是導(dǎo)致AIDDC不能靶向抗體基因區(qū)域并表現(xiàn)為免疫缺陷的原因。

圖2. AIDDC形成的凝聚體與IgH區(qū)域隔絕從而抑制CSR的發(fā)生。A)通過CRISPR-Sirius靶向系統(tǒng)標(biāo)記內(nèi)源AIDDC-GFP蛋白與抗體靶向基因IgH區(qū)域的定位；B)AID-FUS-GFP及其突變體在激活的原代B淋巴細(xì)胞內(nèi)的定位和分布圖；C)FACS分析AID-FUS及其突變體介導(dǎo)的抗體類型從IgM轉(zhuǎn)換為IgG1的比例

通過細(xì)胞內(nèi)共表達(dá)實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)，AIDDC凝聚體能夠特異性地捕獲細(xì)胞核內(nèi)游離的野生型AID進(jìn)入到凝聚體內(nèi)（圖3A）。他們引入“optoDroplet”系統(tǒng)，驗(yàn)證了AID蛋白N端的12aa序列以及位于AID的催化活性區(qū)域的4個(gè)精氨酸序列對于AIDDC形成凝聚體十分重要（圖3B）。當(dāng)AIDDC或其他突變體與野生型AID蛋白共表達(dá)時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)AID/AIDDC凝聚體能夠顯著降低野生型AID介導(dǎo)抗體類型轉(zhuǎn)換的能力（圖3C）。

圖3. AID/AIDDC共凝聚導(dǎo)致顯性失活效應(yīng)。A)過表達(dá)AID及AIDR190X在early G1期的CH12F3細(xì)胞中熒光成像，AID與AIDR190X在核內(nèi)形成共凝聚體；B)AID的N端無序序列和表面正電荷片區(qū)具有驅(qū)動(dòng)蛋白凝聚的能力；C)突變驅(qū)動(dòng)蛋白凝聚的N端序列或表面正電荷片區(qū)均可回補(bǔ)AIDR190X引發(fā)的顯性失活效應(yīng)