狼疮易感小鼠中CD19-浆细胞亚群的异质性及其在自身免疫病理中的作用
《Nature Communications》:Distinct autoreactive CD19– plasma cell subsets accumulate in lupus-prone mice
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时间:2025年11月12日
来源:Nature Communications 15.7
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本研究针对系统性红斑狼疮(SLE)治疗中浆细胞(PC)靶向策略的局限性,通过单细胞RNA测序、BCR谱分析和遗传模型,揭示了CD19-浆细胞亚群在狼疮发病机制中的关键作用。研究发现,CD19-浆细胞具有独特的基因表达谱和自身反应性,且其积累与疾病严重程度相关。该研究为开发选择性靶向致病浆细胞的疗法提供了新思路,对改善SLE治疗策略具有重要意义。
在自身免疫性疾病(AD)的复杂病理网络中,浆细胞(PC)通过持续分泌自身抗体和炎症因子,成为系统性红斑狼疮(SLE)等疾病的关键驱动者。然而,当前针对浆细胞的耗竭疗法(如抗CD19 CAR-T细胞疗法)面临一个严峻挑战:在清除致病浆细胞的同时,也可能误伤保护性的长寿命浆细胞(LLPC),导致机体免疫力下降。尤其令人困惑的是,部分接受CD19靶向治疗的患者,其某些SLE相关自身抗体水平并未显著降低,这提示体内可能存在CD19阴性的致病浆细胞亚群。那么,能否在浆细胞群体中精准识别出这些“狡猾”的致病亚群,从而实现选择性靶向治疗?这正是德国风湿病研究中心Andreia C. Lino团队在《Nature Communications》上发表的最新研究旨在解决的核心问题。
为了回答这一关键问题,研究人员开展了一项多层次、系统性的研究。他们首先利用SLE模型小鼠(Sle123),通过单细胞RNA测序(scRNA-seq)结合转录组和表位测序(CITE-seq)以及B细胞受体(BCR)谱分析,深入探究了疾病发生前后小鼠骨髓、脾脏和肾脏中浆细胞的异质性。此外,研究还纳入了遗传谱系追踪模型、免疫接种实验以及过继转移实验,并分析了SLE患者的外周血样本,以验证小鼠模型中的发现在人类疾病中的相关性。
研究结果揭示,CD19-浆细胞亚群在狼疮发病机制中扮演着至关重要的角色。这些细胞不仅随着年龄增长和在免疫应答过程中逐渐积累,而且在SLE患病小鼠的靶器官(特别是骨髓和肾脏)中显著扩增。单细胞分析进一步鉴定出多个疾病特异性和器官特异性的浆细胞簇(cluster),其中,簇2(Cluster 2)和簇10(Cluster 10)尤为引人注目。
研究发现,CD19-浆细胞在小鼠和人类骨髓中富集,并随着年龄增长而积累。在SLE模型小鼠中,患病小鼠的骨髓、脾脏和肾脏中CD19-浆细胞的频率和数量均显著高于健康小鼠。更重要的是,SLE患者外周血中CD19-浆细胞的比例也高于健康对照,提示其在人类疾病中同样具有潜在病理意义。
通过遗传谱系追踪和过继转移实验,研究证实CD19-浆细胞来源于CD19+浆细胞,且这一过程是单向的。在针对T细胞依赖性抗原(如NP-KLH)的免疫应答中,抗原特异性浆细胞逐渐从CD19+转变为CD19-表型,并表现出长寿命浆细胞(B220low/-)的特征。这表明CD19的下调是浆细胞成熟过程中的一个关键事件。
单细胞转录组分析揭示了多个在患病小鼠特定器官中扩增的浆细胞簇。例如,簇2(Cluster 2)在患病小鼠的骨髓、脾脏和肾脏中显著积累,其细胞表达CXCR3、产生IgG类自身抗体,并高表达与SLE相关的基因(如Pld4和Grn)。簇10(Cluster 10)则主要在患病小鼠的骨髓中扩增,其细胞表达IgM,并具有识别磷脂酰胆碱(PtC)的自身反应性,且其B细胞受体(BCR)使用偏向于VH11/Vκ14,提示其可能来源于B-1细胞。
对浆细胞BCR repertoire的分析发现,在患病小鼠的肾脏中,最扩增的BCR克隆主要是IgG或IgA同种型,并且表现出较高的突变频率。这些高度突变的克隆与CD19low/-浆细胞亚群相关,进一步支持了自身反应性浆细胞在靶器官中的克隆扩增和成熟。
一个特别引人注目的发现是,在患病小鼠骨髓中大量扩增的簇10浆细胞,其BCR主要使用IGHV11-2/IGKV14-126基因片段,并特异性识别磷脂酰胆碱(PtC)。流式细胞术分析证实,在患病小鼠和老年野生型小鼠中,绝大多数VH11+Vκ14+和PtC特异性的浆细胞不表达CD19,表明这群具有自身反应潜能的浆细胞在衰老和自身免疫状态下倾向于以CD19-的状态长期存在。
综上所述,本研究通过综合运用多种前沿技术,系统性地描绘了SLE中浆细胞的异质性图谱,并首次明确地将CD19-浆细胞亚群确立为狼疮病理的关键参与者。研究不仅揭示了CD19-浆细胞的发育起源、独特表型及其与疾病活动的关联,还鉴定出如CXCR3+ IgG+浆细胞和PtC特异性B-1来源浆细胞等潜在的致病亚群。这些发现对当前以CD19为靶点的治疗策略(如CAR-T疗法)提出了重要启示:由于CD19-浆细胞对CD19靶向治疗不敏感,且其在疾病晚期大量积累,因此治疗时机可能至关重要,早期干预或在CD19靶向基础上联合靶向其他分子(如CXCR3、CD39、CD326等)可能是提高疗效的关键。该研究为开发下一代选择性靶向致病浆细胞的精准疗法奠定了坚实的理论基础,并提供了潜在的新的治疗靶点。
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