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Nature Immunology
TFR细胞的稳定性与终末效应分化受TFH程序内在与外在调控

2026-02-05

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该研究揭示了TFR细胞经历祖细胞、早期效应至终末效应阶段的渐进性分化过程,终末效应TFR细胞具有固有不稳定性,可转变为ExTFR细胞,且TFH细胞通过调控Bcl6表达影响TFR分化路径,形成体液免疫的反馈调节环路。

 

文献概述

本文《Stability and progressive differentiation of TFR cells are intrinsically and extrinsically controlled by TFH programs》,发表于《Nature Immunology》杂志,回顾并总结了滤泡调节性T细胞(TFR)的发育动态及其稳定性调控机制。研究通过单细胞RNA测序、谱系追踪和克隆分析,揭示TFR细胞经历渐进性分化过程,分为祖细胞、早期效应和终末效应阶段,其中终末效应TFR细胞表现出FoxP3表达不稳定,可转化为ExTFR细胞。同时,TFH细胞通过调控Bcl6与Prdm1的表达平衡,外在地重定向TFR细胞的分化路径。该研究为理解体液免疫调控提供了新机制框架。

背景知识

滤泡调节性T细胞(TFR)是调控生发中心(GC)反应的重要免疫细胞,通过抑制滤泡辅助性T细胞(TFH)和B细胞的过度活化,维持抗体反应的适度性并防止自身免疫。TFR细胞来源于天然调节性T细胞(Treg),在树突状细胞和B细胞的共刺激下迁移至滤泡区域。尽管TFR细胞在免疫耐受和疫苗应答中发挥关键作用,其发育路径、稳定性机制及与TFH细胞的相互作用仍不完全清楚。已有研究表明,TFR细胞可失去FoxP3表达,转化为ExTFR细胞,但其发育起源和功能异质性尚待解析。此外,TFH细胞是否通过旁分泌信号或直接接触调控TFR细胞命运,是当前研究的热点。该研究通过整合谱系追踪、单细胞多组学和条件性基因敲除技术,系统解析TFR细胞的分化轨迹与调控网络,填补了TFR细胞发育动态与稳定性控制机制的空白,为自身免疫病、疫苗设计及免疫检查点治疗提供了理论依据。

 

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研究方法与实验

研究采用Foxp3CreERT2GFPRosa26LoxSTOPLoxTdtomato小鼠模型,结合Tamoxifen诱导进行谱系追踪,区分当前与曾经表达FoxP3的T细胞。通过NP-OVA免疫建立生发中心反应模型,并在不同时间点(第10天和第24天)进行存活性半脾切除术,分离脾脏不同区域的TFR和ExTFR细胞。采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)与TCR测序(TCR-seq)联合分析,构建TFR细胞的发育轨迹,定义祖细胞、早期效应和终末效应阶段。利用F/Ex-DTR和IL21DTR小鼠模型,在不干扰TFR细胞的前提下条件性清除TFH细胞,评估其对TFR分化与稳定性的影响。通过Tcf7条件性敲除小鼠,探究Tcf7在TFR稳定性中的功能。数据分析包括UMAP降维、伪时间分析、基因集富集分析(GSEA)及克隆追踪。

关键结论与观点

  • TFR细胞经历渐进性分化,可分为祖细胞、早期效应和终末效应三个阶段,各阶段具有特异性基因表达特征,如祖细胞高表达Sell/CD62L,终末效应细胞高表达Pdcd1和Bcl6
  • 终末效应TFR细胞具有固有不稳定性,可失去FoxP3表达转化为ExTFR细胞,且该过程与获得效应TFH样程序(如Bcl6、Tox2、Il21)相关
  • ExTFR细胞并非终末状态,部分可重新表达FoxP3,实现“救赎”,并表现出比终末效应TFR更长的存活时间和更低的凋亡水平
  • TFH细胞通过外在信号重定向TFR细胞分化路径:在TFH存在时,TFR细胞从默认的Prdm1/Blimp-1高表达路径转向Bcl6高表达的终末效应2阶段
  • Tcf7是促进TFR细胞不稳定的关键转录因子,其缺失可增强TFR细胞稳定性,减少ExTFR生成
  • 人类淋巴结TFR细胞也呈现类似的渐进性分化轨迹,但终末效应TFR细胞不进入血液循环,仅早期效应TFR可在疫苗后短暂出现在外周血

研究意义与展望

该研究系统描绘了TFR细胞的发育轨迹,揭示其并非静态调控群体,而是经历动态、可塑的分化过程。终末效应TFR的不稳定性与TFH程序的提前激活相关,提示TFR与TFH之间存在复杂的命运交叉调控。这一发现挑战了TFR为终末分化的调节细胞的传统观念,提出其可逆性与可塑性是免疫调控的重要机制。

研究还揭示了TFH细胞不仅作为效应T细胞促进B细胞反应,同时作为调控性信号源影响TFR细胞命运,形成负反馈环路,确保体液免疫的精确控制。这一双向调控机制为理解自身免疫病中TFR功能缺陷提供了新视角,例如在系统性红斑狼疮中TFR数量减少或功能失调可能与TFH过度活化导致的TFR分化异常有关。

未来研究可进一步探索TFR细胞不稳定的微环境信号,如特定细胞因子或代谢物,以及ExTFR细胞在自身免疫或慢性感染中的功能。此外,靶向Tcf7或Bcl6/Prdm1平衡可能成为调节TFR功能的治疗策略,用于增强疫苗应答或抑制病理性抗体生成。

 

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结语

本研究系统揭示了TFR细胞的渐进性分化程序及其稳定性调控机制。TFR细胞经历祖细胞、早期效应和终末效应阶段,其中终末效应细胞具有固有不稳定性,可转化为ExTFR细胞。这种不稳定性与Tcf7介导的效应TFH程序提前激活相关。同时,TFH细胞通过外在信号重定向TFR细胞从Prdm1/Blimp-1高表达的默认路径转向Bcl6高表达的终末效应状态,避免其过早退出分化。这一内在与外在协同调控机制形成负反馈环路,精确控制体液免疫应答。研究还发现部分ExTFR细胞可重新表达FoxP3,实现功能救赎,表明TFR细胞群体具有高度可塑性。这些发现不仅深化了对TFR细胞生物学的理解,也为调控抗体反应提供了新靶点,对疫苗设计、自身免疫病治疗及免疫检查点干预具有重要指导意义。

 

文献来源:
Jeong-Mi Lee, Paulo Lisboa Raeder, Ridwan B Rashid, Arlene H Sharpe, and Peter T Sage. Stability and progressive differentiation of TFR cells are intrinsically and extrinsically controlled by TFH programs. Nature Immunology.
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