《Journal of Investigative Dermatology》：Identification of Homing Receptors and Activation-Linked Surface Antigens on Human Mast Cells and Basophils
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肥大细胞（Mast cells, MC）和嗜碱性粒细胞（Basophils, BA）是特应性疾病中的关键效应细胞。这些细胞的发育、归巢和活化受多种表面抗原的调控。研究人员检测了人BA和MC上功能相关表面抗原的表达及其细胞因子介导的调控。原代BA获自健康或过敏供
肥大细胞（Mast cells, MC）和嗜碱性粒细胞（Basophils, BA）是特应性疾病中的关键效应细胞。这些细胞的发育、归巢和活化受多种表面抗原的调控。研究人员检测了人BA和MC上功能相关表面抗原的表达及其细胞因子介导的调控。原代BA获自健康或过敏供者，或慢性髓系白血病（chronic myeloid leukemia, CML）患者。原代MC分离自肺、皮肤、正常/反应性骨髓（bone marrow, BM）或肥大细胞增多症患者的BM。同时检测了BA细胞系KU812及MC细胞系HMC-1、ROSA和MCPV-1。经流式细胞术评估，BA表达CXCR4、PD-L1、LMIR1、CLEC10A、LAIR1、EMR2、JAM-1、Siglec-6、Siglec-7、Frizzled-4、EVI-2B、CLEC4A和CLEC12A。FGFR3在CML BA和白介素-3（interleukin-3, IL-3）活化的BA上被检出，但在正常静息BA上未检出。此外，IL-3增强了氨基肽酶N、二肽基肽酶-4、ICAM-1、VEGFR3和NKp30的表达，并降低了BA上CXCR4的表达。肺、皮肤和BM来源的MC表达Nectin-2、Siglec-1、CXCR4、PD-L1、LAIR1、EMR2、JAM-1、Siglec-6、CLEC12A、MRGPRX2和Siglec-8。KIT配体干细胞因子（stem cell factor, SCF）被发现可促进MC上PD-L1和TIM-3的表达，而干扰素-γ仅增强PD-L1的表达。综上，MC和BA表现出独特的活化相关表面分子谱，包括细胞因子可诱导的检查点抗原。
论文解读
一、研究背景与科学问题
肥大细胞（Mast cells, MC）和嗜碱性粒细胞（Basophils, BA）是参与过敏反应、慢性炎症及组织损伤后局部修复等多种生理和病理过程的关键效应细胞。两者均可产生和储存多种血管活性及促炎介质，包括组胺、白三烯、趋化因子和细胞因子，并在免疫及外源性刺激下释放这些介质，从而参与局部炎症和组织重塑。MC和BA的生长、迁移、黏附及活化受多种细胞表面抗原的调控，两类细胞均表达高亲和力免疫球蛋白E（IgE）受体FcεRI，以及多种黏附受体、病毒和补体结合位点、免疫检查点抗原、表面膜酶和细胞因子受体。
既往研究已通过国际人类白细胞分化抗原（HLDA）协作项目逐步建立了人BA和MC的免疫表型，确认二者为具有独特表型特征的两个独立造血谱系。然而，在多种病理条件下，BA和MC的表型可发生改变，例如在慢性炎症或过敏反应中表达活化相关表面抗原增加，系统性肥大细胞增多症（systemic mastocytosis, SM）患者MC上活化相关抗原水平亦可能升高。尽管如此，仍有大量CD分子尚未在BA和MC上得到系统鉴定，特别是涉及归巢、病毒受体、生长因子受体、免疫检查点等功能的表面分子。因此，本研究旨在扩展和更新人BA和MC的表面抗原谱，并探讨细胞因子对其表达的调控机制。
二、研究内容与主要结论
研究人员利用多色流式细胞术，系统检测了健康供者、过敏供者及CML患者来源的BA，以及肺、皮肤、正常/反应性骨髓和SM患者骨髓来源的MC，并纳入BA细胞系KU812和MC细胞系HMC-1、ROSA、MCPV-1，对大量CD分子进行了表面表达分析。研究得出以下主要结论：BA和MC各自表达独特的黏附与归巢受体谱，BA高表达CXCR4、CCR5、JAM-3、CLEC4A等趋化和迁移相关受体，而MC主要表达VLA-3、LAIR1、EMR2等细胞外基质结合受体；两者均表达多种病毒受体；CML BA异常表达VEGFR1、VEGFR3、FGFR3和FGFR4；MC和BA表达多种Siglec家族分子及免疫检查点抗原如PD-L1和TIM-3；皮肤MC具有独特表型，高表达DPPIV、L1CAM、PD-L1和CD351；SCF可促进肺MC上PD-L1和TIM-3的表达，IFN-γ进一步增强PD-L1表达；IL-3可上调BA上多种黏附分子和细胞因子受体并下调CXCR4。
三、关键技术方法
本研究采用的主要技术方法包括：多色流式细胞术（multicolor flow cytometry）用于检测原代BA、MC及细胞系表面抗原表达，BA以CD203c?鉴定，骨髓MC以CD45?/KIT?/CD34?定义，组织MC以CD45?/KIT?定义；细胞因子刺激实验（IL-3、SCF、IFN-γ、TNF-α）评估对表面抗原表达的调控；实时定量PCR（qPCR）检测PD-L1和TIM-3的mRNA表达水平。样本来源包括9例健康供者、10例过敏供者、9例CML患者的外周血，20例正常/反应性骨髓及8例SM患者的骨髓，4例肺移植供者肺组织和12例美容手术供者皮肤组织。
四、研究结果
人BA和MC表型的界定：经流式细胞术检测，健康、过敏及CML供者的CD203c? BA和多种器官来源的CD117? MC均表达多种黏附、病毒受体及活化相关抗原，部分抗原在两类细胞及相应细胞系中均有表达，但若干抗原仅见于BA或MC之一，进一步确认二者为独立谱系。
BA和MC展示独特的细胞表面黏附与归巢受体谱：BA表达VLA-2α（CD49b）、ICAM-1（CD54）、CXCR4（CD184）、CCR5（CD195）、LAIR1（CD305）、EMR2（CD312）、JAM-1（CD321）、JAM-3（CD323）、CLEC4A（CD367）和CLEC12A（CD371）等多种与趋化、锚定、跨内皮迁移或归巢相关的受体。其中正常及肿瘤性BA表达CD323为首次报道。MC则主要表达VLA-3（CD49c）、LAIR1和EMR2等细胞外基质受体。BA高表达CCR5、JAM-3和CLEC4A，而MC仅低表达或不表达这些分子。CML BA较正常BA表达稍高水平的CD312和CD326，稍低水平的CD49b和CD323。
人BA和MC表达多种病毒受体：BA及皮肤、肺和骨髓MC均表达巨细胞病毒和冠状病毒受体CD13、麻疹病毒受体CD46、鼻病毒受体CD54（ICAM-1）、柯萨奇B病毒/埃可病毒70受体CD55、乙型肝炎和冠状病毒受体CD59、丙型肝炎病毒受体CD81，以及疱疹病毒包膜糖蛋白D受体CD112（nectin-2）和呼肠孤病毒受体CD321（JAM-1）。HIV共受体CD184在BA上丰富表达，而各来源MC仅低水平表达。
人BA和MC上生长因子和趋化因子受体的表达：三组供者（健康、过敏、CML）的BA均表达SDF-1受体CXCR4和趋化因子受体CCR5（CD195）。意外发现CML BA低水平表达VEGFR1、VEGFR3（CD310）、FGFR3（CD333）和FGFR4（CD334），而正常BA和过敏供者BA不表达这些受体。肺、皮肤和骨髓MC表达CXCR4但不表达VEGFR或FGFR。SM患者骨髓MC低水平表达neuropilin-1（CD304），正常MC不表达。
人BA和MC上活化相关及抑制性受体的表达：正常BA、过敏供者BA及CML BA均表达Siglec-3（CD33）、Siglec-6（CD327）、Siglec-7（CD328）和Siglec-10。皮肤、肺及正常和肿瘤性骨髓MC同样表达这些分子。人组织MC和SM MC表面表达Siglec-10为首次报道。CML BA较正常BA表达更高水平CD327。Siglec-1（CD169）表达于正常BA、过敏供者BA及皮肤、肺和骨髓MC，但CML BA不表达。意外发现皮肤、肺和骨髓MC及SM MC与抗Siglec-2（CD22）抗体反应，而BA及所有细胞系均阴性。抑制性受体LMIR1（CD300a）和LAIR1（CD305）在正常和肿瘤性BA及所有MC类型中均有表达。
人BA和MC表达多种免疫检查点抗原：正常和肿瘤性BA及MC均表达CD47、CD81和PD-L1（CD274），但不表达CD28、CD80、CD83、CD94和PD-1（CD279）。CD355（CRTAM）和CD366（TIM-3）在BA和MC上表达水平不一。
人皮肤MC独特表型的界定：皮肤MC较肺MC或骨髓MC表达更高水平的DPPIV（CD26）、L1CAM（CD171）、PD-L1（CD274）和IgM受体CD351。正常皮肤MC表达大量PD-L1和CD351为首次发现。皮肤MC较肺MC或BA表达更高水平的活化相关抗原CD355。皮肤MC较肺MC、骨髓MC或BA表达较低水平的Siglec-6（CD327）和CLEC12A。
SCF及其他细胞因子对MC上PD-L1和TIM-3表达的影响：SCF促进肺MC表面PD-L1和TIM-3的表达以及PD-L1 mRNA表达。IFN-γ进一步增强SCF处理的肺MC上PD-L1的表面表达，TNF-α对PD-L1表达无显著影响。IFN-γ和TNF-α对TIM-3表达无影响。在细胞系中，IFN-γ增强HMC-1.1、ROSAKIT WT、ROSAKIT K509I、所有MCPV-1克隆及KU812细胞中PD-L1的表达。
IL-3促进BA上多种黏附分子和细胞因子受体的表达：IL-3促进正常血BA上氨基肽酶N（CD13）、DPPIV（CD26）、ICAM-1（CD54）、MACIF（CD59）、VEGFR3（CD310）、FGFR3（CD333）、NKp30（CD337）和CLEC4A（CD367）的表达，但不上调PD-L1表面表达。qPCR显示IL-3轻微上调正常BA中PD-L1和TIM-3 mRNA。IL-3下调正常BA上CD184的表达。
五、讨论与结论
本研究的讨论部分指出，MC和BA代表造血系统中两个独立的谱系，可通过抗体分型明确区分。BA表达大量与细胞迁移、趋化、锚定、跨内皮迁移或归巢相关的表面受体，而MC主要表达细胞外基质结合受体，这与BA循环于血液中、按需穿出血管，而MC为组织驻留细胞的生物学特性相符。多种黏附相关抗原同时作为病毒受体，提示BA和MC可能参与病毒感染甚至作为病毒储存库。IL-3作为BA的主调控因子，通过上调CD26和下调CXCR4可能促进BA从骨髓向血液的动员，这一机制与CML中白血病干细胞的CD26介导动员相似。皮肤MC独特的表型特征提示其与更多免疫相关配体相互作用。SCF和IFN-γ对MC上PD-L1表达的促进作用，以及IL-3对BA表面分子的调控，揭示了细胞因子网络对MC和BA免疫检查点表达的精细调节。
研究结论可概括为：人MC和BA表现出独特的活化相关表面分子谱，包括细胞因子可诱导的检查点抗原。这些发现扩展了对MC和BA表面抗原谱的认识，为理解其在过敏性疾病、炎症及肿瘤免疫微环境中的功能提供了新的分子基础，也为靶向这些表面分子的治疗策略开发提供了潜在靶点。
