T细胞活化生态位

文摘   科学   2023-08-19 12:00   上海  


淋巴结是首选活化生态位

淋巴结准备通过淋巴结基质和常驻先天免疫细胞的战略定位,可以最好地捕获传入的淋巴颗粒物质,快速应对免疫挑战。

在稳定状态下,巨噬细胞排列在囊下窦(SCS)底部,捕获抗原、免疫复合物、病毒颗粒等,并且可以将这些抗原递送到滤泡B细胞。

DC(cDC2 亚群)排列在淋巴窦上以快速捕获颗粒抗原,而其他DC则沿着淋巴导管网络定位,在副皮质中摄取可溶性抗原。淋巴结驻留的 DC 到这些部位的淋巴结内重新定位,进入的单核细胞的非随机分布,也可能增强活化生态位。

随着抗原捕获的优化, 基质或APCs产生趋化因子局部生态位,积极为T细胞募集到这些抗原递呈区域创造了路线图。

Nature Reviews Immunology 2018
启动T细胞活化

CD4+T 细胞和 CD8+T 细胞以及各自的刺激性DC亚群( cDC2 和 cDC1 ),已被证明在抗原攻击之前不对称地分布在淋巴结中,导致空间上不同的初始激活事件。
专门用于CD8+T细胞启动交叉呈递的XCR1 + cDCl细胞在T细胞区副皮层中更集中,而与CD4+T细胞启动相关的cDC2细胞则在与SCS相邻的副皮层外围滤泡间区域。
这些存在于不同空间的 APCs产生趋化因子,促进初始T细胞运动和激活(通过减少罕见抗原特异性幼稚T细胞广泛搜索抗原)。
分化

趋化因子引导的非随机定位,帮助分化T细胞从初始淋巴结活化生态位到淋巴结分化生态位,从而加强不同的分化程序。
CXCR5+ T 滤泡辅助 (Tfh)CD4+ T 细胞亚群(具有定位到 B 细胞滤泡的能力)的出现,为Th分化的分区调控开创了先例
趋化因子CXCL9和CXCL10(CXCR3配体)的不同细胞来源和空间表达,用于编排CD4+T细胞向CXCR3赖性Th1效应细胞分化。
通过上调DC和CD4 + T细胞上的CXCR5,来优化Th2分化,促进它们重新定位到淋巴结富含CXCL13的滤泡周围区域。

这些例子突出了趋化因子将T细胞引导到淋巴结内不同的分化生态位中的作用。

效应功能

效应功能的传递需要空间精度,以快速靶向病原体感染区域,并避免对周围健康组织造成附带损害。
与初始CD4+和CD8+T细胞的差异预定位一样,幼稚和记忆CD8+T细胞预定位的差异,表明CD8+中枢记忆T细胞(Tcm)在滤泡间区域蓄势待发,可立即与淋巴传播的病原体相遇。
局部的,病毒诱导的趋化因子表达,有助于Tcm进一步快速向病毒进入的囊下和滤泡间部位的快速节内运输,以快速清除病毒。
SCS中巨噬细胞的病毒感染诱导了1型干扰素依赖性CXCL10产生, 而随后的 CXCR3+ Tcm的募集和同源激活通过 IFNγ 介导的 CXCL9 上调,放大了局部趋化因子的产生。

Immunol Rev . 2022 

生发中心:Tfh活化生态位

生发中心在免疫或感染后,在淋巴结B细胞滤泡内重新形成,并将B细胞和Tfh与携带抗原的滤泡树突状细胞(FDC)合并。GC B细胞与FDC和Tfh的相互作用在亮区优化,B细胞增殖和体细胞超突变发生在暗区。
在这个生态位中,B细胞经历反复的体细胞超突变,根据抗原结合的强度和对Tfh有限T细胞帮助的竞争,选择高亲和力B细胞存活。
T细胞在生发中心活化成为效应T细胞,包括抗原递呈、招募、功能优化等。

Immunol Rev . 2022 

抗原捕获和递送

FDC可以直接获得通过LN导管系统运输的抗原,或者可以通过从SCS巨噬细胞获得抗原的滤泡B细胞“传递”抗原。FDC形成广泛的树突状细胞网络,为抗原显示提供大表面积,并且是非吞噬性的,使它们能够在细胞表面保留抗原复合物数周(甚至数月)。
抗原展示与趋化因子产生(CXCL13)偶联,以吸引CXCR5 + GC B细胞。B细胞沿FDC网络迁移并从FDC表面捕获聚集的抗原以及膜碎片。具有高抗原亲和力的GC B细胞可以更好地从FDC中“提取”调理抗原。这些GC B细胞是GC中的主要MHC-II + APC,它们在其中内化,处理和递呈抗原。

共定位免疫效应物的募集和保留线索

GC 反应的启动需要将 Tfh 和同源抗原呈递 B 细胞定位在 T:B 边界,然后滤泡进入并保留在 GC 。

活化的T和B细胞在T:B边界的位置取决于抗原驱动CXCR5Ebi2受体的上调。CXCR5配体(CXCL13)由GC FDC和边缘网状细胞(MRC)局部产生。从胆固醇中产生Ebi2配体(7α,25-OHC)依赖于酶Ch25h,该酶由位于B细胞滤泡外部区域的基质细胞表达。
GC在与FDC网络重合的B细胞滤泡内中心形成,并且需要B细胞和Tfh从T:B边界移动到滤泡,然后移动到GC。这种重新定位既需要下调促进 T:B边界定位的受体,也需要上调积极维持 GC 限制的受体。
GCB细胞和Tfh上调S1PR2(其配体脂质鞘氨醇-1-磷酸,S1P),施加抑制性迁移信号,可防止过早退出GC和LN。最近在人类发现了另一种抑制性迁移受体,P2PY8,虽然P2PY8配体在LN中广泛表达,但它可以被谷氨酰转移酶代谢为无活性形式。
GCB细胞的额外位置控制来自从亮区到暗区的运动。GC内的这种重新定位再次受到趋化因子受体CXCR4的表达的调节。

除了分泌的趋化和化学排斥梯度外,许多细胞:细胞,接触依赖性相互作用也引导和维持生发定位。

功能成熟

T:B边界和GC内的T细胞和B细胞之间的相互作用在稳定Tfh分化以及塑造GC B细胞的功能成熟为LLPC或记忆B细胞方面起着重要作用。
Tfh 辅助是 Tfh 和 GC B 细胞之间同源信号的总和。关键信号包括CD40L-CD40结合,以及细胞因子IL-21和IL-4,许多因素增强了这些“辅助”信号,包括ICOS-ICOSL,以及最近以Tfh表达的BCL6本身的水平,控制了CD40L“递送”到GC B细胞的程度.81因此,GC生态位既稳定了Tfh分化程序,又支持Tfh效应功能。

血管周围T细胞活化生态位

在外来抗原刺激的诱导下,血管周围的巨噬细胞招募APCs(DCs和moDCs)来进行血管周围生态位的从头组装。
APCs分泌趋化因子,局部诱导效应T细胞外渗。
在血管周围的生态位内,局部抗原递呈重新激活效应T细胞以分泌效应细胞因子。效应T细胞分泌的细胞因子进一步上调moDCs的趋化因子分泌,以增强生态位,吸引和激活额外的效应T细胞。

Immunol Rev . 2022 


生态位的价值


  • 高质量互动,更易发现抗原,产生
在发炎组织中诱导血管周围激活生态位,局部趋化因子的产生与丰富的抗原呈递,诱导效应T细胞直接离开循环进入这些活化生态位,增加了快速遇到抗原的机会,并减少了长时间搜索。

富集 CXCL10- 血管周围生态位中的 Th1 细胞与生态位中的 CXCL10+ 细胞的接触时间更长,而不是生态位外的 CXCL10+ 细胞,这表明该生态位支持持续的 T:APC 相互作用
血管周围生态位中的 APCs 富集,高表达 MHC-II ,共表达与稳定 T 有关的趋化因子,APC突触并提供共刺激信号,降低抗原密度的阈值要求以触发T效应功能。
  • 减少竞争

效应T细胞受到发炎组织内各种来源的功能竞争。竞争可能来自拮抗效应或调节免疫细胞类型。Th2细胞可拮抗Th1细胞募集和活化,髓系抑制细胞和Treg可局部阻断免疫活化。
在提供正激活信号的支持性生态位中进行初始激活,将早期效应 T 细胞活化与组织环境隔离开来,可能会放大传入的抗原特异性池和/或增强功能。
在富含Th1细胞的真皮CXCL10+血管周围生态位中,Th2细胞被排除在生态位之外。在肿瘤中,富含趋化因子的血管周围生态位似乎提供了一个“避风港”微环境,支持新的,尚未耗竭的抗肿瘤CD8 + T细胞效应细胞存活或激活,具有治疗意义。该生态位在免疫治疗后扩大。

  • 磨练“技能”

生态位从两个层面磨练效应T细胞技能:

1. 富集“有用的”抗原特异性

2. 增强功能基因表达

参考资料

Eisenbarth, S. C. (2018). Dendritic cell subsets in T cell programming: location dictates function. Nature Reviews Immunology,  doi:10.1038/s41577-018-0088-1 
Rodda LB, Lu E, Bennett ML, et al. Single-Cell RNA sequencing of lymph node stromal cells reveals niche-associated heterogeneity. Immunity. 2018;48(5):1014–1028.e6. doi:10.1016/ J.IMMUNI.2018.04.006

Noor Bala et al, T cell activa,tion niches-Optimizing T cell effector function in inflamed and infected tissues,Immunol Rev . 2022 Mar;306(1):164-180. doi: 10.1111/imr.13047.
Leal JM, Huang JY, Kohli K, et al. Innate cell microenvironments in lymph nodes shape the generation of T cell responses during type I inflammation. Sci Immunol. 2021;6(56):9435. doi:10.1126/SCIIMMUNOL.ABB9435

Ruterbusch M, Pruner KB, Shehata L, Pepper M. In vivo CD4+ T Cell differentiation and function: revisiting the Th1/Th2 paradigm. Annu Rev Immunol. 2020;38:705–725. doi:10.1146/ annurev-immunol-103019-085803

ImmunoEra
每篇文章搞明白一点点点事情...。非医疗机构,分享内容仅供研究参考!
 最新文章