華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)院劉爭(zhēng)教授團(tuán)隊(duì)、昆士蘭大學(xué)余迪教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)華山醫(yī)院張文宏教授團(tuán)隊(duì)、上海交通大學(xué)仁濟(jì)醫(yī)院沈南教授團(tuán)隊(duì)等共同合作完成首個(gè)具有創(chuàng)新性和原創(chuàng)性重大研究成果,其闡明了硒蛋白GPX4特異性調(diào)控濾泡輔助性T(TFH)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的新機(jī)制,并首次證實(shí)補(bǔ)硒可顯著上調(diào)T細(xì)胞內(nèi)GPX4水平促進(jìn)TFH細(xì)胞功能,進(jìn)而促進(jìn)健康人群接種疫苗后的抗體分泌水平,提高疫苗免疫作用。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)免疫學(xué)期刊《Nature Immunology》(自然雜志子刊,IF:25.606,JCR 1區(qū))。
目前,預(yù)防病毒感染最有效的手段之一就是疫苗接種,其核心機(jī)制是通過(guò)誘導(dǎo)TFH細(xì)胞介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答,進(jìn)一步產(chǎn)生保護(hù)性抗體及免疫記憶。但是,如何通過(guò)干預(yù)TFH細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答,提高疫苗的免疫保護(hù)力,一直都是科學(xué)家們努力探索的方向。
然而目前臨床上仍無(wú)有效方法調(diào)控TFH細(xì)胞,究其原因,在于維持TFH細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)機(jī)制尚不明確。因此,明確TFH細(xì)胞分化及死亡機(jī)制,是開(kāi)發(fā)新型疫苗和提高疫苗保護(hù)力的關(guān)鍵。
2017年,研究團(tuán)隊(duì)初步發(fā)現(xiàn)人體可以通過(guò)補(bǔ)充硒元素特異性激活TFH細(xì)胞功能,且對(duì)其他T細(xì)胞亞群無(wú)顯著性影響。這個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)提示研究者:硒元素與TFH細(xì)胞亞群存在某種神秘的關(guān)聯(lián),可能是解密硒調(diào)控免疫功能的關(guān)鍵突破點(diǎn)。
研究者在進(jìn)一步研究后發(fā)現(xiàn),TFH細(xì)胞存在一種不同于其他T細(xì)胞亞群的新型細(xì)胞程序性死亡方式-鐵死亡(ferroptosis)。其中,TCR (T細(xì)胞抗原受體)和PD-1/L1共同作用是誘發(fā)TFH細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)ROS水平顯著上升、從而發(fā)生鐵死亡的關(guān)鍵因素。
鐵死亡的主要機(jī)制是,在二價(jià)鐵或酯氧合酶的作用下,催化細(xì)胞膜上高表達(dá)的不飽和脂肪酸,發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化,從而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡;此外,還表現(xiàn)為抗氧化體系(谷胱甘肽GSH和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4-GPX4)的表達(dá)量的降低。
另外,研究證實(shí),硒蛋白GPX4是清除生物膜上脂質(zhì)ROS的主要蛋白酶,是鐵死亡至關(guān)重要的調(diào)節(jié)因素。研究者在T細(xì)胞特異性缺失GPX4小鼠模型中發(fā)現(xiàn),GPX4缺陷小鼠體內(nèi)TFH細(xì)胞數(shù)量和比例均顯著低于正常小鼠,導(dǎo)致B細(xì)胞功能缺陷,無(wú)法產(chǎn)生高親和力保護(hù)性抗體。
但是,通過(guò)補(bǔ)充硒元素能有效提高T細(xì)胞內(nèi)GPX4水平。基于對(duì)機(jī)制的研究,研究者設(shè)計(jì)了一項(xiàng)補(bǔ)硒干預(yù)人群疫苗接種效果的臨床試驗(yàn)。60名健康成年志愿者被隨機(jī)分成補(bǔ)硒組(30天的補(bǔ)硒(200 μg硒/天))和對(duì)照組(正常飲食),然后,所有志愿者接種當(dāng)季流感疫苗。研究人員發(fā)現(xiàn)補(bǔ)硒組志愿者的免疫細(xì)胞中的GPX4水平顯著上調(diào),會(huì)進(jìn)一步激活TFH細(xì)胞功能,并顯著促進(jìn)了疫苗接種后的中和抗體滴度。
文章中,通過(guò)Western Blot實(shí)驗(yàn)對(duì)CD4+ T 細(xì)胞GPX4蛋白表達(dá)水平進(jìn)行成像檢測(cè),其實(shí)驗(yàn)成像檢測(cè)系統(tǒng)為博鷺騰GelView 6000 Pro全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)。
該研究為人們對(duì)于細(xì)胞程序性死亡方式和TFH細(xì)胞穩(wěn)態(tài)調(diào)控提供了新視野和新的認(rèn)知。并且為人類可以通過(guò)科學(xué)補(bǔ)充硒元素來(lái)提高人體抗體免疫反應(yīng)的方式提供了新的重要依據(jù)。特別是在目前全球新冠疫苗大規(guī)模接種的大背景下,本研究對(duì)提高新冠疫苗的免疫保護(hù)力、優(yōu)化新冠疫苗接種效果具有重要的科學(xué)意義和臨床價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
https://doi.org/10.1038/s41590-021-00996-0