Cell | 新自体抗原通过激活自体反应性T细胞促进系统性红斑狼疮的发展

撰文 | 觉主在路上

系统性红斑狼疮（system lupus erythematosus,SLE） 是一种自身免疫性疾病，通过产生自体抗体 （autoantibody） 、激活自体反应性T细胞 （autoreactive T cells） 等方式推动疾病进展【1】。特定的主要组织相容性复合体II类 （MHC-II） 等位基因类型是SLE重要的危险因素之一，新合成的MHC-II在分子伴侣恒定链（invariant chain,Ii） 的辅助下被转运至溶酶体 （lysosomal） ，与抗原结合后参与自身抗原肽递呈，同时，Ii也能够阻止内质网 （endoplasmic reticulum, ER） 内未完全折叠蛋白 （unfolded protein） 提前结合MHC-II。在缺失Ii的情况下，正常的MHC-II抗原呈递功能被损伤，这些在ER未完全加工的蛋白通过暴露类似肽区域提前和MHC-II结合，直接表达于细胞膜表面进行抗原呈递。尽管这些错误蛋白也是自身抗原 （self-antigens） ，但是由于缺少部分元件，和自身抗原的抗原性 （antigenicity） 相差甚大，被称作新自身抗原 （neoself-antigens）【2,3】。目前，这些新自身抗原在SLE内详细的发病机制还并不清楚。

近日，来自Osaka University的Hisashi Arase团队在Cell上发表了题为Neoself-antigens are the primary target for autoreactive T cells in human lupus的文章。团队以敲除小鼠和人类样本为模型，通过测序等多种研究手段分析发现，成年小鼠内敲除恒定链Ii后，新自体抗原被呈递，这些新抗原被识别为“非我”信号，激活新自体反应性T细胞（neoself-reative）并大量克隆性扩增，进而引起类似狼疮疾病的发生，该发现也在SLE病人血液中被验证。此外，这个机制也为Epstein-Barr virus（EBV）感染后狼疮发生率高的现象提供了证据支持。

成年鼠Ii敲除模型模拟狼疮疾病发生

为了搞清楚Ii缺失情况下新自体抗原的功能，研究人员建立tomaxifen-induced （Ii-iKO） 成年小鼠Ii基因敲除模型，tomaxifen诱导后，脾脏内B细胞和树突状细胞 （DC） 细胞内Ii表达水平显著下调。相较于WT小鼠，敲除小鼠体内进一步的改变包括：细胞表面MHC-II表达下调；脾脏肿大、脾内细胞数量增多；总体淋巴细胞包括CD4+ T细胞比例保持不变，但其中effector/memory CD4+ T细胞，尤其是follicular helper CD4+ T （TFH） 占比和数量都有所升高；生发中心 （germinal center，GC） B细胞、memory B细胞和浆细胞 （plasma cell） 比例和绝对数量显著增多，Naïve B细胞比例降低；anti-nuclear antibodies （ANAs） 、anti-dsDNA/ssDNA immunoglobulin G （IgG） 、anti-U1-ribonucleoprotein (RNP)/Sm IgG和anti-histone IgG显著升高；生存率显著降低。这些发现说明Ii表达降低后B细胞和T细胞功能异常，且这些变化和人类SLE体内表现一致。

Ii表达降低后B细胞和T细胞改变

将Ii-iKO和WT小鼠内脾脏细胞进行单细胞测序分析后发现，Ii表达降低后B细胞比例降低，浆母细胞/浆细胞 （plasmalasts/PC, PBs/PCs） 比例升高，B细胞内狼疮相关基因Fgr1, Fos, Jun, Nfkbia, Stat1和Cd69表达显著上调。通过对PBs/PCs细胞进行单细胞BCR测序后发现，IgG BCRs和免疫球蛋白重链可变区 （immunoglobulin heavy chain variable region, IGHV） 大量克隆扩增，说明Ii表达降低引起自体反应性B细胞 （autoreactive B cell） 激活，产生自体抗体。

自体抗体的产生通常与要自体反应性T细胞的参与，因此，研究人员进一步探索自体反应性T细胞是如何参与这个过程的。首先，将WT内CD4+ T细胞取出后和Ii-iKO小鼠、WT小鼠的脾细胞共培养发现，Ii敲除的脾细胞能够显著提高IL2的产生，说明CD4+ T细胞能够识别Ii-iKO MHC-II提供的新自体抗原，对TCR分析后发现，大量克隆扩增的细胞主要是TFH， 说明自体反应性T细胞发展成TFH后参与B细胞激活和自体抗体产生。接下来，为了验证这些扩增TFH的抗原特异性，研究人员将检测到的TCRs整合在GFP标记表达鼠源CD4的T细胞内，当由MHC-II呈递的特定抗原被TCR识别后，下游GFP标签就会被激活，结果显示，Ii-iKO内脾细胞能够激活12/56个Ii-iKO特定TCR的GFP-T细胞，而WT内脾细胞针对WT特定TCR则没有显著激活，说明Ii的讲题能能够诱导新自体抗原-MHC-II呈递，引起下游T细胞克隆扩增。最后，研究人员将新自体抗原激活的特异性T细胞输回Ii-iKO动物体内发现，anti-ssDNA IgG在2周后显著升高，说明这些特异性扩增的T细胞确实参与了SLE疾病进展。

此外，小鼠内的研究发现在SLE病人的血样中也得到了验证。

EBV激活后降低Ii表达水平

EBV通常能够作用于表达MHC-II的memory B细胞，并是SLE发病机制中的重要因素之一【4】。研究人员在细胞内感染EBV或过表达EBV激活因子BZLF1后发现，Ii的表达显著逐渐降低，并检测到大量蛋白被MHC-II呈递，进一步激活新自体反应性T细胞，促进SLE的发生。

总的来说，本研究阐明了在恒定链Ii水平降低的情况下如EBV感染，新自体抗原在MHC-II的呈递下，通过激活新自体反应性T细胞，打破自身耐受平衡，促进自身免疫疾病的发生，为自身免疫疾病提供了新的理论基础和治疗思路。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.025

制版人：十一

参考文献

1. Yang, W., Shen, N., Ye, D.Q., Liu, Q., Zhang, Y., Qian, X.X., Hirankarn, N., Ying, D., Pan, H.F., Mok, C.C., et al. (2010).PLoS Genet.6, e1000841.

2. Cresswell, P. (1996).Cell84, 505–507.

3. Jiang, Y., Arase, N., Kohyama, M., Hirayasu, K., Suenaga, T., Jin, H., Mat sumoto, M., Shida, K., Lanier, L.L., Saito, T., and Arase, H. (2013).Int. Immunol.25, 235–246.

4. Gross, A.J., Hochberg, D., Rand, W.M., and Thorley-Lawson, D.A. (2005).J. Immunol.174, 6599–6607.

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