CTLA4通过顺式内吞作用清除T细胞内源性和吞噬获得的B7配体

CTLA4 depletes T cell endogenous and trogocytosed B7 ligands via cis-endocytosis

作者信息Xiaozheng Xu, Preston Dennett, Jibin Zhang, Alice Sherrard, Yunlong Zhao, Takeya Masubuchi, Jack D Bui, Xu Chen, Enfu Hui
PMID37042938
期刊J Exp Med
发布时间2023-07
DOI10.1084/jem.20221391

实验完整度

包含多种独立证据层级:细胞系模型(Jurkat、Raji)、原代T细胞(Treg/Tconv)、患者来源PBMC,结合成像(共聚焦、电镜)、流式、功能实验(自刺激、反式清除)及机制验证(突变体、阻断抗体),符合高完整度标准。

主要模型

人Treg细胞 人Tconv细胞 Jurkat T细胞系 Raji B细胞系

重点核对

CD28和CTLA4在T细胞表面的表达水平 T细胞与APC共培养时间(15分钟) 阻断抗体浓度(ipilimumab 100 μg/ml,28.3scFv 20 μg/ml) TCR刺激剂(SEB 500 ng/ml或SEE 3 ng/ml) 填充细胞比例(30倍过量CD28−/− Jurkat)

摘要

CD28和CTLA4是T细胞共受体,它们竞争性结合B7配体CD80和CD86以控制适应性免疫应答。虽然CTLA4在抑制CD28共刺激信号中的作用已被充分证实,但其机制仍不清楚。在此,我们报道人T细胞通过CD28:B7结合,经吞噬作用获得抗原呈递细胞(APC)来源的B7配体和主要组织相容性复合体(MHC)。获得的MHC和B7使T细胞能够自身刺激,该过程受到CTLA4的细胞内在限制,CTLA4通过顺式内吞作用清除T细胞吞噬获得或内源性表达的B7配体。将此模型扩展到先前提出的人调节性T细胞(Treg)中CTLA4的外在功能,我们显示阻断CD28或CTLA4均减弱Treg介导的APC B7清除,表明吞噬作用和CTLA4介导的顺式内吞作用协同清除APC上的B7。我们的研究确立CTLA4作为细胞内在的分子沉淀池,限制T细胞表面B7的可用性,对靶向CTLA4的疗法具有重要意义。

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
CTLA4如何通过顺式内吞作用清除T细胞表面的B7配体,以及这一机制如何解释CTLA4的细胞内在和外在功能?
核心机制
CTLA4通过顺式内吞作用清除T细胞表面经CD28介导吞噬获得的B7配体,限制B7的可用性,从而抑制T细胞自刺激;该过程由TCR信号促进,并依赖CTLA4的胞内结构域。
主要证据
共聚焦和电镜显示CD28介导B7吞噬,CTLA4在T细胞表面顺式结合并内化CD80/CD86;功能实验显示CTLA4阻断增强T细胞自刺激,且Treg介导的APC B7清除部分依赖CD28吞噬和CTLA4顺式内吞。
研究意义
该研究揭示CTLA4作为细胞内在分子沉淀池的功能,扩展了CTLA4调控范围,为CTLA4靶向治疗机制提供新见解,并可能解释治疗相关的自身免疫副作用。

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

CD28介导的B7吞噬

验证CD28是否介导T细胞从APC获取B7配体

将Jurkat或原代T细胞与表达CD80-GFP或CD86-GFP的Raji细胞共培养15分钟,使用共聚焦显微镜、电镜和流式细胞术检测T细胞上B7的获得,并用28.3scFv阻断CD28验证其必要性。

2

CTLA4介导的顺式内吞作用

验证CTLA4是否通过顺式内吞作用清除T细胞表面的B7配体

将Treg/Tconv或Jurkat细胞与表达CD80/CD86的Raji共培养,然后加入填充细胞阻断T-T接触,使用流式细胞术检测CD80/CD86随时间的变化,并用ipilimumab阻断CTLA4观察效果。

3

评估T细胞自刺激

验证获得B7/MHC的T细胞是否能自刺激,以及CTLA4是否限制该过程

先用表达CD80-GFP的Raji预处理CD4+ T细胞,FACS分选后,在存在或不存在ipilimumab的条件下培养,通过IL-2 ELISA或细胞内细胞因子染色检测T细胞活化。

4

验证Treg介导的APC B7清除

确定CD28和CTLA4在Treg介导的APC B7清除中的作用

将人Treg与表达CD80-GFP或CD86-GFP的Raji共培养9小时,使用流式细胞术检测Raji上GFP信号的变化,并用ipilimumab或28.3scFv阻断。

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
RPMI-1640培养基Corning10-041-CM
DMEM培养基Genesee Scientific25-501
胎牛血清Omega ScientificFB-02
青霉素-链霉素GE HealthcareSV30010
FreeStyle 293表达培养基Gibco12338-018
支原体检测试剂盒Applied Biological Materials Inc.G238
Mojosort人CD4 T细胞分离试剂盒BioLegend--
Dynabeads调节性CD4+/CD25+ T细胞试剂盒Thermo Fisher Scientific11363D
Dynabeads人T细胞活化剂CD3/CD28Thermo Fisher Scientific11132D
Dynabeads人Treg扩增磁珠Thermo Fisher Scientific11129D
聚乙烯亚胺Thermo Fisher ScientificNC1014320
Ni-NTA琼脂糖Thermo Fisher Scientific88223
凝胶过滤标准品Bio-Rad1511901
牛血清白蛋白Thermo Fisher Scientific23210
VF405染料Biotium30068-T
抗CD80抗体Proteintech66406-1-Ig
10纳米金偶联二抗Ted Pella17110-1
OKT3抗体BioLegend317326
布雷菲德菌素ABioLegend420601
Cyto-Fast固定/破膜缓冲液套装BioLegend426803
抗人IL-2抗体BioLegend503814
抗人IFNγ抗体BioLegend502539
IL-2 ELISA试剂盒BioLegend431804
伊匹单抗----
28.3scFv----
葡萄球菌肠毒素B----
葡萄球菌肠毒素E----
蔡司Airyscan共聚焦显微镜Zeiss--
尼康转盘共聚焦显微镜Nikon--
蔡司Libra透射电子显微镜Zeiss--
LSRFortessa细胞分析仪BD Biosciences--
可溶性CD80-IgSino Biological10698-H02H-100
CD86-IgBioLegend775606
Alexa Fluor 647抗人IgFc抗体BioLegend409320
β-巯基乙醇----
雷帕霉素----
白细胞介素-2----
pMD2.G质粒----
psPAX2质粒----
Brilliant Violet 421抗FoxP3抗体BioLegend320123
True-Nuclear转录因子缓冲液套装BioLegend424401
SFFV启动子----
dSV40启动子----
HaloTag配体JFX549----
JFX646染料----
SpyCatcher蛋白----
Myc标签抗体----
抗HLA-DR抗体----
抗CD86抗体----
抗CD80抗体(克隆2D10)BioLegend--

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
细胞培养与处理
细胞系(Jurkat、Raji)来源及基因修饰状态;培养基类型(RPMI-1640、DMEM)及添加剂;培养条件(37°C,5% CO2)
阅读提示:Materials and methods: Cell lines and cultures
共培养与吞噬实验
共培养时间(15分钟);细胞比例(T细胞:Raji = 2:1);阻断抗体浓度(ipilimumab 100 μg/ml,28.3scFv 20 μg/ml);TCR刺激剂(SEB 500 ng/ml或SEE 3 ng/ml)
阅读提示:Materials and methods: Trogocytosis assays for measuring CD80/CD86 acquisition by Treg, Tconv, and Jurkat cells
顺式内吞实验
填充细胞比例(30倍过量CD28−/− Jurkat);培养时间(Treg/Tconv 9小时,Jurkat 1-3小时);处理温度(37°C或冰上);阻断剂类型及浓度
阅读提示:Materials and methods: Cell-intrinsic depletion of CD80 and CD86 in Treg, Tconv, and Jurkat cells
自刺激实验
预处理时间(15分钟);分选后培养时间(24-96小时);IL-2检测方法(ELISA);阻断剂浓度(ipilimumab 100 μg/ml)
阅读提示:Materials and methods: CD4+ T cells autostimulation and DC:CD4+ T cells coculture assays
反式清除实验
共培养时间(9小时);Treg与Raji比例(约2:1);阻断剂浓度;SEB浓度(500 ng/ml)
阅读提示:Materials and methods: Coculture assays for measuring Treg-mediated CD80/CD86 trans depletion from Raji APCs