免疫球蛋白A(IgA)是人类免疫系统中的关键组成部分,其与受体之间的相互作用对于免疫调控至关重要。Fc受体样蛋白4(Fc-receptor-like 4,FcRL4)是一种IgA受体,能够选择性结合含有连接链(J-chain)的系统性IgA。然而,该相互作用的分子机制此前一直不清楚。
2026年6月17日,北京大学肖俊宇独立通讯在PNAS 在线发表题为FcRL4 is an IgA receptor that primarily binds the joining chain的研究论文。
该研究解析了FcRL4与二聚体IgA核心结构(dIgA core,即Fcα二聚体与J链)复合物的冷冻电镜结构,揭示其以1:1的结合化学计量比进行结合。结构显示,FcRL4主要与J链发生相互作用,但仍能够通过熵代价机制(entropic penalty mechanism)区分含J链的IgM,从而实现选择性识别。
此外,该结构还解释了FcRL4为何不结合分泌型IgA(secretory IgA):分泌成分(secretory component)的空间位阻会阻碍FcRL4的结合界面,从而使其无法与该形式IgA结合。功能实验进一步表明,FcRL4缺乏内吞IgA或IgA免疫复合物的能力。
这些结果为IgA生物学提供了新的结构基础与机制性见解,揭示了FcRL4对IgA识别的分子选择性来源及其功能限制。
免疫球蛋白A(IgA)在人体免疫系统中发挥关键作用,是黏膜表面最主要的抗体,同时也是血清中含量第二丰富的抗体。IgA可以以单体或多聚体形式存在,其中多聚体形式由两个到五个IgA单体通过连接链(joining chain,J-chain)连接而成。
含J链的IgA多聚体随后可通过多聚免疫球蛋白受体(polymeric immunoglobulin receptor,pIgR)被转运至黏膜表面。pIgR的胞外部分(即分泌成分,secretory component,SC)在转运过程中与IgA结合,形成分泌型IgA(secretory IgA,SIgA)。
除了pIgR之外,IgA还可以与多种Fc受体相互作用,包括FcαRI(CD89)和Fcα/μR(CD351)。此外,最新研究表明,Fc受体样蛋白4(Fc receptor-like 4,FcRL4)是一种新鉴定的IgA受体家族成员,能够特异性识别系统性IgA。
FcRL4属于Fc受体样(FcRL)家族,该家族包括6种细胞表面蛋白,以及2种位于内质网的胞内蛋白(FcRLA和FcRLB)。这些FcRL蛋白具有多个免疫球蛋白样胞外结构域,并在胞内结构域中包含免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)和/或免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM),从而能够调控细胞免疫与体液免疫反应。
与主要表达于髓系细胞的Fc受体不同,FcRL家族蛋白主要表达于淋巴细胞,尤其是B细胞。例如,FcRL4在黏膜相关淋巴组织(如扁桃体和派尔集合淋巴结)中的一部分记忆B细胞亚群中表达。FcRL4的胞内结构域含有三个ITIM序列,提示其可能作为IgA的抑制性受体发挥作用。
在类风湿性关节炎中,FcRL4⁺记忆B细胞被鉴定为滑液中的促炎细胞群体,可能参与慢性炎症及骨破坏过程。在泛癌分析中,较高的FcRL4⁺记忆B细胞特征表达与较长总体生存期相关,但在头颈鳞状细胞癌(HNSCC)和结肠腺癌(COAD)患者中则与较差预后相关。
在HIV-1感染患者中,FcRL4在循环B细胞上表达升高,而HIV-1包膜蛋白gp120似乎能够增强FcRL4的表达。尽管已有这些功能性研究,FcRL4作用的分子机制仍未完全阐明。
为解析FcRL4特异性识别IgA的分子机制,作者解析了FcRL4与Fcα–J复合物(即由IgA Fcα二聚体与J链组成的dIgA核心)的冷冻电镜结构。结合生化与细胞实验数据,该结构揭示J链在FcRL4识别IgA过程中起关键作用。此外,作者发现FcRL4虽然对含J链的系统性IgA具有高亲和力,但其似乎缺乏介导IgA内吞的能力。这些发现为理解FcRL4的独特功能特性提供了重要结构基础与机制性见解。
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