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在适应性免疫反应中,生发中心反应是B细胞分化和抗体亲和力成熟的关键场所。生发中心B细胞经历着极其动态的表型转换,包括在暗区的快速增殖、体细胞高频突变,以及在明区接受滤泡辅助性T细胞(T follicular helper,TFH)的筛选,最终分化为高亲和力的浆细胞或记忆B细胞。这些快速的、可逆的表型转变提示生发中心B细胞可能拥有独特的表观遗传可塑性,但这种可塑性的本质、调控机制及其生理病理意义尚不明确。传统的观点认为,终末分化的体细胞具有稳定的表观遗传状态,其重编程为诱导多能干细胞的效率极低,而干细胞和祖细胞则保有较高的可塑性。生发中心B细胞作为一类终末分化的细胞,其表现出的剧烈表型振荡似乎违背了这一规律。

近日,美国威尔·康奈尔医学院Effie Apostolou、Ari M. MelnickLaurianne ScourzicNature Cell Biology期刊上发表题为T follicular helper cells transiently unlock a plasticity state in germinal centre B cells during the humoral immune response的研究论文,揭示了滤泡辅助性T细胞通过传递NF-κB等信号,短暂赋予生发中心B细胞独特的表观遗传可塑性,这一机制对正常抗体亲和力成熟至关重要,但其失控可能与B细胞淋巴瘤的不良预后相关。

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首先,研究团队利用诱导多能干细胞重编程技术,作为衡量细胞表观遗传可塑性的“金标准”。使用了一种携带可诱导OKSM(OCT4, KLF4, SOX2, MYC)重编程因子及报告基因的“可重编程”小鼠品系。从免疫后的小鼠中分选出naïve B细胞和生发中心B细胞,在标准iPSC重编程条件下进行培养,通过流式细胞术监测重编程标记物(如OCT4-GFP, SSEA-1)并最终通过碱性磷酸酶染色定量iPSC克隆形成效率,从而直接比较两类细胞的可塑性差异。结果表明,与难以重编程的naïve B细胞相比,生发中心B细胞重编程为iPSC的效率和速度高出10-15倍,且产生的iPSC具有真正的多能性。这种增强的可塑性并非由细胞增殖本身驱动,因为体外激活并诱导naïve B细胞增殖并不能达到同等重编程效率,确证了生发中心B细胞拥有显著增强的固有可塑性。

转录组分析揭示,生发中心B细胞,特别是接收到滤泡辅助性T细胞帮助的细胞,会短暂重新激活一套干细胞/祖细胞样基因程序,同时部分减弱了B细胞身份基因的表达,呈现一种“去分化”状态。其次,明确了滤泡辅助性T细胞是这一可塑性状态的关键外部调控者。接收T细胞帮助的MYC-GFP阳性生发中心B细胞具有最高的可塑性。体内阻断CD40L信号或通过EZH2突变削弱T-B细胞相互作用,会显著损害生发中心的可塑性;而增强T细胞帮助信号的Btg1突变则能提升可塑性。这表明可塑性的获得与正向选择的强度直接相关。机制上,单细胞多组学分析显示,T细胞帮助通过激活NF-κB、AP-1等转录因子,导致多能性干细胞超级增强子等染色质区域的开放,同时下调了PAX5、FOXO1等维持B细胞身份的转录因子。功能实验证实,抑制NF-κB通路会损害重编程,而抑制FOXO1则能增强可塑性。

最后,揭示了细胞自主的染色质调控层面对可塑性的贡献。生发中心B细胞本就具有较低的组蛋白H1水平,这有助于形成更开放的染色质状态。H1的进一步杂合缺失,能使通常难以重编程的、未接收T细胞帮助的MYC-GFP阴性生发中心B细胞获得重编程能力,即绕过了T细胞帮助这一“检查点”。

这项发现的临床意义在于,提炼出的生发中心可塑性基因特征在弥漫大B细胞淋巴瘤患者中高度富集,并且该特征的高表达与患者不良预后显著相关,提示这种生理性的可塑性状态可能在淋巴瘤发生过程中被劫持,促进了更具侵袭性的疾病表型。

综上所述,研究揭示了一个由滤泡辅助性T细胞精密调控的、生发中心B细胞短暂获得表观遗传可塑性的新机制,这一机制对适应性免疫至关重要,而其失控则可能与B细胞淋巴瘤的恶性和不良预后相关联。

https://doi.org/10.1038/s41556-025-01833-4

制版人: 十一

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