Immunity|IF=43.474 Ciacchi等人發(fā)現(xiàn)CD4+T細(xì)胞可以介導(dǎo)肺溶素表位的識(shí)別產(chǎn)生廣譜抗菌免疫
瀏覽次數(shù):27 日期:2023-07-12 15:19:28
肺炎鏈球菌,也稱為肺炎球菌(Streptococcus pneumoniae),是一種細(xì)菌性病原體,在世界范圍內(nèi)可引起很高的發(fā)病率和死亡率。肺炎球菌可引起多種疾病,按嚴(yán)重程度劃分從急性中耳炎和鼻竇炎到危及生命的腦膜炎、肺炎和敗血癥等統(tǒng)稱為侵襲性肺炎球菌疾病(IPDs)。CD4+T細(xì)胞對(duì)肺炎球菌的免疫已在小鼠模型中得到證實(shí),CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答對(duì)于肺炎球菌引起的反復(fù)細(xì)菌定植和侵襲性肺炎球菌疾?。↖PD)具有保護(hù)作用。盡管這樣的免疫反應(yīng)過(guò)程已被證明,但是是否適用于人類免疫方面一直未明確。
近日Ciacchi等人鑒定了源自Ply十一肽區(qū)域的高度免疫原性肺炎球菌CD4+T細(xì)胞表位,該表位在許多其他細(xì)菌CDC中是保守的(十一肽序列在CDC的功能中起著至關(guān)重要的作用,促進(jìn)膜插入、重折疊、寡聚化和孔形成,最終引發(fā)細(xì)胞死亡)。該研究表明,肺炎鏈球菌膽固醇依賴性細(xì)胞溶素(CDC)中的一個(gè)保守表位可以引起不同細(xì)菌病原體的跨菌屬免疫。
研究方法:
作者通過(guò)合成Ply427-444肽段的變異體并進(jìn)行增殖實(shí)驗(yàn),確定了CD4+T細(xì)胞克隆對(duì)特定核心表位的識(shí)別。隨后,使用四聚體染色結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)來(lái)評(píng)估CD4+T細(xì)胞在侵襲性肺炎鏈球菌?。↖PD)癥狀史的供體中,對(duì)ECT特異性的反應(yīng)。
數(shù)據(jù)表明CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的針對(duì)Ply的免疫與免疫監(jiān)視和病原體消除有關(guān)。在這項(xiàng)研究中,作者發(fā)現(xiàn)HLA-DP限制性十一肽特異性是Ply導(dǎo)向的CD4+T細(xì)胞反應(yīng)的一個(gè)重要組成部分,能夠?qū)ο到y(tǒng)發(fā)育多樣化的細(xì)菌病原體產(chǎn)生廣泛的免疫力,這些病原體與CDC的表達(dá)有關(guān)。在肺炎球菌感染后的康復(fù)期供體,受HLA-DP限制的CD4+T細(xì)胞通過(guò)結(jié)構(gòu)多樣的公共和私有TCR進(jìn)行抗原保存和表位識(shí)別,并在健康供體中形成記憶細(xì)胞群體。
研究思路:
1. CD4+T細(xì)胞識(shí)別肺炎球菌溶血素的保守細(xì)菌表位(Ply427–441)
Ply被認(rèn)為是包含在肺炎球菌蛋白疫苗中的潛在候選抗原。學(xué)者等通過(guò)測(cè)量人外周血單核細(xì)胞(PBMC)樣本中的抗原特異性增殖反應(yīng)來(lái)評(píng)估dPly的免疫原性。作者在健康供體中鑒定出三個(gè)免疫原性肽庫(kù),使用這些庫(kù)中的單個(gè)肽、進(jìn)一步篩選表明,S083-24(Ply427-444)引發(fā)的增殖反應(yīng)與dPly觀察到的增殖反應(yīng)相當(dāng)。健康供體中針對(duì)Ply427-444的CD4+T細(xì)胞反應(yīng)普遍存在,表明在多種或常見(jiàn)的HLAII類同種異形體的背景下存在抗原呈遞。
進(jìn)一步研發(fā)證明跨越dPly十一肽區(qū)域的高度免疫原性CD4+T細(xì)胞表位,其引發(fā)受HLA-DPB1*02和/或HLA-DPB1*04限制的功能多樣化反應(yīng)。
圖1. Ply427-444是一種免疫顯性表位,可誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生
CD4+T細(xì)胞通過(guò)識(shí)別和與這個(gè)抗原表位相互作用,激活免疫反應(yīng)。針對(duì)肺炎鏈球菌(肺炎球菌)的CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)可以保護(hù)免受細(xì)菌再次寄生和侵襲性肺炎鏈球菌?。↖PD)的影響。
2. 在HLA-DPB1*04的背景下,Ply427–441被結(jié)構(gòu)多樣的TCR識(shí)別
為了建立Ply十一肽免疫識(shí)別的分子基礎(chǔ),作者將HLA-DP*04/ECT四聚體結(jié)合CD4+T細(xì)胞進(jìn)行索引排序(圖2F)并對(duì)表達(dá)的TCR進(jìn)行測(cè)序,數(shù)據(jù)顯示CD4+T細(xì)胞識(shí)別Ply十一肽表位并通過(guò)多種TCR進(jìn)行抗原結(jié)合。通過(guò)親和力(KD)和動(dòng)力學(xué)測(cè)量,Ply427–441與HLA-DP4形成復(fù)合物,具有高度特征性表位。
圖2. Ply427-439是建立多樣化TCRs的目標(biāo)
CD4+T細(xì)胞通過(guò)識(shí)別和與這個(gè)抗原表位相互作用,激活免疫反應(yīng)。針對(duì)肺炎鏈球菌(肺炎球菌)的CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)可以保護(hù)免受細(xì)菌再次寄生和侵襲性肺炎鏈球菌病(IPD)的影響。
3. Ply427–441由全球廣泛存在的HLA同素異形體DPB1*02和DPB1*04呈現(xiàn)
通過(guò)HLA-DP4-Ply427-441復(fù)合物中共享與特有TCR的接口比較,作者鑒定出了針對(duì)肺炎鏈球菌表位,Ply427-444的共享和特有CD4+T細(xì)胞克隆類型,這一表位具有高度免疫優(yōu)勢(shì)且由廣泛存在的人類白細(xì)胞抗原(HLA)DPB1*02和DPB1*04呈遞。這表明在不同個(gè)體中存在共同的CD4+T細(xì)胞克隆類型,對(duì)這個(gè)特定的肺炎鏈球菌表位具有免疫應(yīng)答作用。
圖3. Ply427-439是建立多樣化TCRs的目標(biāo)
4. 相關(guān)表位的交叉識(shí)別可以產(chǎn)生跨界細(xì)菌免疫
研究還得出新的結(jié)論,針對(duì)Ply的CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在免疫監(jiān)視和病原體消除中起重要作用。HLA-DP限制的十一個(gè)肽基序列特異性是針對(duì)Ply的CD4+T細(xì)胞應(yīng)答的主要組成部分,使得這種免疫應(yīng)答能夠?qū)DCs表達(dá)的不同進(jìn)化類群細(xì)菌病原體進(jìn)行有效識(shí)別。
圖4. 十一肽特異性CD4+T細(xì)胞克隆的交叉識(shí)別
這些發(fā)現(xiàn)為應(yīng)對(duì)威脅生命的細(xì)菌性傳染病,包括IPD在內(nèi)的疾病預(yù)防和治療策略提供了重要信息,并揭示了特異性CD4+T細(xì)胞在免疫保護(hù)中的關(guān)鍵作用和機(jī)制。
結(jié)論:
由于通過(guò)普遍存在的人類白細(xì)胞抗原(HLA)分型DPB1*02和DPB1*04呈遞,并且通過(guò)結(jié)構(gòu)多樣的T細(xì)胞受體(TCR)識(shí)別,研究表明這種免疫優(yōu)勢(shì)的CD4+T細(xì)胞表位具有廣泛的免疫原性。此外,Ply427-444的免疫原性是由保守的十一個(gè)肽鏈區(qū)域(ECTGLAWEWWR)中的核心殘基支持的,這使得它能夠交叉識(shí)別表達(dá)CDCs的異源細(xì)菌病原體。分子研究進(jìn)一步顯示,HLA-DP4-Ply427-441與特有和共享的TCR之間的結(jié)合方式相似。總的來(lái)說(shuō),這些發(fā)現(xiàn)揭示了近乎全球性的免疫反應(yīng)集中于一個(gè)跨菌屬的細(xì)菌表位的機(jī)制決定因素,這可能為應(yīng)對(duì)包括IPD在內(nèi)的各種威脅生命的傳染性疾病提供輔助治療策略的信息。
華美生物助力科研文章發(fā)表:
Recombinant Clostridium perfringens Perfringolysin O(pfo)
(Tris-Glycine gel) Discontinuous SDS-PAGE (reduced) with 5% enrichment gel and 15% separation gel.
Based on the SEQUEST from database of E.coli host and target protein, the LC-MS/MS Analysis result of CSB-EP314820CMB could indicate that this peptide derived from E.coli-expressed Clostridium perfringens (strain 13 / Type A) pfo.