什么是滤泡辅助性T细胞(Tfh)?

滤泡辅助T细胞(Tfh)是参与体液应答的CD4阳性辅助性T细胞的一个亚群[1]。Tfh细胞存在于次级淋巴组织中,包括扁桃体、脾脏和淋巴结。Tfh细胞的作用是触发生化中心(GC)B细胞分化成分泌抗体的浆细胞和记忆性B细胞[2、3]。因此,Tfh细胞是增强免疫应答的关键,了解Tfh细胞的功能有助于对疫苗的开发。

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生发中心作为特殊的微环境

生发中心(GC)是次级淋巴器官感染或免疫后形成的显微解剖结构。GC是B细胞增殖、多样化和增加抗原亲和力的场所。GC分为两个部分——暗区(DZ)和明区(LZ),它们有不同的功能和细胞类型(表1),影响着GC B细胞的功能[4]。DZ充满了高度增殖的B细胞,这些B细胞发生高频突变以生成多种抗体。LZ更具有多样性,有滤泡树突状细胞(FDC)、Tfh滤泡辅助性T细胞、巨噬细胞以及naive和GC B细胞。LZ细胞之间协同工作,例如,记忆性B细胞或浆细胞被巨噬细胞能清除,或被引导回DZ再次经历高频突变[5]。

表 1.目前在生发中心发现的细胞列表。

暗区明区
CXCR4HiCD83Low GC B细胞增值标志物CD83HiCD86Hi GC B 细胞
CXCL12网状细胞CD35CD21滤泡树突状细胞
 CXCR5 Tfh细胞
 Naive IgD+ B细胞
 Foxp3 Tfr细胞
 CD11bF4/80着色小体巨噬细胞
名词缩写表:CD,分化抗原簇;CXCR,趋化因子受体;FDC,滤泡树突状细胞;RC,网状细胞;Tfh,T滤泡辅助细胞;Tfr,滤泡调节性T细胞;Low:低表达水平,Hi:高表达水平。


识别Tfh细胞的标志物

Tfh细胞是cd4阳性细胞,其可表达高水平的趋化因子受体5蛋白和转录因子B细胞淋巴瘤6(BCL6)[6]。其他重要标志物包括趋化因子受体3、PD1和ICOS。Tfh细胞生成IL-21,以促进B细胞分化和亲和力成熟。GC Tfh细胞的标志物在人和小鼠中是保守的(表2)[1]。

表 2.目前人和小鼠Tfh细胞标志物列表。

物种标志物标志物类型
人和小鼠CD3谱系
CD4
CD8
CD185 (CXCR5)表面
CD183 (CXCR3)
CD278 (ICOS)
CD279 (PD1)
BATF细胞内转录因子
BCL6
c-Maf
IRF4
STAT3
IL-21分泌
名词缩写表:CD,分化抗原簇;BATF,碱性亮氨酸拉链转录因子ATF样;BCL,B细胞淋巴瘤;ICOS,诱导型t细胞共刺激物;IL,白细胞介素;IRF,干扰素调节因子;PD,程序性细胞死亡蛋白;STAT,信号转导和转录激活因子。


循环Tfh(cTfh)细胞体外模拟Tfh生物学

作为GC Tfh细胞的替代品,循环Tfh (cTfh)细胞正在被研究,以便了解体外疫苗应答[7]。在体外可能无法真正鉴别GC Tfh,因此需要从次级淋巴组织中分离GC区域,从而研究T细胞 - B细胞的相互作用。已经观察到,将cTfh细胞与自体naiveB细胞共培养生成浆细胞[8、9]。cTfh细胞可以用以下标志物来识别:CD4、CXCR5与PD1、CCR7、CXCR3、CCR6和ICOS [8、9、10];cTfh细胞不表达BCL6。


Tfh细胞的分化

辅助性T细胞亚群的分化依赖于分化的CD4+ T细胞和特定细胞因子。1型和2型Th(Th1和Th2)细胞、Th17细胞和效应性T(Treg)细胞的强分化途径已得到确认。Tfh细胞分化需要多种因素共同促成,而非单一事件的结果[1]。人们普遍认为,Tfh的分化需要在IL-6和IL-21同时存在的情况下,用MHC II特异性多肽刺激naive CD4+ T细胞TCR[11、12、13]。
 

Tfh细胞的研究工具

细胞因子在Tfh细胞分化中起着重要作用,尽管有报道称小鼠和人在关键作用的细胞因子存在差异。例如,IL-6与共刺激分子ICOSL共同构成小鼠Tfh细胞分化的有效诱导剂,而IL-6在人Tfh分化中的作用还未明确。相比之下,使用IL-12与转化生长因子-β或激活素A在体外分化得到人Tfh细胞,但这些条件能使小鼠Tfh细胞分化。在所有抑制性细胞因子中,IL-2是Tfh分化最有效的抑制剂。

Tfh细胞分泌的主要细胞因子包括IL-21和IL-4,它们与共刺激分子CD40L共同提供B细胞增殖和分化所需的信号。IL-21的分泌在IL-4之前,只有生化中心的Tfh细胞完全分化完成时才能分泌IL-4。除了这些细胞因子,人Tfh细胞还分泌趋化因子CXCL13,它负责招募CXCR5+B细胞迁移至滤泡。

表3:参与Tfh细胞分化和分泌的关键细胞因子。

 分化分泌
Tfh细胞IL--6、IL--12 +转化生长因子-β、IL--12 +激活素AIL--21、IL--4、CXCL13、IL--10、IL--17A、IL--17F、IFN-g

可以使用酶联免疫吸附测定试剂盒(ELISA)Invitrogen ProcartaPlex assays多因子检测试剂盒分析分化的细胞因子和趋化因子谱或Tfh细胞分泌的细胞因子和趋化因子。

物种描述分析物货号
多因子检测
免疫监测65-Plex人类检测组合G-CSF (CSF-3), GM-CSF, IFN alpha, IFN gamma, IL-1 alpha, IL-1 beta, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8 (CXCL8), IL-9, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-16, IL-17A (CTLA-8), IL-18, IL-20, IL-21, IL-22, IL-23, IL-27, IL-31, LIF, M-CSF, MIF, TNF alpha, TNF beta, TSLP, BLC (CXCL13), ENA-78 (CXCL5), Eotaxin (CCL11), Eotaxin-2 (CCL24), Eotaxin-3 (CCL26), Fractalkine (CX3CL1), Gro-alpha (CXCL1), IP-10 (CXCL10), I-TAC (CXCL11), MCP-1 (CCL2), MCP-2 (CCL8), MCP-3 (CCL7), MDC (CCL22), MIG (CXCL9), MIP-1 alpha (CCL3), MIP-1 beta (CCL4), IP-3 alpha (CCL20), SDF-1 alpha (CXCL12), FGF-2, HGF, MMP-1, NGF beta, SCF, VEGF-A, APRIL, BAFF, CD30, CD40L (CD154), IL-2R (CD25), TNF-RII, TRAIL (CD253), TWEAKEPX650-10065-901
小鼠Th1/Th2/Th9/Th17/Th22/Treg细胞因子17-Plex小鼠ProcartaPlex检测组合GM-CSF、IFNγ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-12p70、IL-13、IL-17A (CTLA-8)、IL-18、IL-22、IL-23、IL-27、TNF alphaEPX170-26087-901
单一分析物检测
IL-21人ELISA试剂盒IL-21BMS2043
IL-4人ELISA试剂盒IL-4BMS225-2
小鼠IL-21小鼠ELISA试剂盒IL-21BMS6021
IL-4小鼠ELISA试剂盒IL-4BMS613

 

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