Immunity | 抗体调节生发中心内的克隆间竞争

撰文 |章台柳

抗体的亲和力成熟发生在生发中心内。生发中心是位于次级淋巴器官中的微解剖结构，在此处，B细胞的B细胞受体经历体细胞高频突变，随后进行亲和力依赖性的克隆扩增，并分化为记忆B细胞和浆细胞。生发中心B细胞间的竞争可分为克隆内竞争和克隆间竞争。克隆内竞争已得到充分理解——它发生在同一扩增克隆（定义为携带独特V(D)J重组的单个初始B细胞的扩增后代）的成员之间，其结果是积累了亲和力增强突变的B细胞逐渐富集，而低亲和力变体则被淘汰。因此，克隆内竞争的结果是提高单个B细胞克隆及其抗体的亲和力。另一方面，调控克隆间竞争的机制——即发生在携带不同V(D)J重排的两个或多个细胞克隆之间的竞争——尚不清楚。使用复杂多表位抗原进行免疫，会招募数十至数百个B细胞克隆进入同一个生发中心结构，使得克隆间竞争成为生发中心中细胞淘汰的主要模式。因此，克隆间竞争是决定免疫应答中各种抗体特异性相对丰度的关键因素。然而，目前尚未明确专门作用于生发中心克隆间竞争结果的规律。

抗体作为生发中心反应的终末产物，在调节B细胞应答中扮演着重要角色。抗体介导的反馈已被证明可在B细胞活化和生发中心进入等层面调控克隆间竞争。抗体既可抑制也可增强新的B细胞应答，具体取决于抗原类型、抗体浓度、同种型和给药时机等因素。例如，预先注射靶向相同表位的单克隆抗体会抑制过继转移的单克隆B细胞进入生发中心，但靶向非重叠表位的单克隆抗体则会增强其进入。初次免疫所诱生的多克隆血清可发挥与单抗输注类似的作用，引导加强免 疫中的新生B细胞应答偏离循环中初次抗体已覆盖的表位。总之，这些研究表明，预存抗体的特异性和数量都是选择参与生发中心应答的B细胞克隆库的重要因素。

抗体也被提出可驱动克隆内竞争，具体机制是通过设定一个生发中心B细胞必须克服的阈值，以获取沉积在滤泡树突状细胞上的抗原。根据此模型，只有那些携带的BCR亲和力高于已结合在FDC表面抗原上的分泌型抗体的B细胞，才能捕获该抗原，从而存活并增殖。的确，在生发中心反应初期给予针对半抗原4-羟基-3-硝基苯乙酰基的IgM抗体，可以加速针对NP的应答的亲和力成熟，而全面缺失IgM分泌的小鼠则表现出血清抗体亲和力成熟受损。然而，所有循环抗体的缺失也会导致生发中心反应动力学的改变。因此，与任何特异性的循环抗体可能对生发中心规模和持续时间产生的更普遍效应相比，表位特异性抗体介导的反馈对作用于生发中心B细胞的选择压力所做的相对贡献尚未确定。所以，尽管抗体无疑可以调节生发中心B细胞应答，但仍有必要进一步研究正在进行的B细胞应答所产生的反馈具体影响了克隆内和克隆间竞争的哪些确切方面，特别是使用仅清除目标应答所产生抗体的功能缺失模型来进行研究。

近日 ，来自 洛克菲勒大学的 Gabriel D. Victora 团队 在 Immunity 杂 志上发表文章 Antibody-mediated feedback modulates interclonal competition in the germinal center ，探讨了持续免疫应答中产生的抗体如何影响同期生发中心的命运。通过建立一种小鼠模型，通过他莫昔芬依赖的方式去除floxed终止盒，使得白喉毒素受体在Prdm1基因座（编码浆细胞谱系的决定性转录因子Blimp-1）表达，从而能够在不影响既往免疫应答的前提下，特异性清除由特定抗原诱生的浆细胞及其产生的抗体。结果显示，抗体介导的反馈虽然不是亲和力成熟所必需的，但它能够调节具有不同表位特异性的B细胞之间的竞争。具体而言，这种反馈通过降低与浆细胞来源的可溶性抗体识别相同表位的克隆的丰度来发挥作用。这种反馈形式是一种机制，抗体借此可以塑造正在进行的生发中心反应中的表位特异性。这一发现对于理解免疫优势现象以及设计旨在引导生发中心朝向复杂抗原上特定表位应答的疫苗策略具有重要意义。

为了在多克隆系统背景下，研究针对特定抗原刺激所产生的抗体的作用，研究人员开发出一种功能缺失遗传模型，该模型能够特异性地清除正在对目标抗原产生应答的B细胞群体所分泌的抗体。即在 Prdm1 基因座（编码浆细胞谱系的决定性转录因子Blimp-1）的编码序列之后依次插入一个两侧带有LoxP位点的翻译终止盒、一个跳跃肽（P2A）以及白喉毒素受体（DTR）序列。经Cre介导的重组后，终止密码子被切除，DTR与Blimp-1实现共翻译，使得表达Blimp-1的细胞对DT介导的清除变得敏感。当将此Prdm1LSL-DTR等位基因与B细胞特异性Cre驱动子Cd23-Cre小鼠杂交后，给予DT处理可有效清除肠系膜淋巴结和骨髓中的浆细胞。通过追踪清除动力学，发现浆细胞数量在DT处理后2天降至最低点，随后在两个部位开始重新出现。为了测试 Prdm1 LSL-DTR 等位基因特异性清除由目标免疫所诱生血清抗体的能力，将 Prdm1 LSL-DTR 小鼠与 Aicda CreERT2 品系杂交，在他莫昔芬和DT给药后可实现重组B细胞分化而来的浆母细胞和浆细胞被删除，而源自稳态免疫活动或既往免疫应答的细胞将被保留。首先，小鼠生发中心动力学并未显著改变。其次，验证了DT给药可特异性清除目标抗体应答，同时对已建立的既往应答影响较小。即 Prdm1 LSL-DTR 小鼠提供了一种工具，可用于特异性且快速地清除由目标免疫应答产生的浆母细胞和浆细胞，而不影响整体的免疫球蛋白。

研究人员使用3种不同的亲和力成熟模型探究浆细胞来源的抗体是否会影响生发中心系统中亲和力成熟。结果显示，删除组和对照组之间亲和力成熟没有差异。抗体介导反馈的第二个潜在作用是调节结合不同表位的生发中心B细胞之间的竞争，抗体通过结合特定表位降低生发中心B细胞可接触到该表位的有效浓度，从而为针对同一抗原上非重叠位点的克隆提供竞争优势。将分泌特定抗体的B细胞克隆过继转移到受体小鼠中，追踪该细胞在免疫后的生发中心中的比例，发现免疫后的抗体滴度升高，但该克隆的比例降低。如果使用 Prdm1 LSL-DTR 体系清除抗体，则转移细胞比例显著增加。进一步研究显示，无论是早期浆细胞反应产生的抗体，还是后期生发中心衍生的抗体，都能对正在进行的生发中心反应施加反馈抑制，从而限制具有相同表位特异性的B细胞克隆的竞争。

为了进一步验证抗体的反馈效应是表位特异性的，研究人员使用了针对PR 8 HA抗原的两种表位Sa和Cb的克隆，单抗Sa和Cb之间不存在因空间位阻而相互抑制结和的现象。在过继转移体系中，在足垫免疫HA的前一天，共转移 Ig Sa .Prdm1 DTR HA + B 细胞和 Ig Cb HA + B 细胞共转移至Cd 23- Cre ; Bcl 6 fl/fl 宿主小鼠。DT给药仅消除抗Sa滴度，而不影响抗Cb滴度。 Ig Sa B细胞在与 Ig Cb B细胞的竞争中被适度淘汰，以至于在50:50共转移中，免疫后第14天生发中心中 Ig Sa B细胞仅占17%。然而，清除抗Sa滴度后， Ig Sa B细胞的比例出现了2.7倍的扩增，比例从17%显著提升至生发中心B细胞的45%。值得注意的是，在缺乏Sa抗体的情况下，虽然作为次要群体的 Ig Sa 生发中心B细胞扩增了约3倍，但 Ig Cb 生发中心B细胞的数量却保持稳定。这表明，分泌型抗体特异性地降低了与其共享表位特异性的 Ig Sa 生发中心B细胞的丰度。即在持续进行的体液免疫应答中，抗体介导的抑制效应是特异性的，它主要作用于那些与抗体竞争结合同一抗原表位的B细胞。

总的来说，研究揭示了抗体介导的反馈抑制了具有竞争性特异性的生发中心B细胞的扩增，从而调控生发中心的免疫优势和克隆多样性。

https://www.cell.com/immunity/fulltext/S1074-7613(26)00029-4

制版人： 十一

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