调控免疫耐受的四类细胞
调控免疫耐受的四类细胞
免疫平衡,不仅是指促炎和抗炎功能强弱关系,还是免疫应答和免疫耐受两个方向上的选择。
免疫系统激活对于控制感染、癌症至关重要,而免疫耐受能够控制免疫系统对特定自身抗原无反应性,使之处于选择性活跃状态,避免自我杀伤,这一过程的建立需要多种细胞、多种机制参与。
T、B细胞作为耐受的基础
免疫耐受涉及先天和适应性免疫反应,这一过程的建立涉及两个主要机制。
一、中枢耐受
在B细胞、T细胞分别于骨髓和胸腺的发育过程中,中枢耐受逐渐建立。
B细胞:
B细胞在骨髓中获得BCR表达,通过VDJ重排获得BCR库,早期未成熟B细胞有75%都具有自身反应性,其中1/3会经历Ig基因重排而降低自身反应性。
T细胞:
2)低亲和力结合MHC-肽的T细胞继续分化为CD4+/CD8+T细胞。
N Engl J Med. 2020 Sep 17;383(12):1156-1166.
二、外周耐受
中枢耐受并不完美,约25-40%的自身反应性T细胞和40%的自身反应性B细胞会逃脱中枢耐受,于是外周耐受成为中枢耐受漏洞的一个补救措施。
自身免疫性T细胞补救:
T细胞激活需要三个信号,分别是:
1)TCR-MHC-肽;
2)T细胞结合APC共刺激受体;
3)T细胞因子受体信号。
如果缺失信号2),或越过1)2)直接触发信号3),都会诱导T细胞无反应性,使其功能失活、增殖抑制、无法产生IL-2。
以此以此衍生出的触发T细胞无反应的一些措施,如使用重复的抗原刺激、直接抗炎细胞因子刺激(IL-10)、激活共抑制信号。
自身免疫性B细胞补救:
B细胞的完全激活也需要三个信号:
1)BCR信号;
2)TLR信号;
3)Th信号;
在缺乏TLR或Th信号情况下,BCR与抗原高亲和力互作会诱导克隆缺失或无反应性,从而抑制B细胞增殖和继续分化为浆细胞,并且整体缩短B细胞寿命。
N Engl J Med. 2020 Sep 17;383(12):1156-1166.
缺少共刺激信号的情况下激活TCR、BCR是介导T、B凋亡产生耐受的原因。
此外,抗原水平也是调控细胞命运的的关键:高水平抗原诱导无反应性,低水平抗原诱导细胞死亡。不过T、B细胞无反应性是一个动态过程,去除抗原暴露可恢复二者功能,这一机制也与细胞耗竭相关。
Treg调节耐受
T、B细胞的外周耐受除了受激活和凋亡信号调节,Treg也发挥关键作用,参与的主要亚群有:
Foxp3+Treg:
响应自身抗原表达,从胸腺迁移到外周组织中限制自身免疫性疾病。
Foxp3-Treg(Tr1):
可产生IL-10、TGFβ抑制T细胞增殖、功能;
产生穿孔素、颗粒酶B杀死APC;
表达CTLA-4、PD-1,接触性抑制T细胞;
产生CD39,降解促炎细胞ATP促进腺苷产生,间接抑制T细胞。
DC作为免疫耐受中心介质
中枢和外周耐受由多种细胞调控,整个过程都需要DC细胞提呈抗原、提供细胞因子、共刺激/抑制分子,以此调控T、B细胞的分化、无反应性、缺失。
起初认为DC的激活和成熟状态决定了它们对免疫反应的不同功能,但后续研究表明诱导耐受也需要DC进入成熟状态,而诱导耐受与特定转录程序相关:
下调共刺激分子:CD80、CD86、CD40
上调抑制分子:PD-L1、ICOSL、BTLA
减少促炎细胞因子产生:IL-6、IL-12、IL-23、TNF
增加抗炎分子产生:IL-10、TGFβ、IL-27
增强抗炎相关代谢程序:增加IDO、视黄酸、乳酸
促进耐受性DC表型也成为开发耐受相关治疗的切入点(首款耐受性DC细胞疗法的命运)。
这类促进耐受性DC表型的途径则成为开发免疫耐受治疗策略的切入点。
Nat Rev Immunol. 2023 Dec 12.
相关DC细胞亚群包括:
DC亚群 功能
浆细胞样DC(pDC) 稳态时位于血液、淋巴组织,激活T细胞能力弱;炎症时迁移到非淋巴组织,产生1型IFN(α/β)激活T细胞;表达ICOSL,产生TGFβ、IDO诱导Treg分化。
传统DC(cDC) 包括cDC1、cDC2,炎症期间向T细胞递呈抗原;促进Foxp3+Treg和Tr1分化。
单核细胞衍生DC 产生TNF、iNOS
小结
增强免疫杀伤是开发感染、癌症治疗的方向;诱导免疫耐受则是自身免疫性疾病、过敏、器官移植以及基因治疗中的重要需求。
参考资料
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