关键词:
免疫耐受
免疫调控
调节性B细胞
共刺激信号
程序性死亡配体1(PD-L1)
摘要:
背景:移植免疫耐受的建立是防止同种异体移植物排斥反应、减少长期免疫抑制治疗需求的关键策略。调节性B细胞(Regulatory B cells,Bregs)作为具有免疫调控功能的重要细胞亚群,其在诱导免疫耐受中的作用已被逐步认识。本课题组前期研究表明,经TLR9与TLR4协同刺激体外扩增的Bregs(TLR-Bregs)具有显著的免疫耐受诱导能力。然而,TLR-Bregs介导免疫耐受的分子机制,特别是程序性死亡配体1(PD-L1)在其中的作用,尚未被全面阐明。
目的:本研究旨在探讨TLR-Bregs表面PD-L1在促进移植免疫耐受中的功能作用,并研究其分子机制,重点关注PD-L1对Bregs功能性表型、存活性、对效应CD4+T细胞的抑制能力以及诱导具有功能性表型的调节性T细胞(Tregs)能力的影响。
方法:本研究采用TLR9/TLR4协同刺激体外扩增来源于野生型(WT)和PD-L1基因敲除(KO)小鼠的B细胞,制备WT TLR-Bregs和PD-L1 KO TLR-Bregs,利用胰岛同种异体移植模型和皮肤移植模型分别对Bregs诱导免疫耐受的能力进行了验证。本研究进一步通过流式细胞术、ELISPOT和体内过继转移模型系统性分析TLR-Bregs的表型和功能特性,评估TLR-Bregs免疫调控分子及细胞因子的表达,并检测其在体外共培养体系和体内移植模型中对CD4+CD25-效应T细胞的抑制作用及其诱导CD4+Foxp3+Tregs的能力。此外,通过在Foxp3DTR小鼠中使用diphtheria toxin(DT)特异性清除Tregs,评估Tregs在TLR-Bregs介导免疫耐受中的必要性。
结果:WT TLR-Bregs的过继转移可显著延长受体小鼠同种异体移植物的存活,而PD-L1 KO TLR-Bregs未能提供类似的保护效果。表型分析显示,TLR-Bregs具有PD-L1hiPD-1+/loTIM1hiCD25hi的免疫抑制性特征,这一特征依赖于Bregs上PD-L1的存在。PD-L1缺失导致TLR-Bregs中TIM1和CD25表达下调,PD-1表达上调,抑制性细胞因子IL-10和TNF-α分泌减少。机制上,PD-L1表达对于维持TLR-Bregs的存活能力和IL-10分泌能力至关重要,特别是在炎症条件下。在体外共培养体系中,WT TLR-Bregs而非PD-L1 KO TLR-Bregs有效抑制CD4+CD25-效应T细胞的活化,表现为抑制IFN-γ分泌、下调激活标志物T-bet、LAG-3和Ki67的表达,并降低T细胞增殖。此外,WT TLR-Bregs能够以PD-L1依赖性方式上调CD4+CD25-效应T细胞的PD-1表达,且这种上调效应主要发生在未分裂T细胞中,对分裂T细胞则需更高剂量的TLR-Bregs方可实现。通过在Foxp3DTR小鼠中于免疫耐受诱导阶段特异性清除Tregs,本课题组发现Tregs缺失可阻断WT TLR-Bregs所诱导的移植免疫耐受,证实受体Tregs在TLR-Bregs介导的移植保护中的必要性。进一步研究显示,WT TLR-Bregs过继转移可显著提高受体淋巴组织中Breg诱导的CD4+Foxp3+Tregs(i Tregs)比例,尤其在移植物引流淋巴结中最为明显。在体内和体外,WT TLR-Bregs诱导的i Tregs均表现出较高的Foxp3表达以及CCR7、CTLA-4、IL-10、Ki67等关键功能标志物的高表达,提示其具有调节性表型。相比之下,PD-L1 KO TLR-Bregs诱导的i Tregs能力较弱,且i Tregs上述功能标志物表达显著减弱。综上所述,本研究表明TLR-Bregs的PD-L1的表达对于其直接抑制效应CD4+T细胞活化以及诱导受体Tregs的调节性表型均至关重要;PD-L1与其他TLR-Bregs分泌的抑制性细胞因子共同协同建立有效的免疫调控网络以促进移植耐受的实现。
结论:本研究系统阐明了PD-L1在TLR-Bregs介导移植免疫耐受中的关键作用。PD-L1不仅有助于维持TLR-Bregs的免疫调控表型与功能稳定性,还增强了其抑制效应CD4+T细胞活化与诱导受体中高表达功能性分子的CD4+Foxp3+Tregs的能力。这些发现为Breg介导的免疫调控分子机制提供了新的见解,并支持PD-L1高表达的TLR-Bregs作为潜在细胞治疗策略,以促进移植中的免疫耐受。