为大家分享一篇发表在Nature Chemical Biology上的文章，通讯作者是来自Merck公司的Olugbeminiyi O. Fadeyi、Rob C. Oslund和Tamara Reyes-Robles研究员。 

直接的细胞-细胞相互作用在所有多细胞生物的发育和生物学功能中都发挥着重要作用，这种相互作用通过质膜上的蛋白、聚糖和脂质等生物分子介导的物理接触而发生，一个典型的例子是肿瘤微环境，如T细胞可以通过T细胞抗原受体(TCR)与抗原呈递细胞(APC)上的肽主要组织相容性复合物(pMHC)相互作用，并进而影响肿瘤的免疫反应。然而，检测这种物理上相互作用的细胞一直是一项非常困难的任务，尽管基于酶的邻近标记技术已用于检测细胞间相互作用，但这类策略依赖于基因操作或特定细胞表面聚糖的存在来引入标记酶。因此，作者希望开发一种简单、模块化的细胞标记方法，用于将标记物定位到细胞表面的蛋白上。

蛋白质电子转移反应在许多生物氧化还原过程中起重要作用，其中酪氨酸是一个有效的电子转移中间体，并已被运用于一些邻近标记手段。然而过氧化物酶产生苯氧自由基的速度极快，限制了标记的时空可控性。而黄素作为很多氧化还原酶的辅因子，以FMN和FAD的形式广泛存在细胞环境中。作者推测可以通过黄素的激活来产生反应性的酪氨酸类自由基中间体，并以光控的形式在时空中传递生物素标签。

作者的设计如图所示，黄素辅因子受到蓝光照射到达激发态，并通过单电子转移反应氧化生物素-酪胺以产生相应自由基，随后与邻近蛋白上的Tyr/Trp发生交叉偶联，将生物素标签引入到特定细胞表面蛋白上，而黄素自由基则可以再生回到基态以循环反应。 

作者首先在酪氨酸和生物素-酪胺小分子层面和纯蛋白层面上验证了基于黄素光催化反应的可行性。随后，为检测细胞-细胞相互作用，作者将核黄素四乙酸酯(RFT)与较小分子量的PD-L1抗体VHH-Fc连接，该抗体可以靶向细胞表面的PD-L1，且不会阻断PD-L1与PD-1的相互作用。作者将VHH-Fc-RFT与Raji细胞孵育，随后通过PD-L1与PD-1的相互作用，在蓝光照射下检测外周血单核细胞(PBMCs)衍生的T细胞与Raji细胞之间是否存在相互作用。与Raji细胞相互作用的T细胞便会带上生物素标签，随后可经过链霉亲和素富集，并能使用单细胞测序方法进行深入的分析。

总之，作者利用黄素光催化剂的可见光激活来产生苯氧基自由基，并可将生物素标记到相互作用细胞上，以检测细胞相互作用组。此外，这种光催化性质可通过光强度/光照时间进行控制，该技术有望广泛探索免疫细胞相互作用组学，并为临床提供合理的治疗策略。

本文作者：WFZ

责任编辑：LDY

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41589-022-01044-0

文章引用：DOI：10.6019/PXD032203