B7-H7 (HHLA2) 在 TCR 和 CD28 信号存在时抑制 T 细胞活化和增殖

B7-H7 (HHLA2) inhibits T-cell activation and proliferation in the presence of TCR and CD28 signaling

作者信息Sadiye Amcaoglu Rieder, Jingya Wang, Natalie White, Ariful Qadri, Catherine Menard, Geoffrey Stephens, Jodi L Karnell, Christopher E Rudd, Roland Kolbeck
PMID32005952
发布时间2021-06
DOI10.1038/s41423-020-0361-7

实验完整度

高

包含转录组测序(RNA-seq)、体外细胞功能实验(活化标志物、细胞因子、增殖)、细胞周期、信号通路(pERK)检测及混合淋巴细胞反应等多个独立证据层级,并进行功能验证。

主要模型

纯化的人初始 CD4 T 细胞 纯化的人初始 CD8 T 细胞 纯化的人记忆 CD4 T 细胞 混合淋巴细胞反应(T 细胞与树突状细胞共培养)

重点核对

刺激用抗 CD3 抗体克隆(OKT3 或 UCHT1)及浓度(OKT3 和 UCHT1 为 1 µg/ml) 重组 Fc 融合蛋白(B7-1 Fc、B7-H7 Fc、PD-L1 Fc)的浓度(通常 5 µg/ml)及包被方式 刺激持续时间(RNA-seq 为 2 小时,功能实验为 72 小时,细胞周期为 24 小时) 细胞增殖检测使用 CFSE 稀释法,初始 CD4 T 细胞接种密度为 2.5×10^5/孔/毫升 混合淋巴细胞反应中 DC 与 T 细胞比例为 1:2,培养 7-10 天,抗体浓度 10 µg/ml

摘要

调节 T 细胞反应在治疗癌症和自身免疫疾病中发挥了关键作用。因此,了解 T 细胞上不同受体如何影响功能结果至关重要。B7-H7 (HHLA2) 和 CD28H (TMIGD2) 对 T 细胞活化的影响仍存在争议。在此,我们检测了 B7-H7 诱导的人 T 细胞整体转录组变化。通过 OKT3 和 B7-H7 进行 TCR 刺激导致选定基因表达的适度倍数变化;然而,这些倍数变化显著低于 OKT3 和 B7-1 刺激诱导的变化。OKT3 和 B7-H7 诱导的转录变化不足以提供功能性刺激,通过评估 T 细胞增殖和细胞因子产生来测量。有趣的是,当 B7-H7 与 TCR 和 CD28 刺激同时结合时,它具有共抑制性。这种抑制活性与 PD-L1 观察到的相当。最后,在使用 T 细胞和 APC 的生理学测定中,阻断 B7-H7 增强了 T 细胞活化和增殖,表明该配体作为制动信号发挥作用。我们的工作定义了 B7-H7 诱导的转录组变化不足以支持 TCR 信号传导的完全共刺激,相反,B7-H7 在 TCR 和 CD28 信号存在时抑制 T 细胞活化和增殖。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
B7-H7 (HHLA2) 在 TCR 和 CD28 信号存在时对人类 T 细胞活化和增殖的影响及其机制.
核心机制
B7-H7 在 TCR 和 CD28 信号同时存在时作为共抑制分子,抑制 T 细胞活化、细胞因子产生和增殖,该抑制作用与 PD-L1 相当,可能由 CD28 依赖途径介导,具体机制尚未明确。
主要证据
RNA-seq 显示 B7-H7 诱导的转录变化不足以提供共刺激;功能实验显示 B7-H7 不能诱导活化标志物、细胞因子或增殖,并降低 pERK 水平;在 OKT3 和 B7-1 存在下,B7-H7 显著抑制 T 细胞反应;混合淋巴细胞反应中阻断 B7-H7 增强 T 细胞增殖。
研究意义
该研究为 B7-H7 在 T 细胞调节中的作用提供了转录组和功能证据,提示其可作为免疫检查点抑制剂靶点,为开发癌症免疫治疗新策略提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

转录组分析

比较 B7-H7 与 B7-1 对初始 CD4 T 细胞整体基因表达的影响

纯化初始 CD4 T 细胞,分别用 OKT3、OKT3+B7-1 Fc、OKT3+B7-H7 Fc 刺激 2 小时,进行 RNA-seq,分析差异表达基因和信号通路。

2

验证 B7-H7 能否提供功能性共刺激

测试 B7-H7 在 TCR 信号存在时是否诱导 T 细胞活化、细胞因子产生和增殖

纯化初始 CD4 T 细胞,用 OKT3、OKT3+Ctrl Fc、OKT3+B7-1 Fc、OKT3+B7-H7 Fc 刺激 72 小时,检测活化标志物(CD25、PD-1)、细胞因子(IL-2、IFN-γ)和增殖(CFSE 稀释)。

3

研究 B7-H7 导致的 T 细胞无反应性和细胞周期阻滞

探索 B7-H7 无法提供共刺激的机制

将初始 CD4 T 细胞用 OKT3+B7-H7 Fc 预处理过夜,洗涤后再用 OKT3+B7-1 Fc 刺激,检测增殖;同时用 EdU 掺入法分析细胞周期,并检测 pERK 水平。

4

测定 B7-H7 在 TCR 和 CD28 共刺激下的抑制作用

评估 B7-H7 在 TCR 和 CD28 信号同时存在时对 T 细胞功能的影响

将初始 CD4 T 细胞用 OKT3+B7-1 Fc、OKT3+B7-1 Fc+Ctrl Fc、OKT3+B7-1 Fc+B7-H7 Fc 刺激,检测活化标志物、细胞因子、增殖;并用包被珠实验比较 B7-H7 与 PD-L1 的抑制效力。

5

生理条件下验证 B7-H7 的抑制功能

在抗原提呈细胞存在时,确认阻断 B7-H7 对 T 细胞增殖的影响

建立混合淋巴细胞反应:从一位供体分离初始 CD4 T 细胞并用 CFSE 标记,从另一位供体分离树突状细胞,以 1:2 比例共培养 7-10 天,加入同型对照、CTLA-4-Ig、α-PD-L1、α-B7-H7 或两者联合,检测 CFSE 稀释。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RoboSep 缓冲液StemCell Technologies20104
初始 CD4 T 细胞分离试剂盒StemCell Technologies19155
初始 CD8 T 细胞分离试剂盒StemCell Technologies19158
记忆 CD4 T 细胞分离试剂盒StemCell Technologies19157
记忆 CD8 T 细胞分离试剂盒StemCell Technologies19159
CellTrace CFSE 细胞增殖试剂盒InvitrogenC34554
X-Vivo 15 培养基Lonza04-418Q
OKT3 抗体BioLegend317326
UCHT1 抗体BD Biosciences555329
IgG 对照 Fc 嵌合蛋白R&D110-HG
B7-1 Fc 嵌合蛋白R&D140-B1
B7-H7 Fc 嵌合蛋白R&D8084-B7-050
Dynabead 抗体偶联试剂盒Life Technologies14311D
MSD(中尺度发现)----
Qiagen 粉碎器Qiagen--
RNA 分离试剂盒Qiagen--
Nanodrop 分光光度计Thermo Fisher--
TruSeq 链特异性总 RNA(核糖体 RNA 和球蛋白去除)样本制备试剂盒Illumina--
Illumina HiSeq4000 测序仪Illumina--
Ficoll(淋巴细胞分离液)Corning--
抗 p-ERK 抗体Cell Signaling--
Alexa Fluor 488 偶联的山羊抗小鼠 IgG 二抗Invitrogen--
泛树突状细胞分离试剂盒StemCell Technologies19251
抗 PD-L1 抗体BioLegend329715
抗 B7-H7 抗体AmplimmuneClone

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
T 细胞纯化
初始 CD4、CD8、记忆 CD4、记忆 CD8 T 细胞的负选试剂盒(StemCell Technologies,货号 19155、19158、19157、19159)
阅读提示:Materials and methods: PBMC isolation and T-cell purification
T 细胞刺激
抗 CD3 抗体 OKT3 或 UCHT1 的克隆和浓度(1 µg/ml),Fc 融合蛋白(B7-1 Fc、B7-H7 Fc、PD-L1 Fc)的浓度(通常 5 µg/ml),板或珠包被方式
阅读提示:Materials and methods: Measurement of T-cell activation and proliferation
转录组分析
RNA-seq 平台(Illumina HiSeq4000)、建库试剂盒(TruSeq stranded total RNA with ribo-zero globin)、分析参数(fold change>4, FDR<0.25)
阅读提示:Materials and methods: RNAseq studies
功能检测
CFSE 标记浓度(1:2000 稀释)、细胞密度(2.5×10^5/孔/ml)、刺激时间(72 小时)
阅读提示:Materials and methods: CFSE labeling of T cells; Measurement of T-cell activation and proliferation
混合淋巴细胞反应
DC: T 细胞比例(1:2)、培养时间(7-10 天)、抗体浓度(10 µg/ml)、阻断抗体(α-PD-L1、α-B7-H7)的克隆或货号
阅读提示:Materials and methods: Mixed lymphocyte reaction