骨髓是造血器官,也是中枢免疫器官,是 中央记忆CD8+T细胞的主要蓄水池 , 记忆CD8+T稳态增殖的首选位点,是保护性免疫的“核心区”。

骨髓提供记忆T细胞生存的生态位

血T细胞进入骨髓中的血管窦,并通过内皮细胞进入骨髓实质。趋化因子轴CXCL12/CXCR4在中枢记忆T细胞向次级淋巴器官归巢过程中起指导作用,基质细胞上的II型胶原受体CD49b是记忆性CD4T细胞前体迁移到骨髓生存生态位所必需的。

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骨髓记忆T细胞表达关键的生存受体(IL-7Rα和IL-15Rβ),骨髓基质生态位为记忆T细胞的存活提供了相应的细胞因子(IL-7 和IL-15)

外周和全身抗原在骨髓中诱导一个可扩展的肿瘤常驻记忆CD8+ T细胞池,他们产生多功能性细胞因子,并依赖于IL-15和转录因子(如Blimp-1和Hobit),可对外周产生快速反应。同样,在未暴露的人群中也发现了循环的SARS-CoV-2 反应性CD4+记忆T细胞。这种预先存在的交叉反应性记忆T细胞来自于骨髓,具有多功能性,在塑造对SARS-CoV-2 的系统免疫应答中发挥重要作用。

骨髓实质中的干细胞样记忆T细胞

在骨髓中还存在一群干细胞样的记忆T细胞(TSCM),特征是c型凝集素CD69和高表达的IL-7R(CD127)。

肿瘤特异性和功能性CD8+ TSCM ,表达干细胞抗原-1(Sca-1、CD122)和Bcl-2,在对血源性抗原产生强烈反应后,它们通过粘附分子VCAM-1、p-选择素糖蛋白1和p-选择素或e-选择素转移到骨髓。天然CD4+TSCM在骨髓中与VCAM-1+、IL-15+、IL-7+和CXCL-12+基质细胞共定位。与脾脏驻留的CD4+TSCM相比,骨髓驻留的TSCM能够协助抗体的成熟。

TSCM结合了初始T细胞和记忆T细胞的表型,TCR具有多样性。和激活的T细胞(易发生耗竭)相比,TSCM对耗竭有很好的耐受性。

TSCM表型可以通过抑制与T细胞分化相关的基因,如T-bet、BATF和脱中胚蛋白(eomesodermin,Eomes),以及上调与干细胞相关的基因,如T细胞因子1(TCF1)和淋巴增强子结合因子1(LEF1)。

骨髓实质中病毒特异性记忆T细胞富集

在人类骨髓中,已经发现了具有独特归巢表型的病毒特异性CD8+ T细胞的选择性累积。与血液相比,针对EBV溶解抗原的CD8+ T细胞在骨髓中富集了3倍。骨髓 T细胞表现出一种独特的CCR5+CXCR6+CXCR3归巢表型,而这在次级淋巴器官或周围器官的T细胞上没有观察到。

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据报道,持续感染丙型肝炎病毒(HCV)的个体的骨髓样本,富含针对当前和过去的HCV抗原的记忆CD8+ T细胞。

肿瘤抗原特异性骨髓记忆T细胞在体外和原位的同源重新激活

初次手术乳腺癌患者,其骨髓中含有多个肿瘤抗原反应记忆T细胞,这些T细胞可以被APCs在体外重新激活,并在人类肿瘤异种移植模型中发挥治疗作用。

利用新城疫病毒(NDV)的自体肿瘤细胞疫苗(ATV-NDV),记忆T细胞从骨髓重新激活并招募到疫苗接种部位,在随机对照临床研究中观察到的结肠癌患者的长期生存获益。

骨髓作为长期免疫记忆组织的理论仍面临许多挑战。这些细胞需要能够自我更新,长期维持,并产生高度增殖的子代,同时能够在再次感染时快速产生应答。

参考资料

Slamanig, S.A.; Nolte, M.A. The Bone Marrow as Sanctuary for Plasma Cells and Memory T-Cells: Implications for Adaptive Immunity and Vaccinology. Cells 2021, 10, 1508. https://doi.org/10.3390/cells10061508

Lucas D.Structural organization of the bone marrow and its role in hematopoiesis.Curr Opin Hematol. 2021 Jan;28(1):36-42. doi: 10.1097/MOH.0000000000000621.

Comazzetto S, Shen B, Morrison SJ.Niches that regulate stem cells and hematopoiesis in adult bone marrow.ev Cell. 2021 Jul 12;56(13):1848-1860. doi: 10.1016/j.devcel.2021.05.018. Epub 2021 Jun 18.

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