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Immunity | PD-1:PD-L1轴调控记忆B细胞和抗体反应

Immunity | PD-1:PD-L1轴调控记忆B细胞和抗体反应
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该研究系统地揭示了PD-1和PD-L1在调控记忆B细胞生成和抗体应答中的关键作用,发现其缺失导致记忆B细胞减少、抗体分泌缺陷及BCR库多样性下降。研究还揭示PD-1信号通过c-Myc通路促进B细胞分化,为抗PD-1/PD-L1免疫治疗相关感染和自身免疫并发症的机制提供了新的分子解释。

 

文献概述

本文《Impaired development of memory B cells and antibody responses in humans and mice deficient in PD-1 signaling》,发表于《Immunity》杂志,回顾并总结了PD-1及其配体PD-L1在B细胞免疫应答中的生理功能。研究通过分析携带PD-1或PD-L1遗传缺陷的个体以及相应的基因敲除小鼠模型,揭示了PD-1信号在记忆B细胞发育、抗体多样性、类型转换及长期体液免疫中的核心作用,为抗PD-1/PD-L1免疫治疗后出现的感染和自身免疫疾病提供了潜在机制解释。

背景知识

PD-1(程序性死亡受体1)是一种重要的免疫检查点受体,广泛表达于活化的T细胞、B细胞、NK细胞及部分髓系细胞。其配体PD-L1在多种免疫细胞和非免疫细胞中表达,可通过与PD-1结合传递抑制信号,维持免疫耐受并限制过度免疫反应。在肿瘤免疫治疗中,PD-1/PD-L1阻断抗体被广泛应用,但其副作用包括易发感染及自身免疫病,提示该通路在生理条件下对体液免疫稳态的维持至关重要。尽管已有研究显示PD-1在Tfh细胞中调控IL-21分泌,但其是否具有B细胞内在作用仍不明确。本文通过人源及小鼠模型,系统分析了PD-1在B细胞中的自主作用及其对体液免疫的整体贡献,填补了该领域的空白。

 

基因敲除小鼠模型构建服务,适用于研究PD-1/PD-L1在体液免疫中的生理作用及验证其缺失对B细胞发育的影响。

 

研究方法与实验

研究纳入了两个携带PD-1完全缺失的土耳其同胞、两个携带PD-L1缺失的摩洛哥同胞,以及健康对照,进行流式细胞术、PhIP-Seq、scRNASeq和bulk RNASeq分析。同时构建Pdcd1−/−、Cd274−/−Pdcd1lg2−/−及B细胞特异性Pdcd1fl/fl mb1-Cre小鼠模型,评估其B细胞发育、记忆B细胞数量、抗体分泌能力及BCR多样性。体外实验中,利用抗PD-1或PD-L1阻断剂处理健康供体B细胞,分析其增殖与抗体分泌变化。此外,通过基因调控网络分析,发现c-Myc和NF-κB通路在PD-1缺失B细胞中显著下调,进一步验证其在B细胞分化中的作用。

关键结论与观点

  • PD-1和PD-L1缺失个体中,记忆B细胞比例显著下降,抗体对常见微生物的反应性减弱,与CARMIL2缺陷患者相似。
  • PD-1缺失个体的B细胞中c-Myc及其靶基因表达下调,影响B细胞增殖与类型转换重组。
  • 在小鼠模型中,PD-1缺失导致生发中心B细胞和记忆B细胞减少,B细胞特异性敲除小鼠显示脾脏及BM中B细胞稳态紊乱。
  • PD-1信号缺失不影响Tfh细胞总数,但导致其分泌IL-21能力下降,影响T细胞依赖的B细胞分化。
  • 体外阻断PD-1或PD-L1信号可减少健康B细胞中c-Myc表达,降低IgG1分泌,但不影响IgA。

研究意义与展望

该研究首次在人类遗传缺失模型中系统揭示了PD-1:PD-L1轴对记忆B细胞发育和抗体多样性的自主与非自主调控机制,为PD-1/PD-L1阻断治疗后感染和自身免疫并发症提供了分子基础。未来研究应进一步探索PD-1在B细胞不同发育阶段的表达及其功能,评估阻断治疗对疫苗应答和感染易感性的长期影响,并开发针对性干预策略以维持体液免疫稳态。

 

B细胞特异性基因编辑小鼠模型服务,支持构建B细胞条件性敲除模型,用于研究PD-1在B细胞中的自主功能。

 

结语

本研究通过遗传缺陷个体和小鼠模型系统性地揭示了PD-1及其配体PD-L1在记忆B细胞发育和体液免疫中的双重作用机制。PD-1缺失不仅削弱B细胞中c-Myc驱动的转录程序,还影响T细胞来源的IL-21分泌,从而导致记忆B细胞减少、抗体分泌障碍及BCR库多样性下降。这一发现为PD-1/PD-L1免疫治疗相关的感染和自身免疫并发症提供了新的病理机制解释,并提示在临床中应关注接受该治疗的患者体液免疫状态。研究进一步支持PD-1信号在维持正常体液免疫中的关键作用,提示其缺失可能通过B细胞自主和非自主机制共同影响体液免疫稳态。未来研究应聚焦于PD-1在不同B细胞亚群中的功能,以及其在疫苗响应和感染防御中的潜在调控作用。

 

文献来源:
Masato Ogishi, Koji Kitaoka, Kim L Good-Jacobson, Jean-Laurent Casanova, and Stuart G Tangye. Impaired development of memory B cells and antibody responses in humans and mice deficient in PD-1 signaling. Immunity.
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