Nature | 病毒破坏免疫交通网络的新策略

撰文 |咸姐

在适应性免疫应答的启动过程中，二级淋巴器官（如脾脏和淋巴结）内的微环境扮演着至关重要的角色。其中，成纤维网状细胞（Fibroblastic reticular cells,FRCs）构成的精密三维网络为免疫细胞提供了结构支架和功能指引，通过形成高度有序的导管系统，促进树突状细胞（DC）和T细胞的迁移及相互作用，这是有效启动抗病原体免疫反应的基础【1,2】。然而，尽管FRC网络的重要性已被认知，但其在生理条件下调控免疫细胞迁移和相互作用的精确分子机制长期以来仍不清楚。

为揭示这一生理过程的分子基础，近日，来自澳大利亚莫纳什大学的Mariapia A. Degli-Esposti团队在Nature上在线发表题为Fibroblastic reticular cells direct the initiation of T cell responses via CD44的文章，巧妙地运用了一种逆向思维的研究策略——分析病毒如何“劫持”并破坏宿主免疫系统。病毒，尤其是巨细胞病毒（CMV），在漫长的共进化过程中，进化出了众多靶向并抑制宿主免疫关键环节的蛋白质，这些病毒蛋白可以被视为天然的、高特异性的“分子探针”【3】。本研究正是以小鼠巨细胞病毒（MCMV）为模型，通过鉴定其编码的一个功能未知的跨膜蛋白m11，来逆向寻找免疫启动过程中不可或缺的宿主细胞蛋白及其作用通路。研究结果发现m11能够通过靶向FRC网络，并干扰细胞表面分子 CD44 的一项关键功能来抑制抗病毒免疫，从而揭示了FRC网络调控免疫应答的全新分子机制。

表达在感染细胞表面的病毒蛋白具有特殊的研究价值，因为它们可能与细胞受体结合，从而促进免疫逃逸。本文研究人员采用表达克隆策略筛选MCMV蛋白的细胞结合伴侣，重点关注病毒蛋白m11——该蛋白为299个氨基酸的I型跨膜蛋白，包含212个氨基酸的胞外域。 以m11胞外域与人IgG1 Fc段的融合蛋白作为探针筛选小鼠细胞cDNA文库，研究人员确定了CD44是m11的直接结合靶点。利用表面等离子共振（SPR）实验，他们精确测定了m11与CD44胞外域（包含透明质酸结合 Link模块 ）的结合亲和力，证实这是一种高特异性的直接相互作用 ，且不依赖于其他细胞或病毒成分。

CD44 的主要配体是透明质酸 （HA） ，一种线性糖胺聚糖， 二者相互作用调控细胞粘附、迁移和增殖，但其在抗病毒免疫中的作用尚不明确 。研究人员 利用PMA和离子霉素激活的EL4细胞（其表面CD44可结合HA）进行HA包被板粘附实验，发现m11-Fc融合蛋白能显著抑制细胞对HA的粘附，且呈剂量依赖性；反向竞争性实验也证实 HA能竞争性抑制m11与固定化CD44的结合。进一步的晶体结构解析揭示了m11与CD44结合的分子细节，m11以一种独特的三点接触策略靶向CD44的“钩状”区域，其结合位点与HA结合位点存在显著重叠，特别会与介导CD44结合的关键糖残基发生物理碰撞，从而以空间位阻而非分子模拟的方式，物理性地占据了CD44的HA结合位点。基于这些功能与结构特征，研究人员将m11正式命名为病毒CD44结合蛋白（vCD44BP）。

那么vCD44BP结合CD44并阻断CD44-HA相互作用对于病毒是否有益呢？实验结果显示，vCD44BP并非病毒复制所必需，但它是维持体内病毒载量所必需的。更重要的是，研究人员发现，vCD44BP的这种病毒控制力的增强依赖于CD8 T细胞而非CD4 T细胞，在缺乏CD8 T细胞关键效应分子IFN-γ或穿孔素的小鼠中，vCD44BP突变病毒与野生型病毒的复制水平无差异。深入研究发现，感染vCD44BP突变病毒的小鼠脾脏中，总CD8 T细胞及病毒特异性CD8 T细胞数量更高，且 短寿命效应细胞比例升高而记忆前体效应细胞比例下降，提示病毒特异性CD8 T细胞启动阶段受损。鉴于有效的CD8 T细胞启动需要初始T细胞和DC之间的相互作用，研究人员进一步 利用一种通过静脉短时注射抗CD11c抗体以标记并区分红髓与白髓中树突状细胞的方法，发现在感染vCD44BP突变病毒的小鼠脾脏白髓中，DC的频率和CD11c信号强度均显著高于野生型病毒感染组。显微成像则更直观地证实，病毒感染后，DC会向白髓的T细胞区迁移，而这种迁移在vCD44BP突变病毒感染的脾脏中更为明显。这些结果共同表明，vCD44BP并不影响树突状细胞的数量或激活状态，而是通过靶向CD44，损害了DC向脾脏白髓的招募迁移能力，从而限制DC与T细胞的相互作用，导致抗病毒CD8 T细胞应答启动延迟。

随后，研究深入探究了vCD44BP损害DC迁移的分子机制。实验结果显示， vCD44BP与CD44在感染FRC表面形成顺式（cis）共定位相互作用，且vCD44BP的表达依赖于CD44的存在。更重要的是，vCD44BP缺失导致FRC网络呈现更长的单个突起和更复杂的分支结构，表现为分支长度和分支点数量显著增加，而FRC细胞总数和增殖率并无差异，且趋化因子CCL19和CCL21的表达水平亦未改变，提示vCD44BP通过干扰CD44功能而非影响FRC数量或趋化因子分泌来改变网络重构。此外， 用vCD44BP-Fc预处理FRC（而非DC），或在共培养中使用CD44缺陷的FRC，均会显著降低DC在FRC网络上的运动速度和距离 ，且这种迁移指导作用与podoplanin-CLEC2相互作用无关，而是依赖于CD44胞外域的HA结合位点。这些结果表明，vCD44BP通过在感染的FRC上结合并改变CD44的分布与功能，干扰了FRC网络的正常重塑及其引导能力，从而直接削弱了DC在该基质网络上的迁移，破坏了启动T细胞所必需的FRC-DC相互作用。

最后，研究人员构建了骨髓嵌合小鼠模型，分别使CD44在基质细胞或造血细胞上缺失。实验发现，在基质细胞表达CD44的嵌合小鼠中，vCD44BP缺失病毒仍能引起更强的抗病毒CD8 T细胞应答和更低的病毒载量；然而，当基质细胞（包括FRC）特异性缺失CD44时，这种vCD44BP缺失病毒带来的免疫增强优势便完全消失。与此同时，DC向脾脏白髓的迁移增强也只发生在基质细胞表达CD44的小鼠中。相反，当CD44仅在造血细胞上缺失时，vCD44BP缺失病毒的感染表型与正常小鼠无异，表明其对免疫细胞的直接影响并非关键。此外， 利用佐剂诱导淋巴结扩张模型和流感病毒感染模型发现，外源性vCD44BP-Fc蛋白处理可显著抑制引流淋巴结的体积和细胞数量增加、降低抗原特异性CD8 T细胞应答，并损害流感病毒NP特异性CD8 T细胞的生成，从而证明基质 细胞（而非造血细胞）表面的 CD44在启动抗病毒免疫应答中具有普遍且关键的作用，而vCD44BP通过靶向这一环节实现免疫逃逸， 并且该通路是广泛调节适应性免疫应答的关键节点。

综上所述，本研究首次揭示CMV通过编码vCD44BP蛋白，特异性靶向基质细胞表面的CD44分子，竞争性阻断其与HA的结合，破坏FRC网络重构及DC向T细胞区的迁移，从而延迟抗病毒CD8⁺T细胞应答的启动。这不仅阐明了一种新型的病毒免疫逃逸机制，更重要的是，揭示了基质CD44在调控适应性免疫应答起始中的核心作用——它通过协调基质-免疫细胞相互作用，为有效T细胞启动提供了关键的微环境基础，拓展了我们对免疫调控网络复杂性的认知。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09988-8

制版人： 十一

参考文献

1. Fletcher, A. L., Acton, S. E. & Knoblich, K. Lymph node fibroblastic reticular cells in health and disease.Nat. Rev. Immunol.15, 350–361 (2015).

2. Acton, S. E. et al. Dendritic cells control fibroblastic reticular network tension and lymph node expansion.Nature514, 498–502 (2014).

3. Berry, R., Watson, G. M., Jonjic, S., Degli-Esposti, M. A. & Rossjohn, J. Modulation of innate and adaptive immunity by cytomegaloviruses.Nat. Rev. Immunol.20, 113–127 (2020).

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