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,詳細介紹了線粒體是如何對B細胞發(fā)育和淋巴瘤形成至關(guān)重要的。
B淋巴細胞(或B細胞)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細胞從造血干細胞前體發(fā)育,在成人骨髓中分化和成熟為不同的中間體(前B細胞、前B細胞和未成熟B細胞)。然后B細胞進入生發(fā)中心,在那里,在暗區(qū),它們經(jīng)歷其B細胞受體的體細胞超突變。接下來,B細胞移動到亮區(qū),在那里選擇具有對濾泡T輔助細胞呈遞的抗原具有高親和力的受體的B細胞,以進一步發(fā)育成B細胞克隆(血漿和記憶B細胞)。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細胞是大多數(shù)彌漫性大C細胞淋巴瘤(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。在其他細胞類型中,如T細胞、成纖維細胞和骨髓細胞,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)對于細胞功能非常重要。
圖:B細胞發(fā)育的階段
通過共聚焦顯微鏡和流式細胞術(shù)分析了生發(fā)中心B細胞的線粒體結(jié)構(gòu)和密度,揭示了與周圍B細胞濾泡中存在的幼稚B細胞相比,生發(fā)中心反應(yīng)的B細胞中存在更多和更大的線粒體。這些細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細胞進入生發(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細胞發(fā)育的相關(guān)性,進行小鼠B細胞中TFAM的條件性缺失(B-TFAM)。流式細胞術(shù)分析顯示在骨髓中,沒有TFAM的B細胞不能從pro-B階段進展到pre-B階段和在脾臟中,邊緣和濾泡B細胞的總數(shù)顯著減少。通過高維流式細胞術(shù)分析蛋白質(zhì)表達表明,TFAM的缺乏導(dǎo)致細胞質(zhì)編碼的COXI的下調(diào)和細胞核編碼的蛋白質(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)和較差的細胞區(qū)室化。
免疫的Aicda-TFAM細胞的單細胞基因表達譜顯示缺乏TFAM表達的細胞具有失調(diào)的線粒體基因表達,其中細胞運動相關(guān)基因受影響最大。該轉(zhuǎn)錄譜提示改變的細胞運輸和細胞骨架動力學(xué)。
基于這些結(jié)果,作者認為TFAM對于正常B細胞發(fā)育和進入生殖中心是必不可少的。在缺乏TFAM的情況下,B細胞不會達到其最終成熟狀態(tài),并且線粒體蛋白表達存在干擾。此外,B細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細胞的細胞骨架,允許移動性和空間定位是必需的。
在體細胞高突變過程中的彌漫性大B細胞淋巴瘤通常是由MYC易位到免疫球蛋白基因位點引起的。鑒于TFAM調(diào)節(jié)B細胞進入生發(fā)中心反應(yīng),在那里發(fā)生體細胞超突變,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)淋巴瘤細胞表達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,抑制人類淋巴瘤細胞系中的線粒體轉(zhuǎn)錄和翻譯會降低細胞生長。
總之,該研究通過促進B細胞中線粒體活性的必要增加和細胞骨架組成的維持,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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