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Immunity | 高反应性B细胞诱导针对自身的细胞毒T细胞反应以抑制自身免疫和淋巴瘤的发展

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2024-12-30 17:30

正文

撰文 | 风

世界范围内超过5%的人群受到自身免疫性疾病的困扰,且患病率还在持续增加。随着年龄增长,淋巴细胞积累上千个体细胞突变,可能促进疾病的发展,尤其是这些体细胞突变与种系变异汇聚在相同的基因或者通路【1,2】。其中,由于生发中心(germinal center,GC克隆扩增过程中发生发育程序性的DNA断裂和大量增殖,B细胞体细胞突变的风险特别高。如果这些B细胞突变恰好结合其他易感因素(基因或表观遗传),将促进自身免疫性疾病和淋巴瘤的发展【3】。在这个过程中,T细胞可能发挥促进或者抑制的复杂作用【4,5】。免疫系统如何对这种动态的遗传和表观遗传变异做出反应仍然是一个需要解决的基本问题。

2024年12月26日,德国慕尼黑工业大学医学院实验血液学研究所Marc Schmidt-Supprian研究团队在Immunity上发表了文章Hyperreactive B cells instruct their elimination by T cells to curb autoinflammation and lymphomagenesis的研究文章。这项研究发现轻度高反应性B细胞相比于强高反应性B细胞诱导更强的自身免疫,并鉴定强高反应性B细胞可以通过诱导细胞毒T细胞介导的细胞清除抑制自身免疫和淋巴瘤的发展,为自身免疫提供新的理解。


为了研究B细胞高反应性对免疫病理的作用,作者使用肿瘤坏死因子α诱导蛋白3(tumor necrosis factor alpha-induced protein 3/A20)的杂合子缺失(轻度高反应性)和纯合子缺失(强高反应性)模拟。A20失活诱导人淋巴瘤,然而仍缺乏A20作为淋巴瘤抑制因子的验证。团队构建GC B细胞(germinal center B, GCB特异性A20缺失的纯合子小鼠Cγ1Cre A20F/FGCB-A20-/-)和杂合子小鼠Cγ1Cre A20wt/FGCB-A20wt/-)。为了进一步模拟A20缺陷与其他基因改变的协同,作者又在上述小鼠引入Bcl6tg。T细胞抗原绵羊红细胞(sheep red blood cellsSRBCs)和重复抗原刺激用来评估小鼠的免疫反应和淋巴瘤发展。实验结果发现GCB A20缺失对小鼠的无事件生存率和淋巴瘤发展无影响,即使在Bcl6tg条件下亦然。与此同时,团队构建B细胞特异性敲除A20的纯合子CD19CreA20F/FB-A20-/-和杂合子小鼠CD19CreA20wt/FB-A20wt/-,这些小鼠相比于对照组小鼠寿命明显缩短。值得注意的是,杂合子小鼠相比于纯合子寿命缩短效应更为明显。尽管寿命缩短,B细胞A20缺失仍在淋巴瘤发展中无明显效应。总之,上述数据表明GCB细胞和所有B细胞的A20缺失并不足以引起明显的淋巴瘤发展或者促进Bcl6tg引起的淋巴瘤发展B细胞特异性A20缺失引起的小鼠寿命缩短和杂合子的表型增强引起作者的兴趣。团队认为自身免疫可能是小鼠死亡原因。将死亡小鼠性别分层,发现B-A20wt/-雌性小鼠的确更容易死亡,表明自身免疫的雌性偏倚。进一步实验发现B-A20wt/-雌性小鼠相比于对照小鼠和B-A20-/-小鼠脾脏增大、GCB增多和自身免疫抗体增加(ANAs、dsDNA、IgG和抗心磷脂抗体)这些数据表明雌性性别与B细胞A20的单倍体不足共同诱导致死性自身免疫既往研究指出A20缺陷可能通过上调BCLxL抑制FAS诱导的细胞凋亡。尽管证实A20缺失B细胞和GCB细胞BCLxL表达增加,但却不能抵抗FASL诱导的凋亡。随后,作者将BclxLtg引入A20wt/-和A20-/-小鼠,发现BclxLtgA20wt/-小鼠寿命明显缩短、GCB和浆细胞数量增多、血清自身抗体增加和肾小球免疫复合物沉积,类似于系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE。然而,BclxLtg引入A20-/-小鼠却没有上述现象。另外,作者将NF-κB诱导激酶(NF-κB inducing kinase,NIKB-Niktg引入A20wt/-和A20-/-小鼠,发现类似上述表型。总之,这些数据表明轻度高反应性A20单倍体不足B细胞结合抗凋亡诱导类似于SLE的致死性自身免疫,而强高反应性的A20完全缺失B细胞却没有这些表型。

作者在B-NiktgA20-/-小鼠内观察到T细胞PD-1表达增加,表明持续的T细胞免疫反应,提示T细胞可能参与这种A20纯合子和杂合子缺陷的差异性表型。有意思的是,使用抗体介导的T细胞清除或者基因CD3ε敲除均显著下调BclxLtgA20wt/-小鼠GCB和浆细胞数量而增加BclxLtgA20-/-小鼠浆细胞数量,且逆转A20纯合子和杂合子缺失小鼠之间的免疫表型差异,提示T细胞可能存在相反的作用,即辅助BclxLtgA20wt/- B细胞反应而抑制BclxLtgA20-/-B细胞反应。作者随后构建骨髓嵌合小鼠确认BclxLtgA20-/- B细胞诱导自限免疫反应有效抑制BclxLtgA20wt/-引起的自身免疫,表明T细胞依赖B细胞内源高反应环境发挥相反的作用,并揭示强高反应性B细胞诱导自限T细胞反应之后,作者分离CD3ε-/-Niktg、CD3ε-/-NiktgA20wt/-和CD3ε-/-Niktg A20-/-小鼠的B细胞行RNA-seq,GSEA分析提示随着A20的逐渐完全丢失,浆细胞身份、B细胞激活和SLE相关基因集显著增加。scRNA-seq分析指出CD3ε-/-Niktg A20-/-小鼠的B细胞类似于活化B细胞群体,且CD40活化基因集显著富集,表明Niktg A20-/- B细胞在缺少T细胞时转录激活明显增强,且这可能与CD40信号通路有关。

对Niktg、NiktgA20wt/-和Niktg A20-/-小鼠的T细胞行scRNA-seq分析发现Niktg A20-/-小鼠的CD4+以及CD8+T细胞高表达EomesPerforin1、granzymes和Fasl。流式细胞分析也证实Niktg A20-/-小鼠T细胞高表达GzmkGzmb和Perf1,且这些细胞毒CD4+和CD8+T细胞与B细胞比例在Niktg A20-/-小鼠显著高于NiktgA20wt/-小鼠。体外共培养表明Niktg A20-/- B细胞而非对照B细胞诱导CD4+和CD8+T细胞EOMES表达。为了直接验证granzyme/perforin系统是否直接参与B细胞的清除,作者将Niktg A20-/- B、Niktg A20wt/- B细胞分别和wt以及Perf1-/-T细胞构建嵌合小鼠,结果发现外周血和脾脏的Niktg A20-/- B细胞显著低于Niktg A20wt/- B细胞,但wt以及Perf1-/-T细胞嵌合子之间无差别,提示T细胞对Niktg A20-/- B细胞的清除但这个过程并不依赖于granzyme/perforin系统。随后作者检测FASL/FAS系统的作用。在Niktg A20-/-小鼠内给予FASL中和抗体显著增加外周血和淋巴结内B细胞数量;体外共培养也证实Niktg A20-/-小鼠来源T细胞诱导Niktg A20-/- B细胞凋亡,而在培养体系加入FASL中和抗体则可以抑制凋亡。这些数据表明FASL/FAS诱导的杀伤介导T细胞对高反应行B细胞的免疫监视最后,作者探索A20缺失是否在人体内与FAS介导的免疫监视有关。在两个独立队列GALLIUM和GLSG/BCCA中,约22%和17%的A20缺失与FAS丢失(直接失活突变和拷贝丢失或间接调节FAS表达的ARID1A突变)有关。这些数据表明人A20和FAS的基因失活在滤泡性淋巴瘤中经常同时发生。

综上所述,这项研究揭示强高反应性B细胞诱导细胞毒性T细胞免疫反应并成为其靶细胞,以规避克隆扩增、发育DNA损伤以及获得性表观遗传和遗传改变引起的可能致命性自身反应性B细胞损伤,并提示增强对自身反应B细胞的内源性T细胞反应可能成为治疗自身免疫性疾病和淋巴瘤的有效策略。

原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2024.11.023


制版人:十一



参考文献


1. Heather E, Machado., Emily, Mitchell., Nina F, Øbro., Kirsten, Kübler., Megan, Davies., Daniel, et al.(2022). Diverse mutational landscapes in human lymphocytes. Nature, 608(7924), 0. doi:10.1038/s41586-022-05072-7

2. Aude, Magerus-Chatinet., Bénédicte, Neven., Marie-Claude, Stolzenberg., Cécile, Daussy., et al.(2010). Onset of autoimmune lymphoproliferative syndrome (ALPS) in humans as a consequence of genetic defect accumulation. J Clin Invest, 121(1), 0. doi:10.1172/JCI43752

3. Christopher C, Goodnow.(2007). Multistep pathogenesis of autoimmune disease. Cell, 130(1), 0. doi:10.1016/j.cell.2007.06.033

4. Zhenyue, Hao., Gordon S, Duncan., Jane, Seagal., Yu-Wen, Su., Claire, Hong., Jillian, Haight., et al.(2008). Fas receptor expression in germinal-center B cells is essential for T and B lymphocyte homeostasis. Immunity, 29(4), 0. doi:10.1016/j.immuni.2008.07.016

5. Shoukat, Afshar-Sterle., Dimitra, Zotos., Nicholas J, Bernard., Anna K, Scherger., Lisa, Rödling., et al.(2014). Fas ligand-mediated immune surveillance by T cells is essential for the control of spontaneous B cell lymphomas. Nat Med, 20(3), 0. doi:10.1038/nm.3442


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