编辑推荐:
研究人员针对器官移植中同种抗体作用不明问题,研究 HLA-A11:01 特异性单抗,发现 1H5 抗体可抑制 T 细胞反应,或助力移植治疗。
在器官移植领域,它就像一场与人体免疫系统的 “博弈”。随着医学技术的飞速发展,器官移植已经成为众多器官衰竭患者的 “救命稻草”,为他们带来了新的生机。然而,人体复杂而精密的免疫系统却成为了这一治疗手段的 “拦路虎”。其中,适应性免疫系统中的同种反应性 T 细胞以及针对人类白细胞抗原(HLA)的抗体,是导致移植器官被排斥的主要原因。
一直以来,人们发现,只要体内存在抗供体 HLA 抗体,就如同给移植手术埋下了一颗 “定时炸弹”,往往会被视为不适合进行特定供体 - 受体配对的危险因素。但奇怪的是,在一些长期存活的移植受者体内,同样能检测到同种抗体,这似乎暗示着这些抗体有着不为人知的 “另一面”—— 可能具有保护移植器官的功能。于是,一个关键问题摆在了科研人员面前:同种抗体在移植过程中究竟是 “天使” 还是 “恶魔”?它对移植结果的影响究竟是好是坏?这个问题就像一团迷雾,笼罩着器官移植领域,亟待科研人员去揭开它神秘的面纱。
为了驱散这团迷雾,来自新加坡国立大学、牛津大学、奥古斯塔大学等多个研究机构的研究人员(Maryam Hamidinia、Yue Gu 等)展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》杂志上,为我们带来了全新的认识。
在这场科研探索之旅中,研究人员采用了多种先进的技术方法。首先是噬菌体展示技术,这一技术就像是一个 “抗体筛选器”,帮助研究人员从非免疫人类文库中成功筛选出 HLA-A11:01 特异性单克隆抗体(mAbs)。接着,他们运用了细胞培养和刺激技术,通过精心培养和刺激细胞,获得了 A11:01 限制性同基因 T 细胞和表达特定 TCR 的 T 细胞系,为后续研究提供了关键的细胞模型。另外,交叉连接质谱(XL-MS)和分子对接技术也发挥了重要作用,它们就像科研人员手中的 “显微镜”,帮助研究人员精准地确定抗体与 HLA-A*11:01 的结合位点以及相互作用的结构基础。
研究人员首先进行了抗体的发现、表达和纯化工作。HLA-A11:01 在东南亚地区人群中是较为常见的等位基因,在新加坡的移植手术中,它作为不匹配的 HLA 抗原具有重要的临床意义。研究人员利用噬菌体 - Fab 展示方法,从三十多位健康新加坡捐赠者的幼稚 B 细胞建立的噬菌体 - Fab 文库中,经过多轮筛选,成功获得了 HLA-A11:01 特异性 mAbs,并通过一系列实验验证了其纯度和特异性。
随后,研究人员开始探究这些抗体对 T 细胞的影响。他们通过体外刺激和扩增,成功获得了 A11:01 限制性同基因 T 细胞。实验发现,这些 T 细胞能够特异性地对 EBV EBNA-3BNP 肽作出反应。在此基础上,研究人员评估了抗 A11:01 mAbs 对 EBV-EBNA-3BNP CD8? T 细胞激活的抑制能力。他们发现,在混合的五种抗 A*11:01 mAbs 中,有一种名为 1H5 的抗体表现出了显著的抑制作用。进一步研究发现,1H5 抗体能够抑制 T 细胞产生 TNF 和 IFNγ 细胞因子,从而有效抑制 T 细胞的激活。
为了更深入地了解 1H5 抗体的作用机制,研究人员构建了表达特定 TCR 的 T 细胞系。他们设计了一种重组慢病毒构建体,将其转导到 Jurkat 76 细胞中,成功获得了表达针对 HLA-A*11:01 的 EBV 特异性 TCR 的 T 细胞系。通过与不同的人工抗原呈递细胞(APCs)共培养实验,研究人员发现,1H5 抗体能够显著降低 T 细胞在受到刺激时产生 IL-2 的水平,这进一步证明了 1H5 抗体对 T 细胞激活的抑制作用。
接着,研究人员深入研究了 1H5 抗体对 T 细胞信号通路的影响。T 细胞的激活涉及多种转录因子的核转位,其中核因子活化 T 细胞(NFAT)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路中的细胞外信号调节激酶(ERK)起着关键作用。研究人员利用成像流式细胞术发现,1H5 抗体能够明显抑制 NFAT 的核转位以及 pERK 向细胞核的转位,这表明 1H5 抗体能够有效抑制 T 细胞信号转导,从源头阻断 T 细胞的激活。
在探究 1H5 抗体对免疫突触形成的影响时,研究人员最初尝试利用全内反射荧光(TIRF)显微镜进行实验,但由于 1H5 抗体阻断了 TCR 与 MHC 的相互作用,导致实验无法进行。不过,这也从侧面证明了 1H5 抗体抑制 T 细胞与抗原相互作用的能力。随后,研究人员改用落射荧光显微镜进行观察,结果发现 1H5 抗体能够特异性地抑制 TCR 与 A*11:01 的结合,同时不影响 CD8 与 MHC-I 分子的相互作用,这为解释 1H5 抗体的作用机制提供了重要线索。
最后,研究人员利用 XL-MS 和分子对接技术,对 1H5 抗体与 A11:01 的结合位点进行了预测和建模。他们发现,1H5 抗体的结合位点靠近预测的表位,并且与 TCR 的结合位点存在重叠,这种重叠会导致空间位阻,从而阻止 TCR 与 A11:01 的结合。这一发现为 1H5 抗体阻断 TCR 与 HLA-A*11:01 的结合提供了有力的结构基础证据。
综合以上研究结果,研究人员得出结论:某些 HLA 特异性同种抗体,如 1H5 抗体,能够有效减少 T 细胞对同种异体移植物的反应。这一发现对于理解供体特异性抗体(DSA)的存在意义重大,它表明并非所有的 DSA 都会对移植结果产生负面影响,有些 DSA 可能具有保护移植器官的作用。同时,这一研究成果也为器官移植治疗带来了新的希望。1H5 抗体或具有类似特性的抗体,有可能成为治疗器官移植排斥的新型药物,为提高移植器官的存活率提供新的策略。未来,研究人员还将进一步探索这些抗体在临床应用中的潜力,以及它们对 T 细胞分化和免疫反应的长期影响,为器官移植领域的发展开辟新的道路。