追溯抗体生产根源:B细胞分化开关

埃默里大学微生物和免疫学系Jeremy M Boss课题组在《Cell Report》发文,展示了促进浆母细胞分化非胸腺依赖性抗原的氧化代谢上调过程。

分解代谢与合成代谢二者的平衡必须满足细胞类型和环境要求,机体主要通过氧化磷酸化(OXPHOS)、糖酵解和脂肪酸氧化等各种代谢途径加以调节,任何细胞内部都激烈地进行着这些最基本的调节方式。

细胞免疫应答的主力军“T细胞”的新陈代谢研究已经对效应细胞或记忆细胞的新陈代谢加以表征,在长寿的血浆细胞中,丙酮酸进入线粒体被认为有助于这些细胞的长期生存。

体液免疫的特征是以分泌抗体浆母细胞(antibody-secreting plasmablasts,PBs)为主力实现保护目的的免疫机制,源动力来自B细胞的增殖和分化。在这个过程中,B细胞经历明显的形态学和生物能量变化以支持它们从休眠态的“幼稚B细胞(nb细胞)”向PBs过渡,如此,新陈代谢必须发生上调以支持激活态B细胞(actB)的增殖需求,最终满足PBs需求。

目前,nB细胞在向PB细胞分化过程中所经历的代谢上调动力学尚未得到表征。埃默里大学微生物和免疫学系Jeremy M Boss课题组在《Cell Report》发文,展示了促进浆母细胞分化非胸腺依赖性抗原的氧化代谢上调过程。

在新文章中,研究人员通过比较体内经历增殖的B细胞的mRNA表达与三羧酸(TCA)循环基因表达数据,确认新陈代谢需求首先是由细胞分裂驱动,后来又由分化驱动,PB细胞的分化主要调节因子“Blimp1”的表达对最大化代谢活性是必须的。

浆母细胞形成需要哪些代谢变化?使用脂多糖非胸腺依赖性刺激,B细胞阶梯式增加氧化磷酸化相关机器表达,如此活化的B细胞的氧化磷酸化增加(其中细胞外氧消耗测定采用了安捷伦的Seahorse XFe96 Bioanalzyer),但表现出了对糖酵解的依赖性。浆母细胞呈现较高水平氧化代谢以支持抗体分泌,抑制ATP氧化导致抗体低度下降。Blimp1缺陷细胞虽然可以增殖,但氧化磷酸化并不上调,表明分化需要Blimp1介导氧化代谢。

本文将B细胞内转录调控与增加PB细胞代谢活性的分化程序联系了起来,勾勒出这些细胞执行功能的分步细节。“兵草未动,粮草先行”,这些发现证实随着B细胞分化,代谢途径率先发生转变,细胞提高代谢水平以支持抗体生产。

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