一种兼具T细胞和B细胞功能的双表型淋巴细胞亚群

A biphenotypic lymphocyte subset displays both T- and B-cell functionalities.

作者信息Yifan Zhang, Cuiyuan Guo, Yigong Zhou, Wenhong Zhang, Zhaoqin Zhu, Wanhai Wang, Yanmin Wan
PMID38182721
发布时间2024-01-05
DOI10.1038/s42003-023-05719-9

实验完整度

高

包含单细胞RNA测序和流式细胞术验证(体外模型和原代细胞),并进行了功能实验(TCR/BCR刺激)和体内疫苗免疫实验,证据层级独立。

主要模型

小鼠CD3+CD19+双表型淋巴细胞(C57BL/6J和BALB/c) 小鼠脾细胞(功能实验) 人类外周血单个核细胞(PBMC)

重点核对

样本新鲜分离处理(所有样本新鲜分离,避免存放影响表型) 使用CD3和CD19抗体克隆及荧光素标记组合(两套CD3和CD19抗体克隆,不同荧光素) 刺激条件:抗CD3/CD28(1μg/mL抗CD3,3μg/mL抗CD28)、抗IgM(10μg/mL)或R10培养,刺激时间7小时(小鼠) 免疫方案:SARS-CoV-2 S1 DNA疫苗(50μg/鼠),肌肉注射,间隔2周,共3次,第3次后4周检测 统计方法:t检验,P<0.05为显著(用于流式分析)

摘要

在多种疾病背景下已观察到T细胞/B细胞混合表型淋巴细胞,但它们在生理条件下的存在和功能仍不清楚。在此,我们提供了小鼠中内源性表达T细胞和B细胞谱系标志物的淋巴细胞亚群存在的证据。这些T/B表型淋巴细胞(CD3+CD19+)中的大多数显示出前/前B细胞的起源,并广泛分布于小鼠骨髓、淋巴结、脾脏和外周血。功能测定表明,这些双表型淋巴细胞可通过刺激TCR或BCR信号通路被激活。此外,我们表明这些细胞积极参与疫苗接种引发的体液和细胞免疫反应。与常规T细胞相比,这些双表型淋巴细胞在抗原特异性刺激后可分泌更高水平的IL-2,但分泌更低水平的TNF-α。在新鲜分离的人PBMC中也发现了等效的淋巴细胞亚群,并表现出类似的功能,尽管其频率低于小鼠。

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
生理条件下是否存在内源性共表达T和B细胞标志物的淋巴细胞亚群,以及它们是否具有T和B细胞功能?
核心机制
小鼠CD3+CD19+双表型淋巴细胞可能起源于前/前B细胞,并具有分化为T和B细胞谱系的潜力;它们同时表达TCR和BCR,并通过TCR或BCR信号通路激活。
主要证据
单细胞RNA测序和流式细胞术检测到CD3+CD19+细胞,伪时间分析提示起源于前/前B细胞;体外刺激实验显示对anti-CD3/CD28和anti-IgM均有反应,分泌IFN-γ、IL-2、TNF-α;体内疫苗免疫后产生S1特异性细胞因子分泌和S1结合B细胞。
研究意义
该发现揭示了免疫系统中T/B双表型淋巴细胞的存在和功能,可能参与适应性免疫调节,为免疫细胞发育复杂性提供新见解,但分化机制和生物学意义尚需进一步研究。

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

单细胞RNA测序鉴定双表型淋巴细胞

在小鼠骨髓、淋巴结和外周血中无偏见地识别共表达T和B细胞标志物的淋巴细胞亚群。

分离小鼠骨髓、淋巴结和外周血淋巴细胞,进行两轮单细胞RNA和免疫组库测序,整合分析后聚类鉴定细胞亚群。

2

验证双表型淋巴细胞的存在和表型

用流式细胞术和免疫荧光证实CD3+CD19+细胞在小鼠组织中的存在,并分析其表面标志物表达。

从新鲜分离的小鼠骨髓、淋巴结、脾脏和外周血中染色CD3和CD19,分析CD3+CD19+细胞频率,并检测其他T/B细胞标志物表达;同时进行免疫荧光成像和CD5共表达分析。

3

评估双表型淋巴细胞的功能

测试CD3+CD19+细胞是否响应TCR和BCR刺激,并具有T和B细胞功能。

将小鼠脾细胞用抗CD3/CD28或抗IgM刺激,检测CD69表达和细胞因子(IFN-γ、IL-2、TNF-α)产生。

4

验证体内抗原特异性免疫反应

测试双表型淋巴细胞是否参与疫苗诱导的抗原特异性免疫应答。

用编码SARS-CoV-2 S1蛋白的DNA疫苗免疫小鼠,三次免疫后检测脾细胞中S1特异性细胞因子分泌细胞和S1结合B细胞的频率。

5

在人外周血中检测双表型淋巴细胞

验证人外周血中是否存在CD3+CD19+细胞并具有类似功能。

从健康人外周血分离PBMC,用流式细胞术检测CD3+CD19+细胞频率,并用抗人CD3/CD28或抗人IgG/IgM刺激检测CD69表达。

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
Chromium控制器10x Genomics--
Chromium Next GEM单细胞5'试剂盒v210x Genomics1000263
Chromium Next GEM芯片K单细胞试剂盒10x Genomics1000287
活/死染料(可固定活力染色510)BD Pharmingen564406
BD FACSAria III分选仪----
抗CD3抗体Invitrogen16-0032-85
抗CD28抗体Invitrogen16-0281-85
F(ab')2羊抗小鼠IgMJackson115-006-020
R10培养基(RPMI1640+10% FBS)----
覆盖S1蛋白全长的合成肽Gill Biochemistry Co., Ltd.--
Zombie Aqua™可固定活力试剂盒Biolegend564406
抗小鼠CD16/32抗体Biolegend156604
PE/Cyanine7标记的抗小鼠CD3抗体BioLegend100220
APC标记的抗小鼠CD3抗体BioLegend100311
PE/Dazzle™ 594标记的抗小鼠CD19抗体BioLegend115554
FITC标记的抗小鼠CD19抗体BioLegend152403
APC标记的抗小鼠CD5抗体BioLegend100625
APC标记的抗小鼠CD4抗体BioLegend100412
PE标记的抗小鼠CD8抗体BioLegend100708
APC标记的抗小鼠CD20抗体BioLegend150412
Brilliant Violet 421标记的抗小鼠IgM抗体BioLegend406518
Brilliant Violet 785标记的抗小鼠TCR-β抗体BioLegend109249
APC/Cyanine7标记的抗小鼠CD69抗体BioLegend104526
BD Cytofix/Cytoperm试剂盒BD Bioscience554714
BV421标记的抗小鼠IFN-γ抗体BioLegend505830
FITC标记的抗小鼠IL-2抗体BioLegend503806
BV711标记的抗小鼠TNF-α抗体BioLegend506349
BD LSRFortessa流式细胞仪----
Alexa Fluor® 594标记的抗小鼠CD19抗体BioLegend115552
Alexa Fluor® 488标记的抗小鼠CD3抗体BioLegend100210
Leica TCS SP5 II激光共聚焦显微镜系统Leica--
生物素化S1蛋白Sino Biological40591-V08H-B
链霉亲和素-FITCBioLegend405201
Ficoll密度梯度----
抗人CD3抗体Invitrogen16-0037-81
抗人CD28抗体Invitrogen16-0289-81
F(ab')2羊抗人IgG、IgM(H+L)Invitrogen16-5099-85
APC/Cyanine7标记的抗人CD3抗体BioLegend300318
FITC标记的抗人CD19抗体BioLegend302206
PE标记的抗人CD69抗体BioLegend3109056

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
单细胞RNA测序
小鼠品系和性别(C57BL/6J雌性);组织来源(骨髓、淋巴结、外周血);细胞分选方法(BD FACSAria III);制备试剂盒(10x Genomics 5' kit)
阅读提示:Methods:Single cell RNA sequencing and T/B cells immune repertoire profiling
流式分析表型确认
样本新鲜分离;抗体克隆和荧光素组合(CD3和CD19两套抗体组合);样品处理时间
阅读提示:Methods:Flow cytometric analysis; Results: Flow cytometry assays 部分
细胞刺激实验
刺激物及浓度(抗CD3 1μg/mL, 抗CD28 3μg/mL, 抗IgM 10μg/mL);刺激时间(7小时);布雷菲德菌素A浓度(1μg/ml)和加入时间
阅读提示:Methods:Cell stimulation; Results: CD3+CD19+ cells displayed functional characteristics 部分
疫苗接种实验
小鼠品系和年龄(6-8周龄雌性C57BL/6J);疫苗剂量(50μg/鼠);接种途径(肌肉注射);免疫次数和间隔(3次,间隔2周);检测时间点(第3次后4周)
阅读提示:Methods:Mouse vaccination; Results: 图5
人PBMC实验
外周血样本来源(健康成人);PBMC分离方法(Ficoll密度梯度);刺激条件(抗人CD3 1μg/mL, 抗人CD28 3μg/mL, 抗人IgG/IgM 10μg/mL);刺激时间(4小时)
阅读提示:Methods:Collection and detection of human peripheral blood samples