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免疫受体会经历调节其活性的力；然而，由于技术上的挑战，在体内证明这一点一直受到限制。作为应对这一挑战的第一步，我们改造了一种合成 Notch（SynNotch）受体系统，使其能够在体内报告免疫受体所受的力：我们用受体特异性抗体替换了天然的配体结合结构域，并重构了 Notch 信号通路，以驱动 EGFP 或荧光素酶的表达。我们在 Jurkat 细胞上表达了靶向 CD40 或 T 细胞受体（TCR）的 SynNotch，并在与 B 细胞或 T 细胞共培养的条件下表征了其激活情况，明确了激活所需条件、最佳条件及其动力学特征。通过互补的机械生物学方法，我们定量了激活报告系统所需的外源力，并验证了报告系统的激活依赖于受体表达的发送细胞所产生的力，而非 SynNotch 表达的接收细胞所产生的力。通过将传感器细胞和靶细胞植入免疫缺陷小鼠体内，我们在体内可视化了 CD40 和 TCR 靶向 SynNotch 细胞上受机械门控的报告系统激活。此外，通过使受体在固定化配体提供的机械支撑下承受作用力，CD40 和 TCR 介导的信号传导得以增强，这表明力作为一种具有生物学相关性的共刺激信号，能够被免疫细胞检测并加以解读，从而引导免疫信号传导。综上，我们的结果表明，机械门控的 SynNotch 报告系统是一种有用策略，可用于在二维共培养、三维类器官及体内系统中检测与受体相关的机械信号传导。
cheng.zhu{at}bme.gatech.edu
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摘要
免疫受体会经历可调节其活性的力；然而，由于技术挑战，在体内证明这一现象一直受到限制。作为应对这一挑战的第一步，我们改造了一种合成 Notch（SynNotch）受体系统，使其能够通过将天然配体结合域替换为受体特异性抗体，并重构 Notch 信号通路以驱动 EGFP 或荧光素酶的表达，从而在体内报告免疫受体所受的力。我们在靶向 CD40 或 T 细胞受体（TCR）的 Jurkat 细胞上表达 SynNotch，并在与 B 细胞或 T 细胞的共培养中表征其激活情况，明确了激活的需求条件、最佳条件及其动力学特征。结合互补性的力学生物学方法，我们量化了激活报告系统所需的外源性力，并证实报告系统的激活依赖于表达受体的发送细胞所产生的力，而非表达 SynNotch 的接收细胞所产生的力。通过将传感器细胞和靶细胞植入免疫缺陷小鼠体内，我们在体内可视化了 CD40 和 TCR 靶向 SynNotch 细胞上由机械门控介导的报告激活。此外，通过使受体在固定化配体提供的机械支撑下承受力，CD40 和 TCR 的信号传导得以增强，这表明力作为一种具有生物学相关性的共刺激信号，被免疫细胞检测和解读，以引导免疫信号传导。总之，我们的结果确立了机械门控 SynNotch 报告系统作为一种有用策略，可用于在二维共培养、三维类器官及体内系统中检测与受体相关的机械信号传导。
利益冲突声明 已声明的资助信息 NIH Common Fund U01CA250040 U01CA280984 R01CA238745 HD091793
韩国国家研究基金资助 2021R1A6A3A03038382
免疫工程培训基金 2T32EB021962-06A1
版权 持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 提供。
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发表于 2026 年 6 月 29 日。 下载 PDF
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体内可视化免疫受体所受的力及其效应
Menglan Li， Jintian Lyu， Kaitao Li， Ameya Dravid， Deepali Balasubramani， Amir Hossein Kazemipour Ashkezari， Hyun-Kyu Choi， Gabriel A. Kwong， Ankur Singh， Cheng Zhu
bioRxiv 2026.06.26.734558； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.26.734558
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体内可视化免疫受体所受的力及其效应
Menglan Li， Jintian Lyu， Kaitao Li， Ameya Dravid， Deepali Balasubramani， Amir Hossein Kazemipour Ashkezari， Hyun-Kyu Choi， Gabriel A. Kwong， Ankur Singh， Cheng Zhu
bioRxiv 2026.06.26.734558； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.26.734558
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.26.734558v1?rss=1
🏷️ 免疫受体力学 SynNotch系统 机械信号转导 T细胞受体 CD40 体内可视化