《Immunology Letters》：Beta-2-microglobulin augments neutrophil phagocytosis of bacteria and apoptotic cells
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β2-微球蛋白（β2m）构成了三分子主要组织相容性复合体I类（MHC I）的不变轻链，在其中它非共价地与负责向CD8+ T细胞呈递肽抗原的跨膜重链结合。在其可溶形式下，β2m存在于各种生物体液中，并且也储存在中性粒细胞颗粒和血小板内。此外
β2-微球蛋白（β2m）构成了三分子主要组织相容性复合体I类（MHC I）的不变轻链，在其中它非共价地与负责向CD8+ T细胞呈递肽抗原的跨膜重链结合。在其可溶形式下，β2m存在于各种生物体液中，并且也储存在中性粒细胞颗粒和血小板内。此外，它可以由激活的免疫细胞和上皮细胞分泌到细胞外环境中。在患有各种炎症、恶性、病毒和肾脏疾病的患者中，已有报道血清β2m水平升高。β2m是几种疾病的重要预后因素，高血清水平通常预后不良。
β2m的一种修饰变体（后来被表征为desLys58-β2m (dK58β2m)），最初在系统性红斑狼疮和类风湿性关节炎患者的血清中被发现。随后的研究表明，dK58β2m是通过两步蛋白水解过程产生的：原生β2m首先被补体成分C1s在赖氨酸58的C端侧切割，随后通过类羧肽酶B活性去除赖氨酸58。这种切割诱导了β2m的构象变化，赋予其淀粉样蛋白生成特性，增加了其聚集和形成原纤维的倾向。在各种类型的癌症中也报道了dK58β2m的存在。仅有有限数量的研究调查了这种切割的生物学意义。先前的研究报道，dK58β2m在单向混合淋巴细胞培养中可增强特异性细胞毒活性，联合干扰素-γ (IFN-γ)可促进骨髓细胞系的一氧化氮产生和细胞凋亡，并影响巨噬细胞样细胞的线粒体活性、线粒体活性氧的产生以及cGAS–STING通路的激活，特别是在IFN-γ刺激下。有趣的是，dK58β2m还被证明能抑制中性粒细胞烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶依赖性活性氧 (ROS) 的产生，而原生β2m被证明在受乳胶珠刺激后能增强ROS产生。
中性粒细胞是人类血液中含量最丰富的白细胞，约占所有循环免疫细胞的50-70%。作为天然免疫系统的主要反应者，它们对于消除胞外病原体至关重要，特别是通过吞噬作用，这是一个涉及微生物靶标的识别、内化和降解的过程。在清除病原体后，中性粒细胞发生细胞凋亡，随后通过巨噬细胞等吞噬细胞的效应性吞噬被清除，这一过程对于消除炎症和防止组织损伤至关重要。尽管传统上被视为效应性吞噬的被动基质，但最近的证据表明，中性粒细胞可能主动影响或参与自身的清除。
位于中性粒细胞颗粒内的β2m在脱颗粒过程中被释放到细胞外环境中，然而这种颗粒内β2m的功能作用仍不清楚。其他颗粒蛋白（如Cathepsin G）已被证明通过自分泌或旁分泌机制调节中性粒细胞效应功能，且研究人员之前已经证明β2m和dK58β2m调节中性粒细胞的ROS产生。鉴于这一点，研究人员现在旨在调查β2m或其切割形式dK58β2m是否影响中性粒细胞介导的吞噬作用和效应性吞噬。
在本研究中，研究人员证明β2m和dK58β2m均能增强多形核中性粒细胞 (PMN) 的吞噬作用和效应性吞噬。β2m显著增加了对乳胶珠以及革兰氏阳性化脓链球菌AP1和革兰氏阴性鲍曼不动杆菌KR792的摄取，而dK58β2m仅增强了对细菌靶标的吞噬作用，但不影响乳胶珠。此外，这两种蛋白均增强了PMN对凋亡Jurkat细胞的效应性吞噬摄取，突出了β2m及其切割产物在中性粒细胞功能中的潜在调节作用。这表明β2m参与了早期天然免疫反应和炎症的消退过程。
**研究背景与意义**
Beta-2-微球蛋白（β2m）主要作为主要组织相容性复合体I类（MHC I）的轻链存在，但其也以可溶性形式存在于体液中，并由中性粒细胞颗粒储存与释放。既往研究表明，在炎症及恶性疾病患者血清中β2m水平显著升高，且其被蛋白酶水解后会产生截断变体dK58β2m，该变体具有淀粉样变性和不同的免疫调节特性。中性粒细胞是血液中数量最多的天然免疫细胞，吞噬病原体及随后通过效应性吞噬清除凋亡细胞是其核心功能。尽管已知脱颗粒释放的颗粒蛋白能以自分泌或旁分泌方式调节中性粒细胞功能，但可溶性β2m及其切割产物对中性粒细胞吞噬作用的确切影响尚不明确。为填补这一空白，研究人员探讨了β2m和dK58β2m对中性粒细胞吞噬细菌、惰性颗粒以及凋亡细胞的调节作用。该研究揭示了两者的免疫增强功能，对理解早期天然免疫防御及炎症消退机制具有重要意义，相关成果发表在《Immunology Letters》上。
**主要关键技术方法**
研究人员利用ExpiCHO系统表达纯化了人重组β2m和dK58β2m。从健康供者外周血中通过密度梯度离心分离出PMN，并以星形孢菌素诱导Jurkat T细胞凋亡作为吞噬靶标。研究采用多色流式细胞术评估吞噬与效应性吞噬效率，分别利用标记有pHrodo染料的化脓链球菌AP1、临床分离的鲍曼不动杆菌KR792、荧光乳胶珠和CellTrace染料标记的凋亡细胞进行共培养实验。在部分细菌实验中加入了正常血清和补体抑制剂OmCI。所有样本来源于获得伦理批准的丹麦和瑞典健康献血者队列。
**研究结果**
*β2m增强PMN对羧基修饰乳胶珠的吞噬作用*
研究人员通过将PMN与荧光乳胶珠共培养后发现，可溶性β2m处理组相比对照组显著增加了吞噬比例，而dK58β2m无明显作用。通过细胞松弛素D抑制肌动蛋白聚合验证了内化摄取的真实性。为验证β2m是否通过调理作用发挥效应，研究人员将乳胶珠与β2m预孵育并洗涤去除游离蛋白，结果显示预包被并不能增强吞噬。同时，在经牛血清白蛋白（BSA）封闭的乳胶珠体系中加入可溶性β2m可恢复吞噬水平，这表明β2m促进非生理颗粒摄取不依赖于对靶标表面的直接调理包被。
*β2m和dK58β2m均增强PMN对细菌的吞噬作用*
为探究对生理靶标的影响，研究人员使用革兰氏阳性的S. pyogenes AP1和革兰氏阴性的A. baumannii KR792进行实验。结果发现，β2m和dK58β2m均能显著增强PMN对这两种细菌的摄取，呈时间依赖性增加，在60分钟和120分钟尤为显著。其中，对AP1的吞噬在120分钟达峰，β2m和dK58β2m分别增加了4.4倍和4.8倍。在针对酵母聚糖的额外实验中，两种蛋白未表现出促进吞噬的作用，提示其调节效应具有特定靶标的局限性。
*β2m和dK58β2m促进CD66b阳性粒细胞对凋亡Jurkat细胞的效应性吞噬*
研究人员将PMN与凋亡Jurkat细胞共培养以评估效应性吞噬，发现β2m和dK58β2m均表现出剂量依赖性的吞噬增强作用，在50 μg/ml时效应最强，其水平与粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）这一已知诱导剂相当，且与GM-CSF联用无叠加效应。在人AB血清存在的条件下，β2m仍显著增强效应性吞噬，但对dK58β2m而言仅在25%血清浓度下有显著提升。再次使用细胞松弛素D证实该过程为内化而非表面粘附。通过预孵育实验发现，若在共培养前洗涤去除未结合的β2m或dK58β2m，则不能促进效应性吞噬，说明这两种蛋白需在摄取过程持续存在才能发挥调节作用。
**讨论与结论**
总结而言，本研究表明β2m和dK58β2m不仅能促进中性粒细胞对革兰氏阳性及阴性细菌的吞噬，还能增强对凋亡细胞的效应性吞噬，而仅原生β2m能促进惰性颗粒的摄取。研究证实β2m并非通过经典调理素作用途径包被靶标，也非引发长效细胞启动，而是需要在摄取期间以可溶形式持续存在。结合β2m基因敲除小鼠在感染早期由于中性粒吞噬受损表现出死亡率增加的既往报道，本研究支持可溶性β2m具有独立于MHC I和FcRn的胞外免疫调节功能。由于局部炎症微环境中β2m浓度可远超血清水平，该发现凸显了其在病灶局部增强早期病原体清除及促进炎症消退中的潜在重要生理意义。
