滤泡T细胞参与B细胞耐受性调节

撰文 | smile

T细胞对B细胞的辅助是正常体液免疫的重要组成部分。在正常生发中心 (germinal center, GC) 中滤泡T细胞包括滤泡辅助性T细胞（T follicular helper cells, Tfh）和滤泡调节性T细胞 (T follicular regulatory cells, Tfr）两类细胞，其中Tfh通过ICOS、CD40L等细胞表面分子及分泌IL21细胞因子向B细胞传递信号，帮助B细胞完成活化、增殖，体细胞高频突变，抗体类别转换等历程，最终形成产生高亲和力抗体的浆细胞和记忆性B细胞【1, 2】。而Tfr则通过抑制GC中Tfh细胞和B细胞数目，抑制GC反应，抑制抗体的生成，维持体液免疫稳态【3, 4】。

在系统性红斑狼疮、重症肌无力、Sjögren综合征、多发性硬化症和类风湿性关节炎等自身抗体介导的疾病中，Tfh和Tfr的正常比例被破坏，即Tfh比例升高而Tfr比例降低【5, 6】，提示来自滤泡T细胞的辅助对调节B细胞耐受性至关重要，但对于滤泡T细胞在自身反应性GC中的作用了解较少。

近日，来自波士顿儿童医院和哈佛大学医学院的Michael C. Carroll实验室在Science Immunology杂志发表题为T cell help shapes B cell tolerance的论文，确定了T细胞辅助在自身反应性GC中的作用。作者通过建立滤泡T细胞缺陷的自身抗体介导的自身免疫病小鼠模型，证明了滤泡T细胞是自发自反应性GC形成和维持所必需的。同时作者发现，在一群多克隆滤泡T细胞中，有一部分可以识别自身抗原的特异性滤泡T细胞，通过骨髓重建实验证明了这些自身反应性滤泡T细胞足以介导自发的自身免疫性GC的形成。

首先为了验证T细胞辅助对于自身反应性GC形成的必要性，作者将具有识别核糖核复合物（ribonuclear complexes）的自身反应性B细胞克隆的B细胞受体的重链和轻链敲入蛋白的564Igi小鼠与Icos-/-或SAP-/-小鼠进行杂交，从而获得滤泡T细胞缺陷的自身抗体介导的自身免疫病小鼠：564Igi;Icos-/- 和 564Igi;SAP-/- 小鼠。这些小鼠缺少滤泡T细胞，不能形成GC、类别转换的IgG1和衰老相关B细胞（age-associated B cells），抗体分泌细胞 (antibody-secreting cells, ASCs)增殖减弱，抗核抗体和肾小球自身抗体产生减少，证明了滤泡T细胞的辅助对于自身反应性GC形成、早期GC外源性B细胞激活和自身抗体的产生都是必要的。

接着为了研究辅助自身反应性B细胞产生的滤泡T细胞的克隆性，作者利用564Igi;Icos-/-小鼠骨髓和CD4启动子驱动的“彩虹鼠”（Cd4CreERT2;R26con/con）骨髓在辐照后的Icos-/-小鼠上进行骨髓重建。在该模型中，滤泡T细胞只能来源于Cd4CreERT2;R26con/con骨髓，在他莫昔芬处理后会被随机标记上10种颜色中的1种颜色，随后来自同一个克隆的T细胞后代将会带上同一种颜色标记。多光子显微镜成像结果显示慢性自身免疫性GC中具有高度多克隆的滤泡T细胞。骨髓重建10周后，自身免疫性骨髓嵌合体小鼠脾脏中滤泡T细胞的scRNA-seq和scTCR-seq结果也显示，滤泡T细胞是多克隆的，其中大多数TCR处于低扩增状态，少数能够结合一组独特抗原的TCR扩增更强，因此作者假设这组TCR是导致自身反应性GC对T细胞依赖的原因。

随后作者构建了三种不同的骨髓嵌合体：BM.564.B6、BM.564.ICOS和BM.564.OTII。在该模型中，BM.564.B6具有完整的野生型滤泡T细胞库，BM.564.ICOS缺乏滤泡T细胞，而BM.564.OTII只具有识别OVA的有限滤泡T细胞库。骨髓重建12周后，与BM.564.ICOS小鼠缺乏自发自身免疫性GC和ASCs的表型相比，BM.564.B6小鼠恢复了自发的自身免疫疾病表型，而BM.564.OTII小鼠则不能恢复，表明B细胞耐受性的丧失依赖于TCR特异性。

之后作者从scTCR-seq数据中预测了7个可结合自身抗原的孤儿TCR并将其命名为TCR-A至TCR-G。在564Igi小鼠脾脏裂解物体外刺激实验中，表达TCR-E全长TCRαβ序列的TCRα- β-杂交瘤细胞的绿色荧光报告基因表达水平最强，表明TCR-E可能是自反应性的。同时作者使用肽-主要组织相容性复合体(MHC) -TCR嵌合受体共培养系统检测上述孤儿TCR的自身反应性，结果表明TCR-A和TCR-E可以结合MHC提呈的自身抗原肽。

作者接下来利用表达TCR-A、TCR-B、TCR-E三种TCRαβ全长序列的RAG -/-造血干细胞构建不同骨髓嵌合体小鼠，研究拥有单一TCR序列的滤泡T细胞是否足以引发自反应性GC形成。流式、显微共聚焦成像和scRNA-seq结果表明TCR-A和TCR-E都是自反应性的，足以促进自反应性GC的形成。

最后作者对TCR-A和TCR-E对自身免疫骨髓嵌合体小鼠产生的自身抗体池的影响进行了研究。自身免疫骨髓嵌合体小鼠血清与33种自身抗原的结合能力检测实验结果表明,多样化的滤泡TCR库能够驱动抗原表位向更广泛的自身抗原扩散，而限制性的自身反应性TCR库可以缩小表位向较少的自身抗原扩散。

总而言之，作者证明了自身反应性滤泡T细胞是促进B细胞耐受性丧失和抗原表位扩散的必要和充分条件。TCR库分析可以鉴定出识别自身抗原的特异性TCR。拥有单一识别自身抗原的特异性TCR序列的滤泡T细胞足以促进自发的自身免疫性GC形成。自身抗原特异性滤泡T细胞的TCR库可以影响抗原表位扩散的广度和方向，提供了T细胞辅助与自身反应性GC克隆进化之间的机制联系。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adj7029

制版人：十一

参考文献

1. CROTTY S. Follicular helper CD4 T cells (TFH) [J].Annu Rev Immunol, 2011, 29: 621-63.

2. VICTORA G D, NUSSENZWEIG M C. Germinal Centers [J].Annu Rev Immunol, 2022, 40: 413-42.

3. CHUNG Y, TANAKA S, CHU F, et al. Follicular regulatory T cells expressing Foxp3 and Bcl-6 suppress germinal center reactions [J].Nat Med, 2011, 17(8): 983-8.

4. LINTERMAN M A, PIERSON W, LEE S K, et al. Foxp3+ follicular regulatory T cells control the germinal center response [J].Nat Med, 2011, 17(8): 975-82.

5. WEN Y, YANG B, LU J, et al. Imbalance of circulating CD4(+)CXCR5(+)FOXP3(+) Tfr-like cells and CD4(+)CXCR5(+)FOXP3(-) Tfh-like cells in myasthenia gravis [J]. Neurosci Lett, 2016, 630: 176-82.

6. SZABO K, PAPP G, BARATH S, et al. Follicular helper T cells may play an important role in the severity of primary Sjögren's syndrome [J].Clin Immunol, 2013, 147(2): 95-104.