近日,牛津大學(xué)的一個研究小組在《自然免疫學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇論文,詳細(xì)介紹了線粒體是如何對B細(xì)胞發(fā)育和淋巴瘤形成至關(guān)重要的。
B淋巴細(xì)胞(或B細(xì)胞)是適應(yīng)性免疫應(yīng)答的重要組成部分,產(chǎn)生針對感知病原體的高親和力抗體。B細(xì)胞從造血干細(xì)胞前體發(fā)育,在成人骨髓中分化和成熟為不同的中間體(前B細(xì)胞、前B細(xì)胞和未成熟B細(xì)胞)。然后B細(xì)胞進(jìn)入生發(fā)中心,在那里,在暗區(qū),它們經(jīng)歷其B細(xì)胞受體的體細(xì)胞超突變。接下來,B細(xì)胞移動到亮區(qū),在那里選擇具有對濾泡T輔助細(xì)胞呈遞的抗原具有高親和力的受體的B細(xì)胞,以進(jìn)一步發(fā)育成B細(xì)胞克?。ㄑ獫{和記憶B細(xì)胞)。這就是所謂的German中心反應(yīng)。由于免疫球蛋白基因位點的快速突變,該過程具有各種致癌影響。因此,生發(fā)中心B細(xì)胞是大多數(shù)彌漫性大C細(xì)胞淋巴瘤(最常見的非霍奇金淋巴瘤)的起源。
生發(fā)中心的B細(xì)胞增殖迅速,主要依賴于氧化磷酸化,這是一種也存在于彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤中的代謝過程。在體外,已經(jīng)表明線粒體可以調(diào)節(jié)B細(xì)胞信號傳導(dǎo)。然而,尚不清楚這在體內(nèi)是否屬實。在其他細(xì)胞類型中,如T細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和骨髓細(xì)胞,轉(zhuǎn)錄因子A線粒體(TFAM)對線粒體轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)節(jié)對于細(xì)胞功能非常重要。
圖:B細(xì)胞發(fā)育的階段
通過共聚焦顯微鏡和流式細(xì)胞術(shù)分析了生發(fā)中心B細(xì)胞的線粒體結(jié)構(gòu)和密度,揭示了與周圍B細(xì)胞濾泡中存在的幼稚B細(xì)胞相比,生發(fā)中心反應(yīng)的B細(xì)胞中存在更多和更大的線粒體。這些細(xì)胞不僅具有更大的線粒體質(zhì)量,而且它們還呈現(xiàn)出更高水平的線粒體翻譯和轉(zhuǎn)錄。TFAM在線粒體類核中被鑒定,與高線粒體翻譯和轉(zhuǎn)錄的區(qū)域共定位。
這些結(jié)果表明,對于B細(xì)胞進(jìn)入生發(fā)中心反應(yīng),它們必須增加它們的線粒體質(zhì)量,它們通過增加可能由TFAM刺激的線粒體翻譯和轉(zhuǎn)錄速率來實現(xiàn)。
為了評估TFAM與正常B細(xì)胞發(fā)育的相關(guān)性,進(jìn)行小鼠B細(xì)胞中TFAM的條件性缺失(B-TFAM)。流式細(xì)胞術(shù)分析顯示在骨髓中,沒有TFAM的B細(xì)胞不能從pro-B階段進(jìn)展到pre-B階段和在脾臟中,邊緣和濾泡B細(xì)胞的總數(shù)顯著減少。通過高維流式細(xì)胞術(shù)分析蛋白質(zhì)表達(dá)表明,TFAM的缺乏導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)編碼的COXI的下調(diào)和細(xì)胞核編碼的蛋白質(zhì)COXIV、ATP
5A 1和HSP 60的補償性上調(diào)。從生發(fā)中心B細(xì)胞特異性缺失TFAM(Aicda-TFAM)顯示,免疫后,形成的生發(fā)中心較少且較小,具有高度無序的結(jié)構(gòu)和較差的細(xì)胞區(qū)室化。
免疫的Aicda-TFAM細(xì)胞的單細(xì)胞基因表達(dá)譜顯示缺乏TFAM表達(dá)的細(xì)胞具有失調(diào)的線粒體基因表達(dá),其中細(xì)胞運動相關(guān)基因受影響最大。該轉(zhuǎn)錄譜提示改變的細(xì)胞運輸和細(xì)胞骨架動力學(xué)。
基于這些結(jié)果,作者認(rèn)為TFAM對于正常B細(xì)胞發(fā)育和進(jìn)入生殖中心是必不可少的。在缺乏TFAM的情況下,B細(xì)胞不會達(dá)到其最終成熟狀態(tài),并且線粒體蛋白表達(dá)存在干擾。此外,B細(xì)胞在免疫后形成有組織和功能性生殖中心的能力較低。因此,TFAM對于維持B細(xì)胞的細(xì)胞骨架,允許移動性和空間定位是必需的。
在體細(xì)胞高突變過程中的彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤通常是由MYC易位到免疫球蛋白基因位點引起的。鑒于TFAM調(diào)節(jié)B細(xì)胞進(jìn)入生發(fā)中心反應(yīng),在那里發(fā)生體細(xì)胞超突變,作者假設(shè)刪除TFAM將防止淋巴瘤發(fā)生。在小鼠淋巴瘤模型中,作者證明了從B細(xì)胞中刪除TFAM可以有效地預(yù)防小鼠淋巴瘤的發(fā)展。此外,他們發(fā)現(xiàn)淋巴瘤細(xì)胞表達(dá)TFAM,并具有更高水平的線粒體翻譯和轉(zhuǎn)錄。因此,線粒體轉(zhuǎn)錄和翻譯的藥理學(xué)抑制成為人類淋巴瘤的潛在治療靶點。為了驗證這一假設(shè),作者表明,抑制人類淋巴瘤細(xì)胞系中的線粒體轉(zhuǎn)錄和翻譯會降低細(xì)胞生長。
總之,該研究通過促進(jìn)B細(xì)胞中線粒體活性的必要增加和細(xì)胞骨架組成的維持,確定了轉(zhuǎn)錄因子A,線粒體(TFAM)作為B細(xì)胞發(fā)育調(diào)節(jié)因子的相關(guān)性。這似乎使正確的形成,功能和輸出的生發(fā)中心反應(yīng)。通過鑒定TFAM作為B細(xì)胞發(fā)育中的重要因子,本文也為研究其在淋巴瘤發(fā)生中的作用打開了大門,提出了新的治療靶點。
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