撰文 |咸姐

在適應性免疫應答的啟動過程中，二級淋巴器官（如脾臟和淋巴結）內(nèi)的微環(huán)境扮演著至關重要的角色。其中，成纖維網(wǎng)狀細胞（Fibroblastic reticular cells,FRCs）構成的精密三維網(wǎng)絡為免疫細胞提供了結構支架和功能指引，通過形成高度有序的導管系統(tǒng)，促進樹突狀細胞（DC）和T細胞的遷移及相互作用，這是有效啟動抗病原體免疫反應的基礎【1,2】。然而，盡管FRC網(wǎng)絡的重要性已被認知，但其在生理條件下調(diào)控免疫細胞遷移和相互作用的精確分子機制長期以來仍不清楚。

為揭示這一生理過程的分子基礎，近日，來自澳大利亞莫納什大學的Mariapia A. Degli-Esposti團隊在Nature上在線發(fā)表題為Fibroblastic reticular cells direct the initiation of T cell responses via CD44的文章，巧妙地運用了一種逆向思維的研究策略——分析病毒如何“劫持”并破壞宿主免疫系統(tǒng)。病毒，尤其是巨細胞病毒（CMV），在漫長的共進化過程中，進化出了眾多靶向并抑制宿主免疫關鍵環(huán)節(jié)的蛋白質，這些病毒蛋白可以被視為天然的、高特異性的“分子探針”【3】。本研究正是以小鼠巨細胞病毒（MCMV）為模型，通過鑒定其編碼的一個功能未知的跨膜蛋白m11，來逆向尋找免疫啟動過程中不可或缺的宿主細胞蛋白及其作用通路。研究結果發(fā)現(xiàn)m11能夠通過靶向FRC網(wǎng)絡，并干擾細胞表面分子 CD44 的一項關鍵功能來抑制抗病毒免疫，從而揭示了FRC網(wǎng)絡調(diào)控免疫應答的全新分子機制。

表達在感染細胞表面的病毒蛋白具有特殊的研究價值，因為它們可能與細胞受體結合，從而促進免疫逃逸。本文研究人員采用表達克隆策略篩選MCMV蛋白的細胞結合伴侶，重點關注病毒蛋白m11——該蛋白為299個氨基酸的I型跨膜蛋白，包含212個氨基酸的胞外域。 以m11胞外域與人IgG1 Fc段的融合蛋白作為探針篩選小鼠細胞cDNA文庫，研究人員確定了CD44是m11的直接結合靶點。利用表面等離子共振（SPR）實驗，他們精確測定了m11與CD44胞外域（包含透明質酸結合 Link模塊 ）的結合親和力，證實這是一種高特異性的直接相互作用 ，且不依賴于其他細胞或病毒成分。

CD44 的主要配體是透明質酸 （HA） ，一種線性糖胺聚糖， 二者相互作用調(diào)控細胞粘附、遷移和增殖，但其在抗病毒免疫中的作用尚不明確 。研究人員 利用PMA和離子霉素激活的EL4細胞（其表面CD44可結合HA）進行HA包被板粘附實驗，發(fā)現(xiàn)m11-Fc融合蛋白能顯著抑制細胞對HA的粘附，且呈劑量依賴性；反向競爭性實驗也證實 HA能競爭性抑制m11與固定化CD44的結合。進一步的晶體結構解析揭示了m11與CD44結合的分子細節(jié)，m11以一種獨特的三點接觸策略靶向CD44的“鉤狀”區(qū)域，其結合位點與HA結合位點存在顯著重疊，特別會與介導CD44結合的關鍵糖殘基發(fā)生物理碰撞，從而以空間位阻而非分子模擬的方式，物理性地占據(jù)了CD44的HA結合位點?；谶@些功能與結構特征，研究人員將m11正式命名為病毒CD44結合蛋白（vCD44BP）。

那么vCD44BP結合CD44并阻斷CD44-HA相互作用對于病毒是否有益呢？實驗結果顯示，vCD44BP并非病毒復制所必需，但它是維持體內(nèi)病毒載量所必需的。更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，vCD44BP的這種病毒控制力的增強依賴于CD8 T細胞而非CD4 T細胞，在缺乏CD8 T細胞關鍵效應分子IFN-γ或穿孔素的小鼠中，vCD44BP突變病毒與野生型病毒的復制水平無差異。深入研究發(fā)現(xiàn)，感染vCD44BP突變病毒的小鼠脾臟中，總CD8 T細胞及病毒特異性CD8 T細胞數(shù)量更高，且 短壽命效應細胞比例升高而記憶前體效應細胞比例下降，提示病毒特異性CD8 T細胞啟動階段受損。鑒于有效的CD8 T細胞啟動需要初始T細胞和DC之間的相互作用，研究人員進一步 利用一種通過靜脈短時注射抗CD11c抗體以標記并區(qū)分紅髓與白髓中樹突狀細胞的方法，發(fā)現(xiàn)在感染vCD44BP突變病毒的小鼠脾臟白髓中，DC的頻率和CD11c信號強度均顯著高于野生型病毒感染組。顯微成像則更直觀地證實，病毒感染后，DC會向白髓的T細胞區(qū)遷移，而這種遷移在vCD44BP突變病毒感染的脾臟中更為明顯。這些結果共同表明，vCD44BP并不影響樹突狀細胞的數(shù)量或激活狀態(tài)，而是通過靶向CD44，損害了DC向脾臟白髓的招募遷移能力，從而限制DC與T細胞的相互作用，導致抗病毒CD8 T細胞應答啟動延遲。

隨后，研究深入探究了vCD44BP損害DC遷移的分子機制。實驗結果顯示， vCD44BP與CD44在感染FRC表面形成順式（cis）共定位相互作用，且vCD44BP的表達依賴于CD44的存在。更重要的是，vCD44BP缺失導致FRC網(wǎng)絡呈現(xiàn)更長的單個突起和更復雜的分支結構，表現(xiàn)為分支長度和分支點數(shù)量顯著增加，而FRC細胞總數(shù)和增殖率并無差異，且趨化因子CCL19和CCL21的表達水平亦未改變，提示vCD44BP通過干擾CD44功能而非影響FRC數(shù)量或趨化因子分泌來改變網(wǎng)絡重構。此外， 用vCD44BP-Fc預處理FRC（而非DC），或在共培養(yǎng)中使用CD44缺陷的FRC，均會顯著降低DC在FRC網(wǎng)絡上的運動速度和距離 ，且這種遷移指導作用與podoplanin-CLEC2相互作用無關，而是依賴于CD44胞外域的HA結合位點。這些結果表明，vCD44BP通過在感染的FRC上結合并改變CD44的分布與功能，干擾了FRC網(wǎng)絡的正常重塑及其引導能力，從而直接削弱了DC在該基質網(wǎng)絡上的遷移，破壞了啟動T細胞所必需的FRC-DC相互作用。

最后，研究人員構建了骨髓嵌合小鼠模型，分別使CD44在基質細胞或造血細胞上缺失。實驗發(fā)現(xiàn)，在基質細胞表達CD44的嵌合小鼠中，vCD44BP缺失病毒仍能引起更強的抗病毒CD8 T細胞應答和更低的病毒載量；然而，當基質細胞（包括FRC）特異性缺失CD44時，這種vCD44BP缺失病毒帶來的免疫增強優(yōu)勢便完全消失。與此同時，DC向脾臟白髓的遷移增強也只發(fā)生在基質細胞表達CD44的小鼠中。相反，當CD44僅在造血細胞上缺失時，vCD44BP缺失病毒的感染表型與正常小鼠無異，表明其對免疫細胞的直接影響并非關鍵。此外， 利用佐劑誘導淋巴結擴張模型和流感病毒感染模型發(fā)現(xiàn)，外源性vCD44BP-Fc蛋白處理可顯著抑制引流淋巴結的體積和細胞數(shù)量增加、降低抗原特異性CD8 T細胞應答，并損害流感病毒NP特異性CD8 T細胞的生成，從而證明基質 細胞（而非造血細胞）表面的 CD44在啟動抗病毒免疫應答中具有普遍且關鍵的作用，而vCD44BP通過靶向這一環(huán)節(jié)實現(xiàn)免疫逃逸， 并且該通路是廣泛調(diào)節(jié)適應性免疫應答的關鍵節(jié)點。

綜上所述，本研究首次揭示CMV通過編碼vCD44BP蛋白，特異性靶向基質細胞表面的CD44分子，競爭性阻斷其與HA的結合，破壞FRC網(wǎng)絡重構及DC向T細胞區(qū)的遷移，從而延遲抗病毒CD8?T細胞應答的啟動。這不僅闡明了一種新型的病毒免疫逃逸機制，更重要的是，揭示了基質CD44在調(diào)控適應性免疫應答起始中的核心作用——它通過協(xié)調(diào)基質-免疫細胞相互作用，為有效T細胞啟動提供了關鍵的微環(huán)境基礎，拓展了我們對免疫調(diào)控網(wǎng)絡復雜性的認知。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09988-8

制版人： 十一

參考文獻

1. Fletcher, A. L., Acton, S. E. & Knoblich, K. Lymph node fibroblastic reticular cells in health and disease.Nat. Rev. Immunol.15, 350–361 (2015).

2. Acton, S. E. et al. Dendritic cells control fibroblastic reticular network tension and lymph node expansion.Nature514, 498–502 (2014).

3. Berry, R., Watson, G. M., Jonjic, S., Degli-Esposti, M. A. & Rossjohn, J. Modulation of innate and adaptive immunity by cytomegaloviruses.Nat. Rev. Immunol.20, 113–127 (2020).

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