综述:浆细胞选择与迁移在建立长效抗体应答中的作用

《Immunological Reviews》:Plasma Cell Selection and Migration in the Establishment of Long-Lived Antibody Responses

【字体: 时间:2026年09月07日 来源:Immunological Reviews 10.6

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  摘要 当B细胞被激活并分化为浆细胞时,它们执行迁移程序,使其能够在次级淋巴组织内转运并到达骨髓,在骨髓中它们可以成熟为长寿命浆细胞。近期研究揭示了不仅亲和力驱动而且同型驱动的浆细胞选择机制。此外,迁移程序在浆细胞长寿中的重要性日益受到重视。本综述聚焦于调控浆细

  
摘要 当B细胞被激活并分化为浆细胞时,它们执行迁移程序,使其能够在次级淋巴组织内转运并到达骨髓,在骨髓中它们可以成熟为长寿命浆细胞。近期研究揭示了不仅亲和力驱动而且同型驱动的浆细胞选择机制。此外,迁移程序在浆细胞长寿中的重要性日益受到重视。本综述聚焦于调控浆细胞数量及其向骨髓迁移的机制,重点介绍研究人员的发现及相关领域的最新进展。
1 引言
B细胞被激活后,需分化为浆细胞或记忆B细胞以发挥效应或记忆功能。这一命运选择可发生在免疫应答的两个不同阶段:在较早的生发中心前(pre-GC)阶段,活化B细胞与T细胞在T-B交界区发生认知性相互作用后,B细胞在进入生发中心(GC)或分化为浆细胞/记忆B细胞之间做出选择;在较晚的GC阶段,被正向选择的GC B细胞中断明区-暗区(LZ-DZ)再循环周期而退出GC,再次分化为浆细胞或记忆B细胞。
多项研究表明,在早期应答和进行中的GC中,较高亲和力均有利于浆细胞表型的获得,但其潜在机制仍存在争议。除亲和力外,BCR同型也被认为在B细胞命运选择中发挥作用,因为IgG类转换记忆B细胞相较于初始IgM B细胞具有更强的浆细胞分化能力已被广泛证实。然而,这些实验存在潜在局限性,因为同型的作用与其他因素(如既往抗原经历或抗原亲和力导致的细胞状态变化)之间的区别并不总是清晰的。因此,研究人员设计了一项研究来剖析体细胞高频突变(SHM)和类别转换在初次免疫应答中的作用,证明转换为IgG1强烈地使B细胞偏向浆细胞命运,且这一作用独立于其他细胞内在因素。因此,类别转换本身在促进浆细胞分化中具有决定性作用。
在次级淋巴组织中,新生成的浆细胞需要特定的微解剖定位以实现其扩增。在早期脾脏应答中,B细胞母细胞在T区与红髓交界区域(即桥连通道)产生分裂中的浆母细胞灶。由于趋化因子受体EBI2是浆母细胞在桥连通道定位及扩增所必需的,因此推测该区域存在支持浆母细胞扩增的微环境细胞。类似地,在淋巴结中,新生成的浆母细胞迁移至髓索并在其中扩增。尽管浆细胞在次级淋巴组织内的转运十分重要,但微环境细胞的身份及其作用机制仍未完全阐明。
随后,浆母细胞以S1PR1依赖性方式从次级淋巴组织逸出并归巢至骨髓。由于骨髓趋向性浆细胞相较于留在次级淋巴器官中的浆细胞富含长寿命细胞,因此控制浆细胞是否上调S1PR1的因子被认为对抗体长寿至关重要。在此,研究人员重点结合自身研究,总结了关于浆细胞数量如何在次级淋巴组织中受到调控以及浆细胞随后如何迁移至骨髓的最新进展。
2 生发中心前早期阶段的浆细胞生成
在典型的T细胞依赖性(TD)应答中,抗原结合的B细胞迅速迁移至T-B交界区,随后活化B细胞迁移至滤泡间区和滤泡外区,在此发生增殖爆发和/或分化为三种命运(浆细胞、GC进入细胞和记忆B细胞)。关于决策机制,一个长期存在的问题是B细胞命运是在增殖之前就已确定,还是在初始增殖信号后由每个子细胞独立决定。
一项追踪具有不同抗原亲和力的单个抗原特异性初始B细胞命运的研究提供了重要见解。使用鸡卵清溶菌酶(HEL)BCR转基因初始B细胞,分别以HEL(高亲和力)或鸭卵清溶菌酶(DEL;中亲和力)刺激,HEL刺激的克隆比DEL刺激的克隆产生更多浆细胞和更少记忆B细胞。具有较高亲和力BCR的克隆倾向于产生浆细胞的现象也在多克隆库中观察到。因此,初始B细胞已经根据亲和力而偏向于特定的命运结果。
在多克隆环境中,分析的克隆中略低于一半仅包含三种命运(浆细胞、GC B细胞或记忆B细胞)中的一种细胞,而其他克隆产生多种命运,其中10%的克隆包含全部三种细胞类型。这种命运多样性与克隆大小密切相关,而克隆大小与抗凋亡而非增殖增加相关。因此,不同克隆的后代可能经历不同水平的营养因子(可能来自T细胞)。一些克隆可能过早停止接收这些营养信号,导致凋亡和进一步分化的终止。其他持续接收营养因子的克隆可能免受凋亡,允许进一步增殖和产生额外的效应细胞。回到最初的问题——命运是在增殖之前还是期间确定的——很可能B细胞的固有BCR亲和力和外部营养信号的异质性都对B细胞命运决策有所贡献。当外部提供足够的营养信号时,增殖持续进行,从而允许多种命运产生,这可能是通过不对称细胞分裂介导的。
关于营养因子,DEC-OVA实验提供了T细胞帮助是采用GC或浆细胞命运的关键限制因素之一的证据;通过DEC-OVA向B细胞传递的强制性T细胞帮助诱导了GC B细胞和浆母细胞的强烈扩增。
3 生发中心中的浆细胞生成
GC应答不仅是抗体多样化和基于亲和力选择的场所,也是决定长期体液免疫输出的场所。GC来源浆细胞的生成现在被理解为多步骤过程,而非GC退出时的单一命运转换。越来越多的证据表明,GC B细胞的一个亚群在GC内启动浆细胞命运承诺,并在GC退出后随后扩增。本节首先讨论GC内前浆细胞的产生和特征,然后考虑亲和力和T细胞帮助如何调控进入该途径及其扩增。
3.1 生发中心中的前浆细胞
理解GC经历浆细胞选择的关键进展之一是在GC内鉴定出前浆细胞(pre-PC)群体,表明浆细胞分化始于GC B细胞的一个独特亚群。研究人员此前的工作鉴定了一个Bcl6loCD69hi且表达IRF4的明区群体,该群体偏向浆细胞分化。其他系统的研究也发现了与早期浆细胞承诺一致的Bcl6loIRF4hi群体,支持pre-PC状态是GC生物学普遍特征的观点。
尽管pre-PC的精确表型定义在不同研究间有所差异,但一幅清晰的图景正在浮现。在小鼠中,pre-PC通过Bcl6降低、IRF4升高以及CD69等活化相关表面标志物的组合来定义。最近,Sutton等人利用单细胞和CITE-seq分析鉴定了一个具有浆细胞启动特征的明区群体,并显示ICAM1和CD69在该亚群中表达最高,与研究人员此前的研究一致。Wang等人进一步扩展了这一框架,在小鼠和人GC B细胞中鉴定出CD205作为pre-PC的标志物。重要的是,该研究还表明从pre-PC状态向真正浆细胞的进展受到表观遗传和代谢重编程的积极支持。特别是,Wang等人证明组蛋白H3赖氨酸27去甲基化酶Kdm6b(而非Kdm6a)通过去除IRF4位点的抑制性H3K27me3标记来促进pre-PC向浆细胞的分化,且该过程与谷氨酰胺代谢相关,后者提供α-酮戊二酸作为去甲基化反应的底物。
这一表观遗传学观点与研究人员此前发现Tet DNA去甲基化酶通过控制IRF4表达水平而参与浆细胞分化在概念上一致。最近,He等人进一步证明AID和TET2协同作用使GC B细胞中的IRF4启动子/增强子去甲基化,且这种表观遗传重塑对于有效承诺浆细胞谱系是必需的。值得注意的是,强制引入高亲和力BCR未能恢复AID突变GC B细胞中的浆细胞分化,而用具有催化活性的AID重建则恢复了浆细胞生成,这论证了当诱导IRF4所需的表观遗传机制受损时,仅抗原亲和力是不够的。总之,这些研究表明转录、表型和表观遗传分析指向一个独特的GC群体的存在,该群体已启动浆细胞程序,并进一步暗示向pre-PC的转变不仅仅是选择的被动结果,而是需要IRF4位点重塑的主动调控分化步骤。
GC中pre-PC与前记忆B细胞的比较凸显了这一概念的重要性。关于记忆B细胞发育的研究表明,明区中较低亲和力的GC B细胞被优先导向记忆区室,并与相对较高的Bach2表达相关,且已鉴定出前记忆细胞的表型亚群,如小鼠中的CD38intBcl6hi/intEfnb1+细胞或小鼠和人中的CCR6+细胞。相比之下,进入浆细胞途径的细胞似乎受不同的信号和转录程序控制。GC B细胞中的BCR信号不仅支持抗原内化,还延长LZ B细胞存活并使正向选择的细胞准备好接收T细胞帮助。确实,Chen等人的scRNA-seq分析鉴定了一个具有较高Myc和IRF4表达以及更强T细胞帮助特征的细胞群体,提示更强的BCR信号和T细胞帮助可能促进GC B细胞向pre-PC阶段的转变。因此,GC越来越被理解不仅是迭代选择的场所,也是在实际谱系退出之前建立不同前体状态(包括前记忆和前浆细胞中间体)的场所。
虽然pre-PC概念主要在GC应答背景下发展,但在pre-GC滤泡外(EF)途径中似乎也存在类似的前体状态。在小鼠和人狼疮中,年龄相关B细胞(ABCs)的一个亚群以高IRF4表达为标志,并在转录上已准备好进行浆母细胞分化;这些细胞被称为pre-PB ABCs。pre-PB ABCs富含自身反应性克隆,并与浆母细胞显示克隆重叠,提示它们作为自身抗体分泌细胞的来源。IRF4上调作为浆细胞命运前体在pre-GC和GC环境中的标志,提示IRF4驱动的承诺是浆细胞生成的共同特征。
3.2 亲和力与浆细胞选择
一个长期存在的模型提出GC来源的浆细胞优先产生于高亲和力B细胞克隆。这一观点主要通过使用具有单一显性表位的简单抗原系统的研究建立。在HEL系统中,Phan等人证明高亲和力GC B细胞被主动选择进入浆细胞区室。Krautler等人后来通过提出浆细胞分化在抗原获取后于高亲和力LZ GC B细胞的一个独特亚群中启动,随后由认知性滤泡辅助T细胞(Tfh)帮助完成,进一步完善了这一观点。与此概念一致,研究人员在半抗原NP应答中鉴定了GC内接受更强Tfh帮助且富集较高亲和力克隆的前浆细胞亚群。总之,这些研究建立了以亲和力为中心的模型,其中高亲和力细胞选择性进入pre-PC状态有助于解释为何长寿命浆细胞区室富含产生高亲和力抗体的细胞。
然而,近期研究挑战了严格高亲和力检查点普遍控制浆细胞分化最早阶段的模型。Sprumont等人报道GC可以产生表达跨越广泛亲和力范围抗体的浆细胞,且GC来源的浆细胞保留显著的克隆多样性。类似地,Sutton等人发现已启动浆细胞分化的GC细胞缺乏明确的亲和力特征,从而得出结论:pre-PC形成的最早步骤可以在没有明显偏向最高亲和力克隆的情况下发生。这两项研究并非论证亲和力无关,而是提示经典模型可能无法完全捕捉涉及多个表位的结构复杂抗原在更生理环境中的浆细胞输出。
一种可能的调和来自将浆细胞途径的初始承诺与浆细胞区室的后期组成分开的研究。ElTanbouly等人重新审视了亲和力在浆细胞发育中的作用,并论证即使在整体浆细胞应答保持克隆多样性的情况下,在pre-PC出现期间仍可检测到基于亲和力的选择。MacLean等人随后证明抗体应答的亲和力成熟可以至少部分地通过差异性浆细胞增殖来介导,使得表达较高亲和力抗体的pre-PC接收更多Tfh来源的帮助,表达Myc,并在离开GC后更强劲地分裂。因此,GC输出可能保持足够的许可性,允许相对低亲和力和高亲和力克隆都进入pre-PC途径,而承诺后的扩增逐渐使浆细胞区室富集高亲和力细胞。这种分层模型可以解释为何一些研究在pre-PC形成水平检测到亲和力偏向,而另一些研究观察到更广泛和更许可的早期浆细胞输出。
机制上,这一观点也与先前关于GC B细胞选择和增殖的研究一致。早期工作表明LZ中的T细胞帮助调控GC B细胞周期进程的速度,后续研究证明LZ B细胞中诱导的Myc量与T细胞帮助的强度成正比并决定后续分裂能力。最近,T细胞帮助被证明在正向选择期间诱导Myc转录爆发。虽然这些研究并非专门针对pre-PC,但它们为解释MacLean等人的发现提供了重要的概念框架。确实,它们提示在GC LZ中传递的更强Tfh帮助在选定的pre-PC上印记了MYC高增殖状态,允许高亲和力后代即使在离开GC后也继续增殖。因此,亲和力可能不仅通过偏向进入pre-PC状态来影响浆细胞输出,还通过决定选定的pre-PC在承诺后扩增的强度来影响浆细胞输出。
总之,这些观察表明亲和力在GC来源浆细胞生成中的作用最好被视为阶段特异性的,而非绝对的。亲和力可能通过改善抗原捕获、BCR信号和T细胞帮助的可及性来增加正向选择的GC B细胞进入pre-PC状态的概率,但高亲和力浆细胞的最终优势也可能取决于承诺后发生的事件,包括Myc相关的增殖性扩增和积累。
4 浆母细胞与次级淋巴组织中微环境细胞的相互作用
在BCR转基因小鼠中,pre-GC阶段的浆母细胞生长可在整个红髓中大规模发生。相比之下,存活超过48小时的浆细胞数量不超过野生型非BCR转基因应答中的数量,而在BCR转基因小鼠中峰值浆母细胞数量远低于转基因BCR小鼠,提示外部存活因子对BCR转基因小鼠中浆母细胞的持续扩增是限制性的。关于定位,在野生型小鼠中,滤泡外抗体应答中的脾脏浆母细胞生长主要局限于脾脏T细胞区与红髓之间的交界区域(对应桥连通道)。由于CD11chigh树突状细胞(DCs)通常存在于脾脏桥连通道和淋巴结髓索中,这些树突状细胞被推测作为微环境细胞参与浆母细胞存活。次级淋巴组织中的此类详细转运分析通常在脾脏中进行;在淋巴结中,新生成的浆母细胞迁移至髓索,随后逸出进入循环血液。
这一微环境模型的分子基础随后由两个关键实验提供。首先,这些CD11chigh DCs分泌支持浆母细胞体外扩增的可溶性因子,且这些因子可被阻断BAFF和APRIL活性的TACI-Fc中和。其次,在浆母细胞建立后短期体内阻断BAFF和APRIL可减少浆母细胞扩增。因此,这些功能结果支持树突状细胞在桥连通道区域作为微环境细胞支持新生成浆母细胞存活的概念。最近显示TACI(BAFF和APRIL的受体)是早期浆母细胞扩增所需的数据与此概念一致。这引出了浆母细胞和DCs如何在桥连通道区域共定位的问题。EBI2是浆母细胞扩增所需的发现为该问题提供了重要见解。EBI2转录本在BCR参与后上调,并可通过与T细胞相互作用或CD40刺激进一步增强。EBI2敲除B细胞在向滤泡间区和桥连通道区域迁移方面表现出缺陷。因此,很可能这种浆母细胞迁移是浆母细胞从位于滤泡间区和桥连通道区域的微环境细胞接收存活信号所必需的。
4.1 脾脏中的DC亚群
近期对传统树突状细胞(cDCs)的分类表明,上述定位于桥连通道的CD11chigh DCs可能对应cDC2s。脾脏包含两大类,cDC1和cDC2,它们分别倾向于支持CD8和CD4 T细胞应答。cDC2s众所周知对体液应答很重要,通过促进Tfh细胞生成发挥作用。在稳态下,脾脏中的cDC2s在桥连通道中最为富集。几个表面标志物用于鉴定脾脏cDCs。SIRPα(CD172α)在脾脏和其他组织的cDC2s上广泛表达。根据其最初作为髓系DCs的命名,大多数cDC2s为CD11b+。凝集素DCIR2(Clec4A4)在大多数脾脏cDC2s上富集。由于脾脏中很少有其他细胞类型表达DCIR2,DCIR2染色能够在无需多色DC染色的情况下评估组织切片中的cDC2分布。功能上,DCIR2在其胞质结构域中具有免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM),DCIR2敲除小鼠对TLR配体显示失调的细胞因子应答和对抗原增强的T细胞应答。在稳态下,脾脏中的cDC2s在桥连通道中最为富集。一些cDC2s也存在于边缘区(MZ)、滤泡间区、红髓和T区。cDC1s存在于T区、MZ和红髓中。
4.2 cDC2s和浆母细胞的定位
cDC2s在桥连通道中的定位依赖于趋化因子受体EBI2(GPR183)。这种Gi偶联受体在cDC2s上高表达,在cDC1s上水平较低,且脾脏cDC2s对EBI2配体显示出强烈的体外迁移应答。在体内,EBI2敲除小鼠或CD11chigh细胞中EBI2缺失的小鼠显示脾脏cDC2s显著减少,桥连通道中几乎缺失。EBI2响应氧固醇配体7α,25-二羟基胆固醇(7α,25-HC)。7α,25-HC由胆固醇通过两种酶Ch25h和Cyp7b1的作用合成。共表达Ch25h和Cyp7b1的细胞(可能是最强的EBI2配体产生者)在覆盖桥连通道和MZ区域的基质MRC簇中富集。然而,EBI2配体浓度在桥连通道中是否高于邻近区域,或EBI2与其他受体的复合信号是否使cDC2s能够导航至桥连通道并在其中驻留,仍有待确定。
使用血管内抗体标记,约40%的脾脏cDC2s和20%的cDC1s被标记,提示它们暴露于血流。脾脏cDC2在血液暴露区域(如桥连通道)的滞留依赖于整合素β1和β2,阻断抗体数据表明关键整合素为α4β1和αLβ2。整合素β1或β2缺失与血液中cDC2s频率增加相关,表明整合素介导的粘附对于将cDC2s保留在脾脏中以抵抗血流施加的剪切力是必需的。这种粘附机制可以通过与MZ B细胞及其基质细胞相互作用的类比来推断。MZ基质细胞表达ICAM1(αLβ2的配体)和VCAM1(α4β1的配体),两种配体均有助于MZ B细胞滞留。LTα1β2是MZ基质细胞上ICAM1和VCAM1表达所必需的,这为MZ区室的强LTα1β2依赖性提供了解释。因此,在cDC2s的情况下,很可能基质MRC簇表达ICAM1和VCAM1,有助于cDC2s在这些区域周围的滞留。然而,应该提到的是,桥连通道区域中的一些cDC2s似乎是可移动的。
新生成的浆母细胞通过EBI2转运至覆盖滤泡间区和桥连通道区域的基质MRC簇,因为如上所述,产生EBI2配体的细胞在基质MRC簇中富集。在B细胞分化为浆母细胞期间,CXCR4上调,而CXCR5下调。有趣的是,与野生型浆母细胞在红髓中的定位相反,CXCR4缺陷浆母细胞被发现散布在滤泡间和滤泡外区域。这可以解释为当浆母细胞中占主导的CXCR4应答被移除时,EBI2活性变得占主导,从而导致CXCR4缺陷浆母细胞错误定位到这些区域。根据这一观点,新生成浆母细胞在桥连通道中停留的时间可能取决于通过EBI2的滞留信号与通过CXCR4向其他区域的引导信号之间的平衡。鉴于浆母细胞中EBI2转录本的下调,可以推测EBI2在浆母细胞增殖过程中逐渐下调。因此,CXCR4介导的趋化可能随时间取代EBI2介导的滞留信号,从而将浆母细胞移至红髓。此外,与MZ B细胞滞留的情况一样,浆母细胞与基质细胞的粘附可能有助于滞留与向红髓移动之间的平衡。
与典型免疫应答类似,自身反应性B细胞也由相同的EBI2-氧固醇轴引导,将其带到脾脏桥连通道区域,其中cDC2s通过分泌BAFF/APRIL作为微环境来维持自身反应性浆母细胞。因此,次级淋巴组织内的此类迁移程序在正常和自身免疫应答中都是保守的。
5 浆母细胞扩增
5.1 浆细胞同型驱动选择的证据
长期以来一直假设类别转换重组(CSR)和体细胞高频突变(SHM)都在GC内发生,最终产生构成成熟抗体应答的高亲和力和类别转换抗体。对于SHM,这几乎没有疑问,它几乎完全局限于GC B细胞。另一方面,CSR在GC分化前的活化B细胞中已被轻易观察到。最近一项小鼠研究证实,在GC形成前活化B细胞中发生广泛的CSR。与这些小鼠数据一致,人扁桃体B细胞的scRNA-seq分析表明pre-GC区室表达种系γ转录本和更高水平的编码CSR所需分子机制的mRNA,如APEX1和XRCC5/6。
如上所述,亲和力是活化B细胞生成浆细胞的关键驱动因素之一。几项实验提示不仅BCR亲和力而且BCR同型在浆细胞命运中发挥作用。例如,使用针对鸡卵清溶菌酶(HEL)特异的转基因IgM和IgG1 BCR的实验表明,在pre-GC应答中,IgG1脾脏浆细胞比IgM浆细胞经历更大的细胞扩增,原因是减少的损耗。然而,在典型的生理免疫应答中,尚不清楚从IgM到IgG的类别转换是否仅仅作为介导选择朝向浆细胞生成的亲和力增强突变的副产品发生,或者类别转换本身在浆细胞命运中是否发挥决定性作用。最近一项采用在无SHM情况下强制类别转换为IgG1的开创性研究提供了令人信服的证据,表明单独转换为IgG1就强烈地使GC B细胞偏向浆细胞命运。鉴于在GC应答中,IgG1+ GC B细胞相对于IgM+细胞被正向选择,恒定区驱动的正向选择至少在两个阶段(GC和GC后浆细胞)发生,从而确保成熟抗体应答既是类别转换的又是高亲和力的。在pre-GC阶段,研究人员也证明了这种IgG1驱动的浆细胞选择发生。
5.2 次级淋巴组织中浆母细胞的同型驱动增殖与存活
尽管有证据表明类别转换在浆细胞选择中具有决定性作用,但其潜在机制尚不清楚,特别是关于以下两个相关问题:(i)哪些细胞过程——分化、存活和/或增殖——起关键作用;(ii)IgG BCR如何赋予浆母细胞选择性优势。
与pre-GC应答中IgG1优于IgM浆母细胞的存活优势类似,GC经历的IgM型浆母细胞比IgG1型浆母细胞表现出更多凋亡。重要的是,近期研究表明同型特异性浆细胞亚群保留细胞表面BCR表达,尽管长期以来的观点是浆细胞分化伴随表面BCR表达关闭。因此,这种类型的凋亡最可能由BCR信号诱导,因为体外BCR刺激在IgM(而非IgG1)浆细胞中诱导Bim表达。相反,Syk抑制剂处理降低了IgM浆细胞中的Bim表达。这种IgM型浆细胞凋亡似乎让人联想到先前报道的IgE浆细胞。体外生成的IgE浆细胞比IgG1浆细胞经历更多凋亡,伴随Bim表达增加。重要的是,IgE浆细胞中Syk的单倍剂量不足导致IgE浆细胞数量增加。这些同型特异性凋亡程度差异可能归因于BCR信号的定性和/或定量差异。支持前一观点,IgE型BCR与IgG1型BCR相比可以诱导更多慢性钙信号,从而导致更多凋亡。此外,IgE型短寿命浆细胞(SLPCs)和长寿命浆细胞(LLPCs)的比较显示IgE LLPCs中BCR表达水平较低,与BCR刺激后凋亡减少相关。关于BCR诱导凋亡模型,一个重要的生物学问题是这种凋亡是由于紧张性还是抗原依赖性BCR信号;后者可能代表抗体系统中的耐受检查点。
为了对抗浆母细胞中的凋亡,BAFF和APRIL由微环境细胞分泌,包括位于脾脏桥连通道和淋巴结髓质区域的DCs(可能是cDC2s)和单核细胞/巨噬细胞,从而为浆母细胞提供存活信号。在IgG1浆母细胞中,TACI确实上调,介导Bcl2上调和Bim下调。此外,IL-21阻断减少了GC经历的浆母细胞扩增,提示IL-21也参与浆母细胞存活。
除存活外,研究人员最近证明GC经历的IgG1型浆母细胞比IgM型浆母细胞增殖更多,因为它们获得更多T细胞帮助。确实,IgG1 GC B细胞表面表达的肽-MHC II类复合物(pMHC)水平高于IgM GC B细胞;相反,表达重链胞质结构域ITT基序中突变IgG1 BCR(Y/F385)的GC B细胞在抗原呈递方面有缺陷,其产生的浆母细胞增殖减少。那么,这种T-B相互作用如何在时空上调控产生的浆母细胞增殖?以下两条证据允许研究人员推测认知性相互作用发生在GC LZ中,浆细胞前体在此接收T细胞帮助,且这种先前(历史性)的选择信号影响后续浆母细胞在淋巴结髓质区域的增殖。第一,GC LZ中的GC经历浆细胞前体上调EBI2,这是一种引导它们到髓质区域的趋化因子受体。第二,即使在使用抗CD40L抗体阻断进行中的T-B相互作用后,在阻断前已接收先前T细胞帮助的浆母细胞仍进行增殖。
IgG1 BCR如何比IgM BCR更有效地介导抗原加工和呈递?ITT基序中的IgG1突变体(Y/F385)提示独特的IgG1胞质尾可能直接参与该过程。鉴于BCR信号参与抗原呈递,加上近期证据表明BCR信号与T细胞帮助在GC正向选择中协同作用,另一种可能性是IgG1胞质尾直接参与BCR信号,从而影响抗原呈递活性。ITT基序的重要性也通过功能获得性突变体的表型得到加强;ITT基序中的人IgG1变体G/R390与系统性红斑狼疮相关,小鼠模型表现出IgG1浆细胞积累。先前的实验提出了IgG1胞外区延伸铰链结构域可能解释IgG1 GC B细胞相对于IgM GC B细胞的正向选择的可能性。因此,合理推测IgM型和IgG型BCR之间的多个结构差异(而非单一特定区域)参与该过程。
6 浆细胞从次级淋巴组织的逸出
在脾脏中,大多数静息浆细胞位于红髓中大血管和网状纤维附近;在淋巴结中,位于髓索淋巴管窦附近;在骨髓中,位于血窦附近。这些位置被认为确保分泌抗体快速进入循环。CXCR4配体CXCL12由脾脏红髓、淋巴结和骨髓中的基质细胞强烈表达。
由于长寿命浆细胞在骨髓中富集,新生成浆细胞是归巢至骨髓还是留在外周淋巴组织可能是浆细胞长寿的关键决定因素之一。在这方面,已知浆细胞从次级淋巴组织的逸出依赖于S1PR1,这引发了调控S1PR1的因子可能是逸出与滞留之间决策核心的想法。关于这一因素的线索来自B细胞特异性KLF2敲除小鼠,其显示血液中IgA浆细胞减少。最近,研究人员证明这种KLF2敲除表型并非IgA特异,也适用于IgG浆细胞,且S1PR1是负责KLF2敲除浆细胞逸出缺陷的关键下游效应分子。如预期,浆细胞逸出的破坏导致抗体持久性缺陷。重要的是,KLF2单倍剂量不足影响新生成浆细胞的逸出程度,证明逸出依赖于KLF2表达水平。然而,KLF2表达如何被调控仍有待确定。除KLF2外,浆细胞逸出的另一个关键转录因子是c-Myb,因为其缺失时血液中的抗原特异性浆细胞大大受损。然而,相关的c-Myb靶基因尚未被鉴定。
如上所述,由于CXCR4缺陷浆细胞在脾脏中错误定位且在血液中过多,CXCR4被认为充当浆细胞在脾脏中的滞留信号。在此背景下,S1PR1可能拮抗脾脏中CXCR4介导的滞留信号。Cyster及其同事因此提出脾脏浆细胞在充分参与CXCL12后经历CXCR4内化,且CXCR4表达降低加上高S1PR1允许浆细胞逸出。尽管该模型的直接证据尚未提供,但CXCR4的功能获得性突变可能支持这一观点;具有受体脱敏缺陷的CXCR4突变体导致骨髓中抗原特异性浆细胞几乎检测不到,尽管其在脾脏中数量增加。
在从循环血液归巢至骨髓实质的过程中,S1PR1表达在血液中下调,其中S1P丰富。由于S1PR1脱敏,CXCL12-CXCR4介导的向骨髓实质的吸引可能变得占主导。在浆细胞归巢至骨髓后,它们被保留在那里。考虑到近期关于KLF3的T细胞数据,可以设想KLF3促进S1PR1下调和CD69上调,从而将浆细胞保留在骨髓中。
7 结论
浆细胞选择现在被揭示为一个多步骤过程,不仅在谱系承诺点受到调控,而且在随后的增殖、存活、定位和迁移过程中也受到调控。BCR亲和力和同型依赖性选择塑造了次级淋巴组织中浆母细胞的扩增,局部微环境进一步支持新生成浆母细胞的存活和扩增。为了获得这些信号,浆母细胞必须被适当地定位于专门的微环境中,如脾脏桥连通道和淋巴结髓质区域。此后,获得迁移能力,包括S1PR1依赖性逸出和归巢至骨髓的能力,可能决定新生成的浆细胞是否能贡献于持久的抗体产生。
尽管取得了这些进展,几个重要问题仍未解决。目前尚不清楚亲和力和同型依赖性信号如何在浆细胞分化的不同阶段被整合,微环境来源的存活信号如何在空间和时间上协调,以及为何只有一部分浆母细胞获得迁移至骨髓并成熟为长寿命浆细胞的能力。解决这些问题将加深对浆细胞生物学的理解,并为操纵浆细胞选择提供概念基础。这些知识最终应有助于合理设计诱导持久、高质量抗体应答同时避免病理性浆细胞积累的疫苗。
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