浆细胞样树突状细胞（pDCs）在抗原呈递与 CD8+T 细胞激活中的关键作用

这篇研究揭示了 pDCs 能有效激活 CD8+T 细胞，且激活机制与其他树突状细胞不同。

　　### 浆细胞样树突状细胞（pDCs）的研究背景
浆细胞样树突状细胞（pDCs）在免疫反应中至关重要，尤其在抗病毒免疫方面。它能通过多种分子机制调控固有免疫和适应性免疫，比如识别病毒核酸后产生抗病毒的 I 型和 III 型干扰素（IFNs）。不过，近年来研究发现，只有一小部分 pDCs 具备产生 IFNs 的能力，而且 pDCs 功能多样，除了产生 IFNs，还涉及抗原摄取、处理以及直接的细胞毒性作用等。

在激活细胞毒性 CD8⁺T 细胞方面，pDCs 发挥着重要作用。在小鼠和人体内，pDCs 激活 CD8⁺T 细胞后，能促进其增殖并增强对靶细胞的杀伤能力。同时，pDCs 产生的 IFNs 还能激活自然杀伤（NK）细胞、诱导炎症反应、调节周围细胞进入抗病毒状态。

然而，pDCs 能否通过主要组织相容性复合体 I（MHC-I）进行抗原交叉呈递并激活 CD8⁺T 细胞，一直存在争议。此前的研究结果不一，部分原因可能是实验模型的差异，比如使用同种异体或自体模型，以及比较人类和小鼠 pDCs 时存在的差异。此外，研究人类 pDCs 生物学面临诸多困难，如血液中 pDCs 频率低、体外培养时寿命短等。不过，随着脐带血造血干细胞和祖细胞（HSPCs）培养技术的发展，人们能够将 HSPCs 分化为功能性人类 pDCs，这为相关研究提供了新途径。

研究方法

1. 细胞培养与分化：从人外周血或脐带血中分离出 CD34⁺造血干细胞和祖细胞（HSPCs），将其分化为 pDCs（分别记为 cHSPC-pDCs 和 HSPC-pDCs）；同时，从外周血中分离出 CD14⁺单核细胞，将其分化为单核细胞来源的树突状细胞（moDCs）。在培养过程中，使用特定的细胞因子组合，如人 Flt3-L、TPO、SCF、IL3 等，促进细胞的生长和分化。
2. 细胞刺激与检测：用不同的刺激物处理 pDCs 和 moDCs，如 Toll 样受体（TLR）激动剂（R837、CpG-A、LPS 等）、巨细胞病毒（CMV）抗原（短肽、长肽、感染细胞裂解物等）。通过检测细胞培养上清液中的细胞因子（如 IFN-γ、TNF、IL-12 等）分泌水平，以及细胞表面标志物（如 CD80、CD40、PD-L1 等）的表达情况，评估细胞的激活状态和功能。
3. RNA 测序分析：对与抗原呈递的 pDCs 或 moDCs 共培养后的 CD8⁺T 细胞进行荧光激活细胞分选（FACS），然后提取 RNA 进行测序。通过分析测序数据，确定差异表达基因（DEGs），并进行生物学过程分析和基因相互作用网络分析，以了解 pDCs 和 moDCs 激活 CD8⁺T 细胞的分子机制差异。
4. 其他实验：采用 TAP 依赖的肽转运实验评估 pDCs 的抗原处理能力；通过 Western blot 分析检测 CMV 感染细胞裂解物中的蛋白表达；利用功能型 I 型 IFN 检测试剂盒和细胞因子定量检测试剂盒，对相关细胞因子进行定量分析。

研究结果

1. pDCs 的抗原处理和 T 细胞刺激能力：研究发现，HSPC-pDCs 具有功能性 TAP（transporter associated with antigen processing），其 TAP 活性高于单核细胞系 THP-1。这表明 pDCs 具备将肽转运到 MHC-I 复合物上的能力，为抗原呈递奠定了基础。同时，HSPC-pDCs 在受到 TLR7 或 TLR9 激动剂刺激后，会分化为不同的细胞群，包括 IFN 产生细胞（P1；PD-L1⁺CD80^?）、T 细胞刺激细胞（P3；PD-L1^?CD80⁺）和兼具两种功能的细胞（P2；PD-L1⁺CD80⁺），这说明 pDCs 具有 T 细胞刺激能力。
2. cHSPC-pDCs 作为研究模型的适用性：从外周血中分离的 cHSPCs 可以分化为 pDCs（cHSPC-pDCs）。虽然与脐带血来源的 HSPC-pDCs 相比，cHSPC-pDCs 的产量较低，但两者在表型和功能上具有相似性。例如，cHSPC-pDCs 在受到 TLR7 刺激后，分泌 IFN 的能力与 HSPC-pDCs 相当，且两者在细胞表面标志物的表达上也具有相似性。这表明 cHSPC-pDCs 可以作为研究人类 pDCs 抗原呈递能力的合适模型。
3. pDCs 激活 CD8⁺T 细胞的机制：cHSPC-pDCs 能够激活自体 CD8⁺T 细胞，这种激活作用是肽特异性的，并且依赖于 MHC-I 和 T 细胞受体（TCR）之间的相互作用。当用抗 HLA-ABC 抗体阻断 MHC-I 与 TCR 的相互作用时，CD8⁺T 细胞的激活受到显著抑制。此外，cHSPC-pDCs 和 moDCs 在激活 CD8⁺T 细胞方面表现相当，两者在受到 TLR 激动剂和 CMV 抗原刺激后，均能显著诱导 CD8⁺T 细胞分泌 IFN-γ，并增加 CD69 的表达。
4. pDCs 的抗原加工和呈递能力：cHSPC-pDCs 能够处理长 CMV 肽和 CMV 感染细胞的裂解物，并将抗原呈递给自体 CD8⁺T 细胞。在处理这些复杂抗原时，cHSPC-pDCs 的效率与 moDCs 相似。这进一步证明了 pDCs 在抗原加工和呈递方面的能力，为其在免疫反应中的作用提供了有力证据。
5. pDCs 和 moDCs 激活 CD8⁺T 细胞的转录组差异：通过对与 pDCs 或 moDCs 共培养后的 CD8⁺T 细胞进行转录组分析，发现 pDCs 和 moDCs 激活 CD8⁺T 细胞的机制存在差异。许多差异表达基因参与了不同的生物学过程，如细胞增殖、细胞因子产生、免疫调节等。其中，一些基因在 pDCs 激活的 CD8⁺T 细胞中表现出独特的表达模式，这可能与 pDCs 的特定功能有关。例如，pDCs 激活的 CD8⁺T 细胞中，与抗病毒反应相关的基因（如 IFIT2、IFIT3、IFIT5、IFIH1、IRF7 等）表达上调，表明 pDCs 可能赋予 CD8⁺T 细胞更强的抗病毒能力。

研究结论

本研究利用体外培养的 pDCs，深入探讨了其在抗原呈递和激活 CD8⁺T 细胞方面的作用。研究结果表明，人类 pDCs 能够有效处理抗原，并通过 MHC-I 将肽呈递给自体 CMV 反应性 CD8⁺T 细胞，这一过程在病毒免疫、癌症免疫、自身免疫以及免疫耐受等方面都具有重要意义。

同时，研究还发现 pDCs 和 moDCs 在激活 CD8⁺T 细胞时存在转录组差异，这为进一步理解 pDCs 的独特功能提供了分子基础。不过，本研究也存在一定的局限性，如 cHSPC-pDCs 与体内原始 pDCs 在某些方面仍存在差异，其亚群的功能和精确身份还需进一步研究。未来的研究可以针对这些未解决的问题展开，进一步揭示 pDCs 在免疫反应中的复杂机制，为相关疾病的治疗和疫苗开发提供更坚实的理论依据。