Localisation of CD4 coreceptor and its variants in human T cells

Abstract

CD4 je koreceptorem T receptoru nacházejícího se na povrchu T lymfocytů. Jedná se o glykoprotein z rodiny transmembránových proteinů. Jeho přítomnost je nezbytná jak pro vývoj T lymfocytů, tak i pro jejich správnou funkci. Předpokládá se, že CD4 stabilizuje interakci T receptoru s jeho ligandem, MHC-peptidovým komplexem, a tím přispívá k imunitní odpovědi založené na T buňkách. Vnitrobuněčná část CD4 obsahuje řadu strukturních motivů, které většinou neovlivňují umístění proteinu v plasmatické membráně, ale mohou významně ovlivnit jeho umístění v rámci domén, které se v plazmatické membráně T lymfocytů tvoří. Ukázalo se, že se CD4 přechodně hromadí v místech interakce T buňky a antigen-prezentující buňky, nazvaných imunologická synapse. Krátce po nahromadění CD4 koreceptoru v imunologické synapsi je buď vyloučen z místa, kde se imunologická synapse vytvořila, nebo úplně odstraněn z plasmatické membrány. Tento jev je v nesouladu s chováním T receptoru, který se po vzniku imunologické synapse hromadí v její centrální části. Z tohoto důvodu zůstává nejasné, jakým způsobem CD4 koreceptor a T receptor spolupracují při vazbě MHC-peptidového komplexu během zahájení T buněčné signalizace. Naším cílem je studium umístění CD4 koreceptoru na plasmatické membráně s použitím pokročilých mikroskopických metod,...

CD4 co-receptor of main T cell receptor (TCR) is essential for proper development of T lymphocytes and their function in adaptive immune responses. It is believed that CD4 stabilizes the interaction of TCR with antigenic ligand, peptide-MHC, and thereby improves T cell-dependent responses during immune reaction. CD4 is transmembrane glycoprotein with a number of structural motifs in its intracellular domain which do not dramatically affect its sorting to the plasma membrane but can influence its local organization at nanoscale. CD4 was shown to transiently accumulate in the immunological synapse formed between T cell and antigen-presenting cell. Such accumulation is rapidly followed by its internalization and/or delocalization outside the synapse. This is in contrast with TCR which accumulates strongly in the immunological synapse and is later found enriched in the central area of this structure. It is therefore unclear how TCR and its CD4 co-receptor function together when binding to their common ligand during the initiation of signaling in T cells. We aim to study localization of CD4 at nanoscale using advanced fluorescence microscopy techniques achieving significant improvements in resolution. In this work, CD4 and its mutant variants, potentially causing its different localization at the...