干细胞样T细胞的三个特点

文摘   科学   2023-11-18 12:02   上海  
2005年宾大医学院Zhang 等人在 CD8+ T 细胞中鉴定了表达 CD44loCD62Lhi 以及干细胞抗原-1(SCA-1)、抗凋亡分子 Bcl-2 和 CD122(IL-2 和IL-15 受体β)高表达的 T 细胞群,并将其命名为 TSCM (stem cell-like memory T cells)
人TSCM细胞表现出与初始T细胞(CD45RA+CD45RO-CCR7+CD62L+CD27+CD28+CD127+CD95-)相似的标志物CD45RA+CD45RO-CCR7+CD62L+CD27+CD28+CD127+CD95+),高表达 CD122, CXCR3, CXCR4,白细胞功能相关抗原-1。
TSCM 是一个相对较小的亚群,仅占总 T 细胞的 2%-3%,但 在 TCR 刺激下迅速获得效应功能,决定疫苗和CAR-T细胞疗效密切相关。
这群T细胞有干细胞的部分特征。
寿命长

TSCM可以稳定存在很长时间,比其他亚群存活更长的时间。
转基因TSCM可以在人体内存活数十年,同时保留其功能和分化潜力,因而是CAR-T等细胞治疗理想的来源
TSCM 又由两个亚群组成。第一个亚群包括具有维持 CD4+ 和 CD8+ 记忆 T 细胞所需的动态特性的长寿命亚群,这些 T 细胞的半衰期约为 9 年,具有高度的自我更新。另一个子集在 TSCM 池中的平均克隆寿命非常短(半衰期 = 5 个月)。

healthy adults were studied (DW01, age 32; DW02, age 64; DW04, age 83; DW10, age 34; DW11, age 29).PloS Biol (2018)

TSCM 池中的动力学差异可能与初始 T 细胞 (TN) 分化有关,受抗原刺激类型的影响。大约 50% 的 TSCM 与 TN 分化,持续低水平新抗原会导致持续的 TN 分化 。TSCM 来源于胸腺输出 (CD95-TN) 和抗原刺激诱导的细胞增殖。由于年龄依赖性胸腺退化,TN细胞的数量减少,而记忆分化的T细胞数量积累,TSCM细胞的频率在整个人类生命周期中处于动态变化。

Cell Rep (2016)
增殖能力强

TSCM 表现出强大的增殖能力,与初始T细胞和传统记忆亚群相比,它增加了异种移植后 T细胞的增殖和存活率,增强了抗肿瘤活性,并最终触发肿瘤消退和治愈。
干细胞通过不对称分裂进行复制以促进多样性分化,这意味着一个子细胞保持原始亲本细胞的特征,另一个子细胞进一步分化为其他类型的细胞。
T细胞经历类似于干细胞的不对称分裂。细胞分裂过程中 TCR 信号的强度是调节 T 细胞不对称分裂的关键因素 。T细胞通过不对称分裂产生两种不同的细胞类型:远端子细胞和近端子细胞。远端子细胞保留了长期的发育可塑性、自我更新和分化能力,类似于长寿命的记忆细胞。近端子细胞对抗原暴露产生反应 。

Fazeli P, Kalani M and Hosseini M (2023) T memory stem cell characteristics in autoimmune diseases and their promising therapeutic values. Front. Immunol. 14:1204231. doi: 10.3389/fimmu.2023.1204231
记忆 T 细胞亚群具有相同的不对称分裂能力 ,TSCM 是记忆 T 细胞的一个独特亚群。因此,TSCM可能会以类似的方式进行分裂以保持稳定的数量。

自我更新和多能分化能力强

TSCM能够自我更新分化为各种记忆 T 细胞
T细胞分化的各个阶段都存在异质性,分化过程中的细胞在抗原刺激下也会发生增殖和分化,并发挥其记忆或效应功能。
TSCM是分化程度最低的长寿命记忆 T细胞亚群,具有分化为多个记忆 Tcell 亚群的多能性
TSCM 具有传统记忆 T 细胞的特性,可在继发抗原刺激下快速产生效应细胞因子并增强细胞免疫效应,这表明 TSCM 是维持长期免疫记忆的关键 。
因此,TSCM是疫苗或过继性T细胞疗法中的最为关注的细胞亚群。
TSCM的大多数研究集中于CD8 + T细胞。

但是也有数据显示Th17细胞是一群长寿命的记忆T细胞亚群,具有增强的自我更新能力。Th17 细胞通过协调 HIF1a/Notch/Bcl-2 产生不同的 Th 谱系,并保留与早期记忆 CD8+ 细胞相似的干细胞样分子特性,并促进长期免疫 。
参考资料

Zhang Y, Joe G, Hexner E, Zhu J, Emerson SG. Host-reactive Cd8+ memory stem cells in graft-Versus-Host disease. Nat Med (2005) 11(12):1299–305. doi: 10.1038/nm1326

110. Costa Del Amo P, Lahoz-Beneytez J, Boelen L, Ahmed R, Miners KL, Zhang Y, et al. Human tscm cell dynamics in vivo are compatible with long-lived immunological memory and stemness. PloS Biol (2018) 16(6):e2005523. doi: 10.1371/ journal.pbio.2005523

. Ahmed R, Roger L, Costa Del Amo P, Miners KL, Jones RE, Boelen L, et al. Human stem cell-like memory T cells are maintained in a state of dynamic flux. Cell Rep (2016) 17(11):2811–8. doi: 10.1016/j.celrep.2016.11.037

Kryczek I, Zhao E, Liu Y, Wang Y, Vatan L, Szeliga W, et al. Human Th17 cells are long-lived effector memory cells. Sci Transl Med (2011) 3(104):104ra0. doi: 10.1126/ scitranslmed.3002949

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