CD301b+树突状细胞源性 IL-2 决定 CD4+辅助性 T 细胞分化:解锁免疫调控新机制

【字体: 时间:2025年02月27日 来源:Nature Communications

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  为探究 Th2 细胞分化机制,美国罗格斯新泽西医学院研究人员研究 CD301b+DCs,发现其通过 CD40–IL-2 轴调控 Th2 分化,对理解免疫反应意义重大。

  在人体的免疫系统中,辅助性 T 细胞(Th)的分化就像一场精心编排的 “免疫交响乐”,不同类型的 Th 细胞各司其职,共同守护着身体的健康。其中,Th2 细胞在抵御寄生虫感染和引发过敏性疾病等方面扮演着关键角色。然而,长期以来,科学家们对 Th2 细胞分化的机制却知之甚少,就像在黑暗中摸索,始终找不到那盏照亮真相的明灯。
以往的研究虽然揭示了不同树突状细胞(DC)亚群能诱导不同类型 Th 细胞分化,但 DC 驱动 Th2 细胞分化的具体机制仍是谜团。尽管白细胞介素 4(IL-4)常被用于诱导体外培养的 CD4+ T 细胞向 Th2 细胞分化,但在体内,DC 是否产生 IL-4 来指导 Th2 细胞命运尚未得到证实,而且 CD4+ T 细胞中 IL-4 受体的表达对其 Th2 细胞命运的决定也并非不可或缺。因此,深入探究 Th2 细胞分化的机制迫在眉睫,这不仅有助于我们更好地理解免疫系统的工作原理,还可能为开发治疗过敏性疾病和寄生虫感染的新策略提供关键线索。
为了揭开这个谜团,美国罗格斯新泽西医学院(Center for Immunity and Inflammation, Rutgers New Jersey Medical School)的研究人员展开了一项深入研究。他们将目光聚焦在 CD301b+ DCs 上,这是一种在 Th2 细胞分化中起关键作用的 DC 亚群。研究结果发表在《Nature Communications》杂志上,为我们揭示了 Th2 细胞分化的全新机制,犹如在黑暗中点亮了一盏明灯,让我们对免疫系统的认识向前迈进了一大步。
在研究过程中,研究人员采用了多种先进的技术方法。首先,他们精心构建了多种基因工程小鼠模型,如 Mgl2-DTR、Mgl2-Cre 等,这些模型就像是一个个精密的 “实验工具”,帮助研究人员精准地操控和观察特定细胞或基因的变化。其次,细胞分选和流式细胞术发挥了重要作用,它能够对细胞进行细致的分类和分析,让研究人员清晰地了解不同细胞群体的特征和变化。此外,CITEseq 技术(一种结合单细胞 RNA 测序和 DNA 条形码标记抗体的技术)的应用,使得研究人员可以同时分析细胞的 mRNA 表达和表面标记,为深入探究细胞的功能和机制提供了有力支持。
研究人员通过一系列严谨的实验,取得了一系列重要发现:
  1. CD301b+ DCs 对 Th2 细胞分化至关重要:通过构建缺乏 MHCII 的 CD301b+ DCs 小鼠模型(CD301bΔMHCII小鼠),研究人员发现,在该模型中,OT-II 细胞(一种 OVA 特异性 T 细胞)无法正常分化为产生 IL-4 的 Th2 细胞,但分化为产生 IFNγ 的 Th1 细胞不受影响。这一结果表明,CD301b+ DCs 与抗原特异性 CD4+ T 细胞的直接抗原呈递和相互作用,对 Th2 细胞的分化起着不可或缺的作用。
  2. Th2 细胞分化更依赖 IL-2R 信号通路:研究人员通过体内实验,巧妙地中和 IL-2 或改变 CD25(IL-2Rα)的表达,发现 Th2 细胞的分化比 Th1 细胞对 IL-2R 信号通路更为敏感。哪怕是 CD25 表达的部分缺失,也会对 Th2 细胞分化产生显著影响,而对 Th1 细胞分化的影响相对较小。这揭示了 IL-2R 信号通路在 Th2 细胞命运决定中的关键作用,就像一把精准的 “钥匙”,打开了 Th2 细胞分化的大门。
  3. CD301b+ DCs 源性 IL-2 是 Th2 细胞分化的关键:研究发现,CD301b+ DCs 在引流淋巴结(dLN)中表达较高水平的 IL-2。当构建缺乏 IL-2 的 CD301b+ DCs 小鼠模型(CD301bΔIL-2小鼠)时,OT-II 细胞无法充分上调 CD25,Th2 细胞分化也被完全抑制。这充分证明了 CD301b+ DCs 源性 IL-2 对于诱导抗原特异性 CD4+ T 细胞中最大程度的 CD25 上调和 Th2 细胞命运决定至关重要。
  4. CD301b+ DCs 源性 CD25 促进 Th2 细胞分化:CD301b+ DCs 表达较高水平的 CD25,而缺乏 CD25 的 CD301b+ DCs 小鼠模型(CD301bΔCD25小鼠)中,OT-II 细胞向 Th2 细胞的分化明显受损。这表明 CD301b+ DCs 通过自身表达的 CD25,增强了 IL-2 对同源 CD4+ T 细胞的可用性,从而促进 Th2 细胞分化,就像一个 “助推器”,加速了 Th2 细胞的分化进程。
  5. CD40 刺激诱导 CD301b+ DCs 产生 IL-2:通过 CITEseq 技术分析,研究人员发现 CD40 通路在 CD301b+ DCs 中显著富集。刺激 CD40 可诱导 CD301b+ DCs 产生 IL-2 以及共刺激分子,这表明 CD40 在调节 CD301b+ DCs 功能和 Th2 细胞分化中发挥着重要作用,是 Th2 细胞分化调控网络中的关键一环。
  6. CD301b+ DCs 是 Th2 细胞命运指令的充分条件:利用特定的小鼠模型(Mgl2-Cre;CD11c-dlDTR 小鼠),研究人员发现,尽管其他 DC 亚群可能对 OT-II 细胞的最大程度扩增有帮助,但 CD301b+ DCs 对于 Th2 细胞命运指令既是必要的也是充分的,为 Th2 细胞分化机制的研究画上了重要的一笔。
  7. CD301b+ DCs 调节 Tfh 细胞命运:研究人员还发现,CD301b+ DCs 不仅促进 Th2 细胞分化,还通过其内在的 CD40–IL-2 轴限制 CD4+ T 细胞向 Tfh 细胞的分化,推动其向非 Tfh 效应 Th 细胞命运发展,进一步完善了对 CD301b+ DCs 在免疫调控中作用的认识。
综上所述,该研究揭示了 CD301b+ DCs 内在的 CD40–IL-2 轴在 Th2 细胞命运指令中的关键作用。这一发现意义重大,它不仅加深了我们对免疫系统中 Th 细胞分化机制的理解,还为开发针对过敏性疾病和寄生虫感染的新型治疗策略提供了潜在的靶点和理论依据。然而,研究也存在一定的局限性,例如研究采用的免疫接种方法相对简单,未来需要在更复杂的环境中,如真实的过敏和寄生虫感染场景下,进一步探究疾病相关的 Th2 细胞分化机制。相信随着研究的不断深入,我们将对免疫系统有更全面、更深入的认识,为人类健康事业的发展提供更有力的支持。

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