嚴(yán)婕妮,許馨予,李 欣,楊 濤
南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科,江蘇 南京 210029
1型糖尿?。╰ype 1 diabetes,T1D)是一種由環(huán)境因素、基因組、代謝與自身免疫系統(tǒng)之間相互作用而引發(fā)的,以T 細(xì)胞介導(dǎo)胰島β細(xì)胞破壞,從而導(dǎo)致胰島素分泌減少或胰島素絕對缺乏為特征的慢性自身免疫性疾病[1]。其免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制主要是活化的B細(xì)胞與CD4+和CD8+T細(xì)胞的相互作用?;蛞赘行院筒《靖腥镜拳h(huán)境因素導(dǎo)致帶有β細(xì)胞抗原肽的B細(xì)胞抗原遞呈,驅(qū)動(dòng)了自身反應(yīng)性CD4+T細(xì)胞的激活,進(jìn)而介導(dǎo)CD8+T細(xì)胞的活化。活化的CD8+T細(xì)胞返回胰島,通過釋放穿孔素和顆粒酶以接觸依賴性方式殺傷胰島β細(xì)胞。胰島β細(xì)胞損傷后不斷釋放胰島自身抗原,誘導(dǎo)自身反應(yīng)性CD4+和CD8+T細(xì)胞對胰島的進(jìn)一步攻擊,最終導(dǎo)致胰島β細(xì)胞衰竭引起T1D的發(fā)生。因此CD8+T細(xì)胞是T1D發(fā)生和進(jìn)展的關(guān)鍵[2],而胰島炎或免疫浸潤胰島則是該疾病的標(biāo)志性病理學(xué)特征[3-4]。
濾泡細(xì)胞毒性T 細(xì)胞(follicular cytotoxic T cells,TFC)是一種特異性表達(dá)CXCR5+的CD8+T細(xì)胞亞群(即CXCR5+CD8+T細(xì)胞),它可以抑制B細(xì)胞濾泡中病原體感染細(xì)胞,也可能有助于記憶性特異性效應(yīng)細(xì)胞毒性CD8+T 細(xì)胞(cytotoxic T cells,TC)的發(fā)育[5]。TC由機(jī)體感染后的抗原特異性CD8+T細(xì)胞在次級淋巴器官的T 細(xì)胞區(qū)中分化而成,其目的是為了清除感染細(xì)胞[6-7]。TFC的比例在慢性感染(如淋巴感染)中尤其高,TFC 通過CXCR5 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)遷移至B細(xì)胞濾泡,表達(dá)低水平的抑制性受體,并且比CXCR5-CD8+T細(xì)胞表現(xiàn)出更強(qiáng)的細(xì)胞毒性,在濾泡中發(fā)揮著清除病毒感染細(xì)胞的作用[8]。在腫瘤相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),TFC在腫瘤組織和腫瘤相關(guān)淋巴結(jié)中富集,且在體外比CXCR5-CD8+T細(xì)胞更有效地介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡,具有抗腫瘤免疫的潛能[9-11]。目前,對TFC的探索主要集中在慢性感染及腫瘤,在自身免疫性疾病中對這群細(xì)胞的表型、功能、來源、產(chǎn)生的機(jī)制以及與其他細(xì)胞之間的相互作用的研究少之又少。因此,基于TFC的既往研究結(jié)果,本文推測TFC在胰島炎進(jìn)程中和T1D的致病環(huán)節(jié)或存在一定關(guān)聯(lián)。
非肥胖糖尿?。╪on?obese diabetic,NOD)小鼠因其遺傳復(fù)雜性、對特定主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ(major histocompatibility complex Ⅱ,MHC Ⅱ)類等位基因的易感性等方面近似于人類T1D,而成為研究T1D 最主要的動(dòng)物模型[12-13]。因此在本研究中,選取NOD小鼠作為研究對象,通過觀察TFC在不同周齡NOD 小鼠的不同組織中的表達(dá)量及其表達(dá)脫顆粒標(biāo)記物白細(xì)胞分化抗原(cluster of differentia?tion 107a,CD107a)和重組人殺傷細(xì)胞凝集素樣受體G亞族成員1(recombinant human killer cell lectin?like receptor subfamily G,member 1,KLRG1)、抑制性分子程序性死亡分子1(programmed cell death pro?tein 1,PD?1)和T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白結(jié)構(gòu)分子3(T cell immunoglobulin mucin 3,TIM?3)的表達(dá)水平,以及其分泌干擾素γ(interferon γ,IFN?γ)、顆粒酶B(granzyme B,GzmB)的能力,初步發(fā)掘與探討TFC與T1D之間存在的關(guān)聯(lián)。
雌性NOD小鼠(4~25周齡),購買于南京大學(xué)模式動(dòng)物研究所。NOD 小鼠均在南京醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心無特定病原體(specific pathogen free,SPF)級環(huán)境中喂養(yǎng)。此次實(shí)驗(yàn)中所有的過程及操作均遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例,符合南京醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查委員會(huì)的規(guī)范,并獲得倫理會(huì)的批準(zhǔn)(IACUC 14030143?2)。
抗鼠APC/Cy7 CD3 抗體、抗鼠PerCP/Cy5.5 CD8a 抗體、抗鼠PE CD185(CXCR5)抗體、抗人/鼠Alexa Fluor700 CD44 抗體、抗鼠APC CD279(PD?1)抗體、抗鼠APC CD336(TIM?3)抗體、抗鼠APC CD107a 抗體、抗人/鼠APC KLRG1 抗體、抗人/鼠FITC Granzyme B 抗體、抗鼠Brilliant Violet 421 IFN?γ抗體(Biolegend公司,美國)。
NaCl(汕頭市西隴化工廠有限公司),KCl、Na2HPO4·12H2O、KH2PO4·12H2O、KHCO3、NH4Cl、EDTA(上海凌峰化學(xué)試劑有限公司),胎牛血清(Gibco 公司,美國),RPMI 1640 培養(yǎng)基、青霉素?鏈霉素雙抗(Thermo Fisher Scientific公司,美國)。
FACS Calibur 流式細(xì)胞儀、FACS Aria 流式細(xì)胞儀、流式專用試管(BD 公司,美國),血糖儀、血糖試紙(TERUMO公司,日本),15 mL離心管、50 mL離心管(Corning公司,美國),細(xì)胞培養(yǎng)箱、落地高速離心機(jī)(Thermo Fisher Scientific公司,美國),生物安全柜(蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司),渦振蕩器IKA Vor?tex Genius 3(IKA公司,德國)、移液器(1 mL/200 μL/50 μL/10 μL/2.5 μL)(Dragonmed公司,芬蘭)。
1.2.1 動(dòng)物分組
選取4、10、15、20、25周齡及高血糖(hyperglyce?mia,Hi)組NOD小鼠經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)10周后,每周測量血糖,2次重復(fù)血糖值>16.7 mmol/L被認(rèn)為是顯性糖尿?。锤哐墙M),隨機(jī)分成6組,每組6~10只。
1.2.2 脾臟、淋巴結(jié)和胸腺組織分離
提前準(zhǔn)備好培養(yǎng)皿,皿內(nèi)鋪置一張200 目尼龍濾膜并提前加入5 mL 緩沖液(Adding Buffer)(99%PBS 緩沖液加上1%胎牛血清),將皿放置于冰盒內(nèi)。將每組NOD 小鼠摘除眼球放血,頸部脫臼處死,并置于75%乙醇中浸泡數(shù)分鐘,之后將NOD 小鼠固定于解剖操作臺上(提前將固定針、眼科剪、鑷子浸泡于75%乙醇中數(shù)分鐘),無菌分離摘取小鼠脾臟、淋巴結(jié)(腹股溝、腋下、腸系膜、腹主動(dòng)脈旁處引流淋巴結(jié))、胸腺。將取出的器官組織放入提前準(zhǔn)備好的培養(yǎng)皿中。
在脾臟、淋巴結(jié)、胸腺上分別覆蓋一層200 目濾膜,用5 mL 無菌注射器末端研磨,將研磨液吸入15 mL 離心管中,再用5 mL Adding Buffer 液沖洗濾膜,同時(shí)將沖洗液也移入離心管中。將離心管置于離心機(jī)水平轉(zhuǎn)子中,經(jīng)4 ℃、1 500 r/min離心5 min,棄上清,重懸細(xì)胞。將重懸后的細(xì)胞加入Adding Buffer定容至1 mL細(xì)胞懸液,加入10 mL紅細(xì)胞裂解液(1×),將離心管于冰上靜置5 min 后,4 ℃、1 500 r/min 離心5 min。棄上清,重懸細(xì)胞并加入10 mL Adding Buffer 洗滌細(xì)胞1 次。棄上清,用1mL Adding Buffer重懸細(xì)胞并經(jīng)200目尼龍濾膜將細(xì)胞懸液過濾(以除去細(xì)胞碎片)至另一15 mL離心管中。經(jīng)顯微鏡下細(xì)胞計(jì)數(shù)并取2×106個(gè)細(xì)胞,用于流式抗體標(biāo)記及檢測。
1.2.3 細(xì)胞表面流式抗體標(biāo)記染色
取分離好的脾臟、淋巴結(jié)、胸腺組織的細(xì)胞2×106個(gè)分別置于流式管中,取適量流式熒光抗體進(jìn)行細(xì)胞染色,加入1.25 μL 抗鼠CD3?APC/Cy7 抗體、1.25 μL 抗鼠CD8a?PerCP/Cy5.5 抗體,1 μL 抗鼠CD185(CXCR5)?PE 抗體、0.5 μL 抗鼠/人CD44?Al?exa Fluor 700 抗體,震蕩混勻,再分別加入抗鼠CD279(PD?1)?APC抗體、抗鼠CD107a?APC抗體、抗鼠KLRG1?APC 抗體、抗鼠TIM3?APC 抗體各1 μL,震蕩混勻。4 ℃避光靜置15 min。加3 mL PBS重懸細(xì)胞,4 ℃、1 500 r/min 離心5 min。棄上清,并加入200 μL PBS 重懸細(xì)胞。最后將樣品置于流式細(xì)胞儀中上機(jī)檢測。
1.2.4 細(xì)胞胞內(nèi)因子流式抗體標(biāo)記染色
配制刺激劑:1640 完全培養(yǎng)基+75 ng/mL 佛波酯(phorbol myristate acetate,PMA)+1 μg/mL 離子霉素(Ionomycin)+10 μg/mL 布雷非德菌素A(Brefeld?in A,BFA)。取分離好的脾臟、淋巴結(jié)、胸腺組織的細(xì)胞2×106個(gè)分別置于流式管中,每管加入1 mL 提前配制好的刺激劑,置于5%CO2的37 ℃恒溫恒濕培養(yǎng)箱中刺激5~6 h。刺激結(jié)束后,加入3 mL Add?ing Buffer,4 ℃、1 500 r/min 離心5 min。棄上清,避光條件下加入1.25 μL 抗鼠CD8a?PerCP/Cy5.5 抗體。震蕩混勻。4 ℃避光靜置15 min。加3 mL Add?ing Buffer重懸細(xì)胞,4 ℃、1 500 r/min離心5 min。棄上清,加入100 μL破膜劑A,重懸后,室溫避光靜置15 min。加3 mL Adding Buffer 重懸細(xì)胞,4 ℃、1 500 r/min 離心5 min。棄上清,加入100 μL 破膜劑B,3 μL 抗人/鼠Granzyme B?FITC 抗體、0.5 μL 抗鼠IFN?γ?Brilliant Violet 421 抗體。震蕩混勻。4 ℃避光靜置30 min。加入3 mL Adding Buffer 重懸細(xì)胞,1 500 r/min,溫度4 ℃的條件離心5 min,棄去上清,并加入200 μL Adding Buffer 重懸細(xì)胞。最后將樣品置于流式細(xì)胞儀中上機(jī)檢測。
應(yīng)用FlowJo vX.0.7流式分析軟件分析流式結(jié)果;使用GraphPad Prism 7.0做圖軟件進(jìn)行圖形處理。涉及的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法包括t檢驗(yàn)、單因素方差分析(組間比較前均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn),不滿足正態(tài)分布或方差齊性則使用非參數(shù)檢驗(yàn)方法)、多重假設(shè)檢驗(yàn)。多組間比較使用Kruskal?Wallis 檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)均獨(dú)立重復(fù)3次,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
為了觀察TFC 在NOD 小鼠中不同免疫器官間的分布是否存在差異,分別取小鼠脾臟、淋巴結(jié)(包括胰腺周圍引流淋巴結(jié)、腹股溝淋巴結(jié)、腋窩淋巴結(jié)、腹主動(dòng)脈旁淋巴結(jié))和胸腺組織,提取組織中的淋巴細(xì)胞。參考慢性感染和癌癥研究中對TFC 表型的探究,選定CD3、CD8、CD44、CXCR5 為本研究中TFC 的抗體標(biāo)記,染色后進(jìn)行流式細(xì)胞檢測,CD3+CD8+CD44+CXCR5+T細(xì)胞即為TFC(圖1A)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TFC 分布存在組織差異,在NOD 小鼠脾臟、淋巴結(jié)中的細(xì)胞比例較高,且脾臟中的表達(dá)量略高于淋巴結(jié),但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(各組P>0.05,圖1B)。TFC在胸腺中幾乎無表達(dá)。這一結(jié)果提示,TFC主要存在于NOD小鼠的脾臟和淋巴結(jié)中,可能參與了NOD小鼠自身免疫性糖尿病的進(jìn)展。
圖1 TFC在NOD小鼠不同免疫器官中的分布比例Figure 1 Proportion and distribution of TFC in different immune organs of NOD mice
為觀察NOD 小鼠自身免疫性糖尿病自然病程的不同階段及發(fā)病后TFC 的細(xì)胞比例在脾臟和淋巴結(jié)中的變化,分別選取了4、10、15、20、25 周及高血糖組(Hi)NOD小鼠,分別代表自身免疫性糖尿病胰島炎由輕到重的不同階段,以及糖尿病發(fā)病的不同疾病進(jìn)程。將各組小鼠的脾臟和淋巴結(jié)分離出來,取其淋巴細(xì)胞并進(jìn)行流式染色,流式圖中CD44+CXCR5+細(xì)胞群為CXCR5+CD8+T 細(xì)胞(即TFC),CD44+CXCR5-細(xì)胞群為CXCR5-CD8+T細(xì)胞,以此觀察2種細(xì)胞比例的變化(圖2A、C)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與CXCR5-CD8+T 細(xì)胞相比,TFC 的細(xì)胞比例,無論是在脾臟(4、10、15、20、25 周組、Hi 組,P<0.000 1,圖2B)還是在淋巴結(jié)(4、20、25 周組、Hi 組,P<0.001;10周組,P<0.05;15周組,P<0.01,圖2D)中均明顯較低,僅占總CD8+T 細(xì)胞比例的3%~10%。在NOD 小鼠發(fā)病前,隨著小鼠周齡延長、胰島炎程度的加重,TFC細(xì)胞比例呈現(xiàn)逐漸增高趨勢,但是在小鼠發(fā)生高血糖后,TFC細(xì)胞比例在脾臟(4周組vs.25周組,P<0.01;4周組vs.Hi組,P<0.05,圖2B)和淋巴結(jié)(4周組vs.25周組,P<0.000 1;10周組vs.25周組,P<0.01;15 周組vs.25 周組,P<0.001;20 周組vs.25 周組,P<0.001;25 周組vs.Hi 周組,P<0.01,圖2D)中均有下降。這一結(jié)果提示,TFC 確實(shí)參與了NOD小鼠自身免疫性糖尿病的自然病程,并且根據(jù)先前其他研究的結(jié)果,推測TFC對淋巴細(xì)胞發(fā)揮著促炎和細(xì)胞毒性的作用,介導(dǎo)了胰島β細(xì)胞的破壞,推動(dòng)了糖尿病的發(fā)病。
圖2 不同組NOD小鼠脾臟和淋巴結(jié)中TFC(CXCR5+CD8+T細(xì)胞)和CXCR5-CD8+T細(xì)胞比例變化Figure 2 Changes in the proportion of TFC(CXCR5+CD8+T cells)and CXCR5-CD8+T cells in the spleen and lymph nodes of NOD mice of different groups
為進(jìn)一步探究TFC 的細(xì)胞表型以及其可能發(fā)揮的功能,根據(jù)在慢性感染和腫瘤中對TFC的既往研究成果,選取了表面標(biāo)記物CD107a、KLRG1、PD?1和TIM?3,對4、10、15、20、25 周及Hi 組NOD 小鼠的脾臟淋巴細(xì)胞進(jìn)行流式染色分析。雖然CXCR5+CD8+T 細(xì)胞(即TFC)的細(xì)胞比例明顯低于CXCR5-CD8+T 細(xì)胞亞群,但通過檢測2 種細(xì)胞亞群表達(dá)的脫顆粒標(biāo)記物CD107a、KLRG1和抑制性分子PD?1、TIM?3,發(fā)現(xiàn)相較于CXCR5-CD8+T細(xì)胞亞群,TFC上的CD107a(4、10、20 周組,P<0.05;15、25 周組、Hi組,P<0.01,圖3A)、PD?1(15 周組、Hi 組,P<0.05;25 周組,P<0.01,圖3C)、TIM?3(15 周組,P<0.05;25 周組、Hi 組,P<0.01,圖3D)呈現(xiàn)明顯高表達(dá),且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。雖然KLRG1在2種細(xì)胞上均有表達(dá),但KLRG1表達(dá)量僅在25周小鼠中有明顯差異(25周組,P<0.01,圖3B)。這一結(jié)果印證了先前的推測,TFC 的脫顆粒分子呈高表達(dá),表明這種細(xì)胞發(fā)揮的細(xì)胞毒性效應(yīng)顯著強(qiáng)于CXCR5-CD8+T 細(xì)胞。與此同時(shí),TFC高表達(dá)PD?1和TIM?3,說明相較于CXCR5-CD8+T細(xì)胞,TFC具有顯著的“耗竭”表型。
圖3 TFC(CXCR5+CD8+T細(xì)胞)與CXCR5-CD8+T細(xì)胞亞群表達(dá)CD107a(A),KLRG1(B),PD?1(C)和TIM?3(D)標(biāo)記物的比例Figure 3 The levels of CD107a(A),KLRG1(B),PD?1(C)and TIM?3(D)markers expressed by TFC(CXCR5-CD8+ T cells)and CXCR5-CD8+T cell subsets
在慢性感染和腫瘤中的研究表明,CXCR5+CD8+T細(xì)胞(即TFC)在面對病毒感染和腫瘤細(xì)胞侵襲時(shí)發(fā)揮著獨(dú)特的細(xì)胞毒性作用,前期研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn),TFC 攜帶的脫顆粒分子CD107a呈高表達(dá)。為進(jìn)一步證實(shí)TFC在NOD小鼠中是否也發(fā)揮著強(qiáng)烈的細(xì)胞毒殺傷作用,我們將10周齡的NOD小鼠脾臟的淋巴細(xì)胞分離出來,經(jīng)PMA、Ionomycin、BFA處理后在5%CO2,37 ℃恒溫恒濕培養(yǎng)箱中刺激5~6 h后,破膜進(jìn)行流式染色,檢測TFC及CXCR5-CD8+T細(xì)胞亞群中IFN?γ和GzmB的分泌水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,TFC與CXCR5-CD8+T 細(xì)胞相比,具有更強(qiáng)地釋放GzmB(TFC:3.56%±2.1%;CXCR5-CD8+T 細(xì)胞:0.78%±0.39%,P<0.05,圖4A)和IFN?γ(TFC:43.65%±12.25%;CXCR5-CD8+T 細(xì)胞:21.92%±3.72%,P<0.05,圖4B)的能力。這一結(jié)果提示,TFC具有更強(qiáng)的促炎及細(xì)胞毒性作用,也進(jìn)一步證實(shí)了我們的猜想,TFC在自身免疫性糖尿病進(jìn)程中發(fā)揮著細(xì)胞毒性作用,破壞胰島β細(xì)胞,促進(jìn)疾病進(jìn)展。
T1D 是由致病性T 細(xì)胞參與介導(dǎo)的針對胰島β細(xì)胞自身免疫性疾病。其免疫損傷的核心機(jī)制是,胰島自身抗原被抗原遞呈細(xì)胞(antigen presenting cell,APC)加工處理后遞呈給CD4+T細(xì)胞致其活化,活化的CD4+T 細(xì)胞分泌大量細(xì)胞因子的同時(shí),活化并輔助CD8+T細(xì)胞殺傷破壞胰島β細(xì)胞。隨后胰島細(xì)胞內(nèi)抗原釋放并暴露,特異性B 淋巴細(xì)胞產(chǎn)生胰島自身抗體。因此,CD8+T 細(xì)胞在T1D 的發(fā)病機(jī)制中起至關(guān)重要的作用,而阻止CD8+T 細(xì)胞進(jìn)行免疫攻擊成為T1D免疫治療的關(guān)鍵方向。
2007年,Quigley等[14]在人外周血和扁桃體B細(xì)胞的卵泡中發(fā)現(xiàn)了一群CXCR5+CD8+T細(xì)胞,起著早期效應(yīng)記憶性T細(xì)胞的作用。近些年,在對CXCR5+CD8+T細(xì)胞的不斷研究中,人們對這群細(xì)胞獨(dú)特的表型、功能、分化方式有了更加深入的了解[15]。在有關(guān)小鼠淋巴細(xì)胞性脈絡(luò)膜腦膜炎病毒(latency of maximal pupil contraction velocity,LCMV)感染的研究中發(fā)現(xiàn),有大量CXCR5+CD8+T 細(xì)胞進(jìn)入B 細(xì)胞濾泡,并且在免疫熒光顯微鏡下觀察到CXCR5 在小鼠刺激淋巴器官的濾泡和濾泡周CD8+T 細(xì)胞中表達(dá)[5,8,16]。因此,CXCR5+CD8+T細(xì)胞被稱為TFC。已有研究表明,TFC在健康人群外周血CD8+T細(xì)胞中約占2%[14],并能夠浸潤分布于肺臟、胰腺和結(jié)直腸的腫瘤組織中,并且在腫瘤中的比例高于血液[11,17-18]。本項(xiàng)研究首先探索了TFC 在NOD 小鼠外周免疫器官的分布情況及比例,發(fā)現(xiàn)TFC 在脾臟和淋巴結(jié)中分布較高,占總CD8+T細(xì)胞比例的3%~10%,且在脾臟中的比例略高于淋巴結(jié)(P>0.05)。而TFC在NOD小鼠胸腺中幾乎沒有表達(dá)。在具有免疫缺陷的人源化非肥胖糖尿病/合并嚴(yán)重免疫缺陷/白介素2受體γ鏈缺失小鼠(humanized non?obese diabetic/severe combined immune deficiency/interleukin?2 receptor γ?chain null,huNSG)中,TFC 在脾臟和淋巴結(jié)中約占10%[19],本研究結(jié)果與之相似,這一結(jié)果也證實(shí)了TFC存在于NOD小鼠免疫器官內(nèi),并有可能參與了自身免疫性糖尿病的進(jìn)程。
圖4 CXCR5+CD8+T細(xì)胞(即TFC)與CXCR5-CD8+T細(xì)胞釋放的GzmB(A)及IFN?γ(B)水平Figure 4 GzmB(A)and IFN?γ(B)levels released by CXCR5-CD8+T cells(TFC)and CXCR5-CD8+cell subsets
近年來,與TFC 相關(guān)的慢性感染及腫瘤研究已經(jīng)證實(shí)TFC 行使的3 大主要功能[15]:①發(fā)揮細(xì)胞毒作用,在B 細(xì)胞卵泡中進(jìn)行免疫監(jiān)視以消除感染的細(xì)胞和癌細(xì)胞,因此TFC 可以協(xié)助濾泡輔助性T 細(xì)胞(follicular helper T cells,Tfh)清除艾滋病病毒(hu?man immunodeficiency virus,HIV)[20]、猿猴免疫缺陷病毒(Simian immunodeficiency virus,SIV)感染[21-22];②具有自我更新能力,能逆轉(zhuǎn)細(xì)胞“耗竭”狀態(tài),面對長時(shí)間的抗原暴露(例如在慢性病毒感染或某些癌癥中)能夠維持細(xì)胞免疫力[5,8];③具有雙向調(diào)節(jié)自身抗原抗體反應(yīng)的潛力[23-24]。為進(jìn)一步印證具有細(xì)胞毒性作用的TFC 參與了自身免疫糖尿病的自然進(jìn)程,檢測了4、10、15、20、25周及Hi組NOD小鼠的TFC 及CXCR5-CD8+T 細(xì)胞亞群的比例。研究結(jié)果顯示,無論在淋巴結(jié)還是在脾臟中,與CXCR5-CD8+T細(xì)胞相比,TFC的細(xì)胞比例明顯較低,并且在發(fā)病前隨著NOD小鼠周齡延長,TFC比例呈現(xiàn)逐漸增高趨勢,但是在NOD 小鼠發(fā)生高血糖后,TFC 比例出現(xiàn)下降。這一結(jié)果提示TFC 參與了NOD 小鼠的自然病程,并且在NOD小鼠免疫損傷不斷加重且發(fā)展為T1D 的過程中維持著越來越高的比例,以及持續(xù)性的浸潤。Insel 等[25]擬建了一個(gè)T1D 從疾病前狀態(tài)到發(fā)病的分期示意圖,該示意圖表示T1D 受遺傳和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的影響[26],在尚未出現(xiàn)糖尿病癥狀但血糖已經(jīng)異常的情況下,β細(xì)胞自身抗原不斷暴露導(dǎo)致自身抗體的數(shù)量不斷增加。胰島β細(xì)胞受到免疫攻擊數(shù)量減少加之表位抗原與越來越多的抗體相結(jié)合,導(dǎo)致血糖升高后持續(xù)的抗原刺激減少,從而導(dǎo)致由持續(xù)性抗原刺激產(chǎn)生的TFC 的細(xì)胞比例下降,我們認(rèn)為這一過程能夠解釋高血糖組NOD小鼠無論在脾臟還是淋巴結(jié)中,TFC 的細(xì)胞比例均降低這一現(xiàn)象。
由于持續(xù)性的抗原暴露,抗原特異性CD8+T 細(xì)胞逐漸失去增殖、分泌細(xì)胞因子的能力,PD?1、TIM?3、淋巴細(xì)胞激活基因3(lymphocyte activation gene 3,LAG?3)、2B4(CD244)等抑制性受體的表達(dá)增加預(yù)示著細(xì)胞進(jìn)入“耗竭”狀態(tài)[27-28]。Im 等[16]研究表明,從LMCV 感染小鼠體內(nèi)分離出的CXCR5+CD8+T細(xì)胞(即TFC)表達(dá)低水平的抑制性分子,且這種減弱的“耗竭”表型更有利于控制病毒感染。本研究也對TFC 及CXCR5-CD8+T 細(xì)胞的脫顆粒標(biāo)記物CD107a、KLRG1 及免疫抑制性分子PD?1、TIM?3 的表達(dá)量進(jìn)行了分析。CD107a和KLRG1均是自然殺傷(natural killer cell,NK)細(xì)胞和活化的CD8+T 細(xì)胞脫顆粒的標(biāo)記物,已有研究表明這2 種分子通過釋放GzmB、IFN?γ和腫瘤壞死因子α等分子發(fā)揮其細(xì)胞毒性作用[29-31]。本研究結(jié)果顯示,脫顆粒標(biāo)記物CD107a 表達(dá)量在CXCR5-CD8+T 細(xì)胞群中幾乎無表達(dá),而在TFC 中表達(dá)量顯著高于CXCR5-CD8+亞群,KLRG1在2種細(xì)胞中均有表達(dá)但比例在兩者間沒有顯著差異。與此同時(shí),檢測了2 種細(xì)胞中IFN?γ和GzmB 的分泌水平,發(fā)現(xiàn)相較于CXCR5-CD8+T 細(xì)胞亞群而言,TFC具有更強(qiáng)的釋放GzmB和IFN?γ的能力。表達(dá)高水平的脫顆粒標(biāo)記物和高水平的IFN?γ和GzmB的分泌能力均提示著TFC具有更強(qiáng)的促炎及細(xì)胞毒性作用。KLRG1雖在TFC及CXCR5-CD8+T細(xì)胞均有表達(dá),但其比例在2組細(xì)胞間沒有顯著差異,因此認(rèn)為KLRG1在T1D進(jìn)展中確實(shí)發(fā)揮了細(xì)胞毒性作用,但不是區(qū)分TFC與CXCR5-CD8+T細(xì)胞的標(biāo)志性表面分子。TIM?3是一種Ⅰ型膜表面蛋白分子,具有免疫球蛋白和黏蛋白樣結(jié)構(gòu)域。研究證實(shí),阻斷TIM?3 途徑可以通過上調(diào)輔助性T 細(xì)胞1(T helper cell 1,Th1)依賴性免疫應(yīng)答,抑制免疫耐受,促進(jìn)NOD 小鼠自身免疫性糖尿病發(fā)展[32?33]。同樣的,PD?1作為目前腫瘤免疫檢查點(diǎn)療法中炙手可熱的靶點(diǎn),其PD?1/PD?1 配體通路的阻斷一方面能減輕腫瘤中的T 細(xì)胞浸潤,另一方面則會(huì)引起胰島白細(xì)胞浸潤促進(jìn)自身免疫性糖尿病的發(fā)展[34-35]。本研究中NOD 小鼠脾臟TFC表面抑制性分子PD?1和TIM?3的表達(dá)水平明顯高于CXCR5-CD8+亞群,這一結(jié)果與前面提到的研究結(jié)果相一致,意味著TFC 在NOD 小鼠自身免疫性糖尿病自然病程中也攜帶著這種“耗竭”表型。但是在T1D疾病進(jìn)程中,到底是脫顆粒標(biāo)記物發(fā)揮的細(xì)胞毒性作用強(qiáng)還是抑制性分子的“耗竭”表型占主導(dǎo)還需進(jìn)一步探究,TFC作用途徑的探究將為T1D 免疫檢查點(diǎn)封鎖療法提供新思路。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)TFC存在于NOD小鼠脾臟和淋巴結(jié)中,胸腺中幾乎不分布。在發(fā)生高血糖前,其比例隨著NOD 小鼠免疫損傷進(jìn)展而不斷增高,而一旦發(fā)病,TFC 比例出現(xiàn)下降。相較于CX?CR5-CD8+T細(xì)胞,其脫顆粒標(biāo)志物CD107a呈顯著性高表達(dá),同時(shí)TFC 釋放IFN?γ和GzmB 能力強(qiáng),均提示著TFC參與了T1D的自然病程且通過細(xì)胞毒性作用促進(jìn)NOD 小鼠的免疫損傷。TFC 的抑制性分子PD?1、TIM?3呈現(xiàn)高表達(dá),說明TFC這種細(xì)胞攜帶著“耗竭”表型。在未來的研究中,將進(jìn)一步完善TFC相關(guān)功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),并且探索TFC 細(xì)胞在T1D 患者中的分布情況及作用機(jī)制,從而進(jìn)一步探尋TFC 與T1D的關(guān)聯(lián)。