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脾臟嗜金屬邊緣區巨噬細胞MMM新功能:向CD8+T細胞交叉呈遞腫瘤抗原

更新時間:2025-03-26   點擊次數:728次

小鼠Mouse和人human的脾臟結構對比,通過HE染色比較,Most顯著的差異,就是邊緣區。小鼠和人類脾臟之間Most顯著的差異不是紅髓或白髓的組成細胞或組織結構,而是兩者之間的邊界。嚙齒動物的邊緣區是由多個細胞層組成的,邊緣區嗜金屬巨噬細胞(MMM)包圍著白髓,邊緣竇由非造血竇細胞形成。然后,邊緣區巨噬細胞和DC細胞在白髓周圍形成一個同心環。先天免疫樣B細胞群存在于小鼠脾臟(稱為MZB細胞),以循環遷移模式進出卵泡,將抗原交付給卵泡B細胞,生產快速的T細胞非依賴性IgM。

相比之下,在人類,由H&E染色定義的邊緣區,不是白髓和紅髓的邊界,它包含一個異質記憶IgM+ B細胞(稱為MZB細胞),嵌入在B細胞區中,在小鼠邊緣區觀察到的巨噬細胞群體不明顯。與小鼠不同的是,人類邊緣區B細胞顯示出體細胞高突變和在體再循環的證據。因此,小鼠和人類的邊緣區B細胞只是在名字上彼此相似,但是可能代表了不同的B細胞群。

脾臟嗜金屬邊緣區巨噬細胞MMM新功能:向CD8+T細胞交叉呈遞腫瘤抗原


小鼠脾臟的組織駐留巨噬細胞是高度異質的,包括四種巨噬細胞亞型:紅髓巨噬細胞、白髓巨噬細胞和兩種不同的邊緣區巨噬細胞亞型。

紅髓巨噬細胞:來源于胚胎YS-巨噬細胞和胚胎祖細胞,marker是F4/80, VCAM1, CD11, CD163。紅髓巨噬細胞參與衰老紅血細胞的清理,在炎癥刺激和寄生蟲感染時履行免疫功能。

白髓巨噬細胞:F4/80neg, CD68,會參與凋亡B細胞的吞噬。因此,它們可表達高水平的噬菌受體Mertk、Timd4和CD36。
邊緣區巨噬細胞:包括兩種CD169和SIGNR1 亞群, 又叫邊緣區嗜金屬巨噬細胞(MMMs)和邊緣區巨噬細胞(MZMs)。MMMs 跟病毒的降解和清除有密切關系,扮演著抗原呈遞細胞。MZMs 可高度表達清道夫受體MARCO,并和中樞耐受性有關。紅髓巨噬細胞、MMMs和MZMs 染色顯示IBA1陽性。而IBA1 染色在白髓巨噬細胞中卻很少見。

脾臟嗜金屬邊緣區巨噬細胞MMM新功能:向CD8+T細胞交叉呈遞腫瘤抗原


巴黎城市大學Peter van Endert、Fran?ois-Xavier Mauvais共同通訊在《Immunity》發表論文“Metallophilic marginal zone macrophages cross-prime CD8+ T cell-mediated protective immunity against blood-borne tumors",發現了脾嗜金屬邊緣區巨噬細胞(MMM)在免疫和抗腫瘤反應中的作用,特別是在交叉激活 CD8 + T 細胞和提供抗腫瘤免疫方面。

作者首先開發了一種 MMMs 的純化方案。通過該方案,他們能夠分離出具有巨噬細胞特征的 CD169hi 亞群。對這些細胞的轉錄組分析證實了它們作為 MMMs 的身份,并揭示了與 CD8 + T 細胞激活和主要組織相容性復合體 I 類(MHC I 類)交叉呈遞相關的基因表達富集。這表明 MMMs 在與 T 細胞介導的免疫相關的功能方面具有遺傳傾向。

體外實驗表明,純化的 MMMs 在將CD8 + T 細胞交叉激活至可溶性和顆粒性抗原方面與 1 型常規樹突狀細胞(cDC1s)一樣有效。然而,MMMs 使用個性的液泡加工途徑。cDC1s 依賴于蛋白酶體和與抗原加工相關的轉運體(TAP)依賴途徑,而 MMMs 則依賴于溶酶體蛋白酶。抑制劑研究表明,蛋白酶體抑制劑對 MMM 介導的交叉呈遞影響很小,而溶酶體蛋白酶抑制劑則會消除這種交叉呈遞。這表明 MMMs 具有個性的抗原加工機制,使其與 cDC1s 區分開來。在體內,雙光子和體外光片成像技術被用于觀察 MMMs 與 T 細胞之間的相互作用。結果顯示,MMMs 與同源 T 細胞形成長期接觸,這些 T 細胞正在分化為效應細胞。這種直接相互作用對于 T 細胞的激活和免疫反應的啟動至關重要。

研究的重大發現之一是 MMMs 在交叉激活保護性 CD8 + T 細胞抗腫瘤反應中的作用。MMMs 可以捕獲血源腫瘤抗原,并內化已經在脾臟中定植的腫瘤細胞。這種能力使它們能夠啟動針對腫瘤的免疫反應。交叉激活過程需要 MMMs 表達轉錄因子 Batf3。值得注意的是,這種交叉激活獨立于 cDC1 介導的腫瘤材料捕獲用于交叉呈遞或 MHC I 類修飾。在對 Batf3 基因敲除小鼠和缺乏 cDC1s 的小鼠(Xcr1-DTA 小鼠)的實驗中,進一步證實了 Batf3 在 MMM 介導的交叉激活中的重要性。Batf3 缺乏導致 MMMs 中與 MHC I 類交叉呈遞和適應性免疫反應相關的基因表達下降。


參考資料


1.B. S. Steiniger, Human spleen microanatomy: Why mice do not suffice. Immunology 145, 334–346 (2015).
2.Rachel Golub et al, Origin and Immunological Functions of Spleen Stromal Cells,Trends in Immunology 2018

3.J. M. den Haan, G. Kraal, Innate immune functions of macrophage subpopulations in the spleen. J. Innate Immun. 4, 437–445 (2012)

4.Mauvais, Fran?ois-Xavier et al.Metallophilic marginal zone macrophages cross-prime CD8+ T cell-mediated protective immunity against blood-borne tumors. Immunity, Volume 0, Issue 0(2025)



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