衰老限制人类免疫系统中CXCL13+ T滤泡辅助细胞的成熟Aging restricts maturation of CXCL13+ T follicular helper cells in human immunity: Cell Reports

环球医讯 / 健康研究来源:www.cell.com美国 - 英语2026-10-09 02:11:52 - 阅读时长20分钟 - 9855字
衰老导致人类体液免疫反应减弱,但其机制尚不明确。本研究通过人类扁桃体类器官、单细胞RNA测序和CRISPR扰动技术发现,衰老会导致CXCL13+ T滤泡辅助细胞(人类特有亚群)的成熟受阻,特别是在早期活化前体转换阶段。研究鉴定出BACH2和SOX4作为年龄依赖性转录调节因子,其表达下降与Tfh细胞成熟障碍相关。这一发现揭示了人类免疫衰老的特异性机制,为恢复老年人体液免疫提供了新思路,具有重要的临床转化价值。
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衰老限制人类免疫系统中CXCL13+ T滤泡辅助细胞的成熟

引言

疫苗的目标是通过产生高亲和力抗体来获得持久的保护性免疫。虽然抗体由B细胞产生,但其质量取决于一种特殊的CD4⁺ T细胞——T滤泡辅助(Tfh)细胞所提供的帮助。这些Tfh细胞在淋巴结、扁桃体和脾脏等外周淋巴器官的生发中心(GC)中与B细胞相互作用。在这些微环境中,B细胞增殖并分化为抗体分泌浆母细胞(PBs)和记忆细胞,共同提供持久的免疫力。尽管疫苗的有效性已被广泛证实,但并非所有个体都能获得同等程度的保护,个体间抗体反应存在显著差异。影响疫苗反应性的一个关键因素是衰老。老年人产生的抗体分泌B细胞数量较少,对疫苗特异性抗体的产量低于年轻人,这反映了尚未完全理解的免疫反应缺陷。

先前基于小鼠模型的研究表明,衰老对GC生物学的多个方面产生负面影响,从而损害持久性抗体反应的产生。老年小鼠的GC-B细胞表现出受损的类别转换重组和体细胞超突变,降低的活化诱导胞嘧啶脱氨酶(AID)驱动程序,以及与年轻小鼠相比,在向长寿命浆细胞和记忆库选择方面的能力减弱。同时,T细胞对B细胞的帮助质量也随年龄下降。这已被归因于Tfh细胞在GC内的错误定位、前体Tfh状态的积累而没有功能性GC-Tfh细胞的相应增加、Tfh晚期发育受损,以及抑制性T滤泡调节(Tfr)细胞与Tfh细胞群的不利比例。在人类中,衰老同样与较弱的疫苗特异性抗体反应和免疫后抗体分泌细胞减少相关,但衰老对Tfh细胞的直接影响仍不太清楚。对循环和淋巴组织Tfh细胞亚群的分析得出了相互矛盾的结果,一些研究报告老年人频率增加,其他则报告减少。值得注意的是,人类免疫衰老指标IMM-AGE通过高分辨率追踪外周血中免疫细胞亚群组成的纵向变化,将循环CD4⁺ Tfh细胞的减少确定为免疫衰老轨迹中的关键特征。Tfh细胞生物学在不同物种间并非完全相同。例如,一些人类GC-Tfh细胞独特地表达趋化因子CXCL13,这与GC活性和抗体质量密切相关,但这些细胞在小鼠中不存在,小鼠中的CXCL13仅由滤泡树突状细胞产生。这些发现突显了B-Tfh轴在衰老过程中的脆弱性,但B细胞和Tfh细胞对人类抗体反应受损的相对贡献仍不明确。

扁桃体衍生的免疫类器官为探索人类特异性免疫功能提供了独特平台。它们使研究人员能够直接在人类淋巴组织中研究调控B细胞和T细胞相互作用的细胞和分子机制。免疫类器官重现了GC反应的关键特征,包括B-Tfh细胞相互作用、浆母细胞分化、体细胞超突变、亲和力成熟和类别转换,同时保留了人类淋巴组织的免疫多样性。该系统已经揭示了早期免疫发育、调节性T细胞类型的作用以及对流感抗原的疫苗诱导反应,突显了其在识别适应性免疫机制方面的实用性。此外,免疫类器官使我们能够独立于小鼠模型测试假设和定义机制,这对理解人类特异性现象至关重要。

在此,我们对来自5-73岁捐献者的扁桃体样本进行了深入分析,以研究衰老如何塑造人类免疫反应。年长个体的类器官产生的抗体反应较弱,我们将其归因于Tfh细胞缺陷。单细胞RNA测序(scRNA-seq)揭示了CXCL13⁺ GC-Tfh效应细胞的选择性减少。轨迹分析和阵列式CRISPR扰动表明,衰老阻碍了Tfh细胞成熟,并鉴定出在年长捐献者中受损的关键转录调节因子。这些发现共同揭示了一种人类特异性机制,阐明了衰老如何影响高质量抗体反应的产生,并发现了可能用于恢复老年人体液免疫力的通路。

结果

人类体液免疫反应随年龄减弱

人类免疫系统表现出显著的个体间差异,年龄是适应性免疫反应性的最强预测因子之一。为了探索衰老如何塑造体液免疫,我们分析了402名8-90岁健康个体对季节性流感疫苗的抗体反应。外周血在接种前(第0天)和接种后28天采集,并使用血凝抑制(HAI)测定法定量针对血凝素(HA)的中和抗体。

在此队列中,疫苗接种引发了血清抗体滴度的增加,大多数个体在第28天显示出可测量的HAI反应。针对H1、H3和B疫苗成分的几何平均滴度(GMT)在第28天显示3倍中位数变化。年龄成为疫苗反应性的主要决定因素。年龄与第28天GMT倍数变化呈负相关,对应于每十年HAI降低约4%(β = -0.006/年,p < 0.001)。为了进一步解析衰老如何影响体液免疫质量,我们考察了血清转换(SC,定义为≥4倍上升且第28天GMT ≥40)和血清保护(SP,第28天GMT ≥40)作为补充指标,它们捕捉了疫苗免疫原性的不同方面。先前的人类研究表明,预先存在的抗体是后续疫苗反应的重要决定因素,老年人维持基线抗体水平,但表现出接种后抗体滴度提升能力降低。与此一致,血清转换的概率随年龄下降(p < 0.001,每十年比值比[OR] = 0.86),而血清保护仅受到轻微影响(p = 0.017,OR = 0.88)。总体而言,这些结果支持了老年人可能保留预先存在的抗体分泌细胞但提升现有或生成从头抗体反应能力有限的观点。这种抗体维持和诱导之间的区别表明,衰老并非均匀地损害体液免疫的所有方面,而是影响了产生和扩增抗体反应所需的复杂细胞相互作用。

为了进一步在人类外周淋巴组织内直接探索衰老对体液免疫反应的影响,我们使用了最近描述的扁桃体免疫类器官模型,并通过将细胞嵌入水凝胶基质中将其适应于96孔板格式以提高通量。刺激免疫类器官与减毒活流感疫苗(LAIV)诱导了第7天HA特异性IgG抗体的强分泌。生物层干涉测量显示,在14天培养过程中多克隆HA特异性抗体的亲和力不断增加,证实了持续的亲和力成熟。

我们从跨越近70年寿命的扁桃体捐献者(n = 16,16-73岁)组装了免疫类器官,并测量了它们对LAIV的反应。与我们体内人类流感疫苗研究一致,年长捐献者产生的类器官免疫反应显著降低。来自年轻捐献者(<30岁)的类器官对LAIV产生强烈反应,与未刺激对照相比HA特异性IgG显著增强。相比之下,来自老年人(>50岁)的类器官显示出显著降低的疫苗反应。

先前的工作将衰老中体液免疫反应降低与Tfh细胞与抑制性Tfr细胞的比例改变联系起来。与此一致,我们发现老年人的扁桃体中Tfr细胞频率增加,GC-Tfh细胞频率降低。尽管这些定量变化表明T细胞景观发生了改变,但其对人类组织中GC活性的功能影响仍定义不清。为了测试Tfr活性是否是年龄增长导致B细胞分化为抗体分泌浆母细胞受损所必需的,我们使用来自年轻和老年捐献者的CXCR5^hi^PD-1^hi^ GC-Tfh细胞和自体扁桃体B细胞,以归一化的输入比例建立了Tfh-B细胞共培养体系。细胞用LAIV刺激,7天后通过流式细胞术测量CD38^hi^CD27^hi^浆母细胞的分化。在年轻捐献者中,向B细胞添加Tfh细胞引发强烈的辅助反应,与单独培养的B细胞相比,浆母细胞频率增加4-9倍。引人注目的是,即使在没有Tfr细胞的情况下,均衡Tfh细胞输入也未能完全恢复老年捐献者的反应。浆母细胞诱导明显降低,仅显示3倍增加。这些结果共同表明,衰老对体液免疫的影响不能仅由Tfh向Tfr亚群的转变来解释。相反,衰老似乎削弱了Tfh细胞帮助在实现强大B细胞反应中的关键作用。

B细胞在衰老过程中维持对T细胞帮助的反应性

由于老年捐献者的免疫类器官未能产生强烈的抗体反应,且均衡B细胞和Tfh细胞频率未能恢复该缺陷,我们接下来询问衰老是否损害B细胞对T细胞衍生信号的反应性。为此,我们从外周血单核细胞(PBMCs)中分离B细胞,来自老年和年轻捐献者(n = 20,22-72岁)。我们在有或无B细胞受体(BCR)活化信号(IgA/IgG/IgM交联剂)和/或模拟Tfh细胞帮助的信号(IL-21和CD40L)的情况下培养纯化的B细胞,以评估与年龄相关的B细胞变化。7天后,我们使用流式细胞术测量分化的B细胞亚群频率。有趣的是,来自老年和年轻个体的B细胞对体外BCR和T细胞衍生信号表现出相似的反应。与未刺激条件相比,GC样B细胞和浆母细胞的频率均显示出类似增加。同样,在测试的任何条件下,CD138上调和IgD/CD95表达在年龄组之间均无显著差异。这些结果表明,抗体诱导的年龄相关下降主要不是由于B细胞活化或分化的内在缺陷。相反,这些数据表明T细胞在衰老中体液免疫减弱中起主导作用,这与小鼠研究一致。

CXCL13⁺ GC-Tfh细胞在人类衰老过程中减少

由于老年人的B细胞对外源性T细胞衍生信号反应正常,我们假设与年龄相关的体液免疫缺陷可能源于Tfh细胞本身。为了研究衰老如何影响人类扁桃体T细胞的组成和分子特征,我们从广泛年龄范围的捐献者中纯化CD3⁺ T细胞并进行scRNA-seq。在初步质量控制后,我们鉴定了20,657个单细胞转录组,聚类为15个代表典型的CD4⁺、CD8⁺和非常规T细胞亚群的不同群体。CD4⁺ T细胞主要由幼稚和中央记忆亚群组成,效应记忆和活化细胞的比例较小。一个独特部分表现出Tfh细胞的特征,由BCL6、CXCR5和PDCD1的高表达定义,与GC内的定位和功能一致。

重要的是,我们识别出三个转录上不同的扁桃体Tfh细胞群,包括早期Tfh细胞(CXCR5、TOX和BCL6表达较低);经典GC-Tfh细胞(BCL6、CXCR5和PDCD1表达高);以及一个独特但微小的CXCL13⁺ GC-Tfh细胞亚群,其特征是BCL6和IL6ST的最高表达以及强大的CXCL13转录水平。为了确定这些群体如何受年龄影响,我们比较了年轻和老年捐献者的Tfh亚群组成,揭示了老年个体中CXCL13⁺ GC-Tfh细胞的显著减少。在年轻捐献者中,CXCL13⁺ GC-Tfh细胞占所有CD4⁺ T细胞的1%-8%,而在老年人中它们占<1%。

为了验证年龄与CXCL13⁺ GC-Tfh细胞之间的关系,我们接下来通过细胞内细胞因子染色(ICS)分析了独立的扁桃体捐献者队列(n = 10,5-61岁),使用CXCR5和PD-1作为先前建立的Tfh细胞成熟的标记。CXCL13表达仅限于CXCR5⁺PD-1^hi^ GC-Tfh群体,而不存在于非Tfh(CXCR5⁻)、前体Tfh(CXCR5⁺PD-1^lo^)和CXCR5⁺PD-1^mid^ Tfh亚群中。值得注意的是,只有一部分GC-Tfh细胞表达CXCL13(4%-23%),表明这些细胞可能代表GC-Tfh谱系内的独特效应状态。与我们先前的scRNA-seq数据一致,CXCL13⁺ GC-Tfh细胞的频率随年龄显著下降(R² = 0.73,p = 0.0018)。CXCL13分泌的ELISA测量显示出与年龄的较弱负相关(R² = 0.34,p = 0.0783),而关键Tfh效应细胞因子IL-21的分泌保持不变(R² = 0.0998,p = 0.3740),表明其调控与CXCL13⁺ GC-Tfh程序分离。

作为最终验证,使用公开可用的人类扁桃体图谱数据集,我们识别出对应于CXCL13表达的群体(注释为GC-Tfh-SAP),并确认其随年龄减少(儿童:n = 6,3-5岁;年轻成人:n = 8,19-35岁;老年成人:n = 3,56-65岁)。有趣的是,IL21与CXCL13不同,IL21在不同的Tfh群体(注释为GC-Tfh-OX40)中表达增加。

总体而言,这些数据揭示了衰老与CXCL13⁺ GC-Tfh细胞的损失相关,这些细胞具有高BCL6和IL6ST表达以及独特的效应潜力,从而突显了这种独特的人类群体作为Tfh依赖性体液免疫的关键介质。

CXCL13⁺ GC-Tfh细胞构成独特的Tfh效应程序

Tfh细胞成熟是一个多步骤过程,由发育中的GC内树突状细胞和B细胞的相互作用塑造。小鼠模型为理解Tfh细胞发育提供了基础框架;然而,物种之间存在关键差异。在小鼠中,成熟GC-Tfh细胞上调CXCR5和PD-1但不表达CXCL13。相比之下,我们的数据表明人类Tfh细胞成熟更为复杂,涉及CXCL13表达的额外效应阶段。

为了更好地定义这些CXCL13⁺ GC-Tfh细胞,我们分析了我们的scRNA-seq扁桃体T细胞数据集,并比较了所有CD4⁺ T细胞群的基因表达谱。有趣的是,CXCL13⁺ GC-Tfh细胞与发育中的Tfh和GC-Tfh细胞相比表现出独特的转录组特征。与其它GC-Tfh细胞相比,在CXCL13⁺ GC-Tfh细胞中上调的差异表达基因(DEGs)包括生存和代谢调节因子(GIMAP5、GIMAP7、GIMAP2、BCL2L11、SESN1和BCAT1)、活化和GC驻留标记物(ITGAE、LAG3和CD38)、T细胞信号分子(IL6ST、IL7R和FYB)以及转录调节因子(AFF3、ARID5A和TCF7)。相反,经典GC-Tfh细胞富含TIGIT、EGR1、EGR2、CD40LG、BTLA4和NFKB1,反映了GC-Tfh区室内的转录分化。这通过关键效应基因(ICOS、IL6ST和ITGAE)的渐进增加得到进一步支持,CXCL13⁺ GC-Tfh细胞显示出这些活化和Tfh信号相关转录本的最高表达。为了确定CXCL13⁺ GC-Tfh效应程序是否对应于任何已建立的小鼠Tfh亚群,我们将已发表的小鼠Tfh细胞基因特征与CD4⁺ T细胞转录本进行了比较。小鼠Tfh特征通常与非Tfh CD4⁺ T细胞的重叠最小,它们的富集在传统GC-Tfh细胞中最大,表明CXCL13⁺ GC-Tfh亚群代表了一种独特的人类特异性效应状态。

我们接下来在体外检查了维持CXCL13⁺ GC-Tfh效应程序的功能要求。我们将不同的Tfh亚群流式分选,并在存在或不存在自体扁桃体B细胞的情况下培养它们。与我们先前的ICS实验一致,只有CXCR5⁺PD-1^hi^ GC-Tfh细胞产生可测量的CXCL13。然而,在没有B细胞的情况下,CXCL13产生完全消失,表明CXCL13⁺效应状态的维持需要持续的B细胞相互作用。

为了功能上验证CXCL13分泌是由核心Tfh编程驱动的,我们接下来对原代扁桃体细胞中的经典Tfh相关转录因子(TFs)进行了靶向CRISPR敲除,随后用LAIV刺激7天。BCL6、BATF、TCF7和LEF1的破坏与对照相比均显著降低了CXCL13分泌,证实了它们在维持CXCL13⁺ GC-Tfh效应表型中的关键作用。

这些结果共同确立CXCL13⁺ GC-Tfh细胞作为人类Tfh谱系内晚期B细胞依赖性效应群体。该亚群在转录上与其它GC-Tfh细胞不同,并特别适应于在体液免疫反应期间在GC内表达趋化分子CXCL13。

GC-Tfh细胞成熟在人类衰老过程中受损

鉴于CXCL13⁺ GC-Tfh细胞代表一种独特的人类Tfh谱系中的效应状态,且在老年捐献者中代表性不足,我们接下来询问衰老是否改变产生这些细胞的发育编程。流式细胞术分析显示,前体Tfh细胞(CXCR5⁺PD-1^lo^)——代表Tfh成熟的最早阶段——随年龄显著增加(R² = 0.5476,p = 0.0092)。这一发现与Webb等人一致,他们表明在病毒感染后,前体Tfh细胞在老年小鼠淋巴结中过度代表。相反,更高级的Tfh亚群随年龄下降(CXCR5⁺PD-1^mid^:R² = 0.4653,p = 0.0208;GC-Tfh:R² = 0.5101,p = 0.0135)。值得注意的是,ICOS表达也与年龄呈负相关(R² = 0.5375,p = 0.0103),与CXCL13⁺ GC-Tfh细胞的丧失和这种CXCL13⁺效应程序基因表达受损一致,该基因介导T细胞对B细胞的帮助。这些发现表明,前体状态的积累是以成熟GC-Tfh细胞频率为代价的。

为了进一步探索这一发育途径,我们使用扁桃体scRNA-seq数据集从幼稚CD4⁺ T细胞到CXCL13⁺ GC-Tfh细胞构建了伪时间轨迹。沿着这一连续体,我们观察到转录因子(BCL6和TOX)、共抑制受体(TIGIT)以及Tfh效应分子(IL-21和CXCL13)的协调上调。比较年龄组之间的伪时间分布显示,尽管幼稚CD4⁺ T细胞的代表性相似,但老年人在活化CD4⁺ T细胞状态处积累细胞,并在成熟GC-Tfh端点处减少。累积分布的分析(显示达到沿伪时间特定细胞状态的细胞比例)确认了在活化CD4⁺ T细胞阶段出现并在成熟后期持续存在的年轻和老年捐献者之间的分歧(Kolmogorov-Smirnov检验,p < 2.2e⁻¹⁶)。这些数据共同表明,衰老限制了沿Tfh发育途径的进展,在早期T细胞活化和前体Tfh细胞状态处产生瓶颈。

敲除年龄依赖性转录因子揭示人类Tfh细胞成熟调节因子

为了识别衰老过程中Tfh细胞发育受损的分子特征,我们在伪时间箱中比较了年轻和老年个体之间的基因表达。引人注目的是,大多数年龄相关差异出现在早期分化状态,甚至先于GC-Tfh承诺。这一发现表明,老年人中观察到的效应GC-Tfh细胞频率降低可能是由于被招募到淋巴组织的幼稚CD4⁺ T细胞中已经存在的变化。

为了更好地理解这一点,我们在早期伪时间阶段检查了年轻和老年捐献者之间的差异表达基因(DEGs)。老年人早期的转录程序富含应激和效应相关基因,包括编码BLIMP-1(PRDM1)的基因(与BCL6功能相对立);多个AP-1家族转录因子(FOSB、JUNB、JUND和JUN);以及AP-1家族结合伴侣IRF4。相反,年轻人早期的转录程序过表达促进CD4⁺ T辅助细胞可塑性和维持的转录因子,如BACH2、SOX4、LEF1和STAT1。

为了功能性评估这些年龄相关转录因子在早期Tfh细胞极化过程中的作用,我们开发了一个基于阵列式CRISPR的极化模型,使用幼稚CD4⁺ T细胞。在CRISPR-Cas9介导的选定年龄相关转录因子敲除后,幼稚CD4⁺ T细胞在Tfh极化条件下培养7天。选择用于敲除的转录因子包括经典Tfh调节因子(BCL6和TCF7)以及从我们的轨迹分析中鉴定的年龄相关转录调节因子。显示高编辑效率并响应BCL6敲除呈现非Tfh表型的样本被保留用于下游分析。我们还通过靶向关键转录因子验证了CRISPR敲除平台,这些因子对替代CD4⁺ T辅助细胞命运至关重要。STAT1和BATF的敲除分别选择性破坏Th1和Th17极化,证实该测定可靠地捕获谱系特异性分化。

在Tfh极化条件下测试的转录因子中,BACH2和SOX4的敲除显著降低了Tfh细胞分化,而SP110敲除产生了类似但不显著的趋势(p = 0.07)。LEF1或TCF7的敲除(幼稚到Tfh细胞转换的经典调节因子)显示了预期方向的效果,但未达到显著性。总体而言,这些结果将BACH2和SOX4确定为早期人类Tfh细胞极化的关键调节因子,它们随年龄下调。这些发现表明,衰老改变了从活化前体到承诺Tfh细胞的转录开关,导致向效应CXCL13⁺ GC-Tfh细胞状态的进展受损。

讨论

持久性抗体反应起源于生发中心B细胞和T细胞的相互作用,但我们对这些相互作用如何受到人类衰老影响的理解尚不完整。在此,我们发现人类Tfh细胞发育包括一种成熟CXCL13⁺效应状态,这在近交系小鼠中不存在。这种独特的功能状态具有增加的IL6ST、IL7R、ITGAE和TCF7等记忆和组织驻留基因的表达。最重要的是,我们表明这些特化的CXCL13⁺ GC-Tfh细胞在老年捐献者中显著减少,这是由于成熟过程中的早期阻塞。这种成熟Tfh细胞的损失很可能解释了老年人较差的抗体反应。通过将缺陷定位在成熟而非B细胞或Tfh细胞频率的普遍下降上,我们为理解为什么疫苗在老年人中效果较差提供了框架,并突显了无法单独从动物模型推断的人类特异性免疫衰老机制。

一个长期存在的问题是,老年人中疫苗反应受损主要是由于内在B细胞功能障碍还是Tfh细胞帮助缺陷。小鼠研究突显了衰老B细胞中类别转换重组和体细胞超突变的缺陷,但人类的治疗干预表明,来自老年人的B细胞在提供足够的Tfh细胞信号时仍能做出反应。我们的发现支持这一点,因为老年人的外周B细胞对Tfh细胞帮助信号的反应与年轻人的B细胞相似。这些发现将Tfh细胞定位为关键限制成分。重要的是,Tfh细胞存在于表型和功能不同的状态中,但这些状态对GC功能的相对贡献及其在人类整个生命周期中的稳定性尚未解决。在Tfh细胞亚群中,CXCL13⁺ GC-Tfh细胞正成为特别重要的调节因子。CXCL13通常由滤泡树突状细胞表达,并通过CXCR5受体作为趋化剂,建立经典的明暗区结构。然而,人类Tfh细胞也可以表达CXCL13,而小鼠T细胞则不能。在人类研究中,CXCL13⁺ GC-Tfh细胞的丰度与疫苗反应性相关,接种疫苗后血液中的CXCL13水平与GC活性和抗体质量密切相关。鉴于CXCL13⁺ GC-Tfh状态的特征是TCF7、IL7R和ITGAE(编码CD103)等记忆和组织驻留基因的显著增加表达,可以推测这些细胞是长期抗体介导免疫的特别重要驱动因素。我们的研究现在将这些CXCL13⁺ GC-Tfh细胞定位为人类Tfh分化连续体中的关键成熟亚群,并显示这种成熟过程在衰老过程中受到干扰。这些结果有助于澄清为什么先前关于Tfh频率在衰老中的报告不一致,表明缺陷不在于总体丰度,而在于无法有效产生成熟GC-Tfh细胞,特别是那些表达CXCL13的细胞。

此外,我们的研究表明,通过结合对人际变异的彻底分析与体外模型进行实验干预,可以发现新的人类生物学。虽然Tfh细胞此前被确定为纵向人类免疫衰老指标IMM-AGE的关键贡献者,但外周血在进行机制研究方面的能力有限。在此,通过检查随年龄下调的转录因子,我们发现了人类Tfh细胞成熟的调节因子。Tfh细胞分化的转录调控已被充分表征,主要是通过鉴定小鼠模型中的调节因子,随后在人类细胞中验证。这些研究建立了BCL6、IRF4和BATF等经典Tfh调节因子的作用。我们的研究扩展了人类Tfh细胞极化的这一框架,揭示了保守和不同的特征。例如,BACH2在小鼠中被描述为抑制Tfh命运的负调节因子,而在我们的人类系统中,它表现为早期向CXCL13⁺ GC-Tfh阶段进展所必需的正调节因子,突显了潜在的阶段和物种特异性差异。此前与慢性炎症中T外周辅助细胞的CXCL13表达相关联的SOX4,现在显示对淋巴组织中Tfh细胞分化是必需的,将与病理相关的程序与正常的疫苗诱导体液免疫联系起来。SP110,最好表征为NF-κB信号的共调节因子,此前未与Tfh生物学相关联,但在我们的研究中,作为人类Tfh成熟的潜在调节因子出现。值得注意的是,SP110突变与原发性免疫缺陷相关,表现为正常成熟B细胞频率但缺乏浆细胞和记忆细胞。这些发现不仅扩展了调控人类Tfh细胞发育的转录网络,还突显了研究调节途径的重要性。通过将人类扁桃体的体外模型与CRISPR扰动相结合,我们建立了一个机制平台,以剖析在人类淋巴组织中运行的调节途径。通过这种方式,我们的系统为分析人类对疫苗的免疫反应提供了框架,并提供了一个多功能工具,以发现适应性免疫中的人类特异性检查点。

我们的发现对测量免疫缺陷状态下疫苗功效具有转化潜力。血浆CXCL13已在临床疫苗研究中被表征为GC活性的生物标志物。未来工作将需要确定CXCL13⁺ GC-Tfh细胞对系统性CXCL13水平的贡献,以及衰老是否也直接影响外周中的CXCL13⁺ Tfh细胞。血浆CXCL13不仅可以作为GC完整性的标志物,还可以作为Tfh成熟能力的替代物,使老年人能够根据在可访问组织隔室中产生有效疫苗反应的可能性进行分层。BACH2和SOX4等转录调节因子的鉴定也指向了设计恢复Tfh细胞成熟的干预措施的直接分子靶点,无论是通过佐剂配方、细胞因子操纵还是转录网络的药理学改变。

总之,我们的研究确定了一种在衰老相关的Tfh成熟阻塞中减少的人类特异性成熟CXCL13产生GC-Tfh细胞群体,重塑了我们对老年人抗体反应受损机制的理解。通过突出早期Tfh细胞成熟的缺陷并识别分子调节因子,我们为未来旨在恢复老年人群强大免疫力的策略奠定了基础。

【全文结束】

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