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阿尔茨海默氏症病人脑脊液中惊现克隆扩增CD8+T细胞

来源: | 2020-01-19 21:10:47 | 人气:

导读:A-A+2020年1月8号,斯坦福大学Mark M. Davis和Tony Wyss-Coray研究团队在国际顶级学术期刊《Nature》上的研究表明适应性免疫系统的免疫细胞亚群也可能在阿尔茨海默氏症中起作

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2020年1月8号,斯坦福大学Mark M. Davis和Tony Wyss-Coray研究团队在国际顶级学术期刊《Nature》上的研究表明适应性免疫系统的免疫细胞亚群也可能在阿尔茨海默氏症中起作用,免疫细胞亚群可以记忆并对特定的外来入侵者做出反应。

研究人员首先对健康人、AD患者及具有轻度认知障碍患者(MCI)患者的外周血进行了质谱流式分析并对其免疫细胞进行了聚类分析,研究发现AD及MCI中CD3+CD8+CD27- T效应记忆性CD45RA+细胞(TEMRA,cluster 63)细胞数量较健康人群占比增多(Fig.1)。TEMRA细胞以前被认为与免疫记忆有关,能够释放炎症和细胞毒性(促进细胞死亡)分子。

Fig.1: TEMRA细胞与阿尔茨海默病有关

那么问题来了,TEMRA细胞的存在是否可以用来预测AD疾病状态呢?研究人员基于质谱流式数据结果联合机器学习模型分析发现TEMRA细胞连同其他9种免疫细胞群体来区分健康人和阿尔茨海默病(患有MCI)患者样本的准确率高达80%(Fig.2)。

Fig.2: 机器学习模型预测

有趣的是,研究人员对另一组阿尔茨海默症患者TEMRA细胞功能性研究发现,外周血中TEMRA细胞水平与认知水平呈现负相关,与中枢记忆性T细胞(TCM)及效应记忆性T细胞(TEM)呈现正相关(Fig.3a)。此外,炎症分子能够刺激MCI及AD患者CD8+细胞较健康人分泌更多的IFN-γ(Fig.3b),进一步验证了AD患者及MCI患者T细胞较来自健康人的T细胞具有更强的效应功能。

Fig.3: TEMRA细胞占比与认知评分线性回归分析

那该细胞亚群是否也存在于AD患者脑脊液中呢?研究人员通过免疫组化技术对该问题进行了深入探讨。研究发现AD患者CD8+细胞存在于淀粉样斑块密集的组织和脑血管周围的血管周围空间,且AD损伤海马区中CD3+CD8+数量显著多于对照组(Fig.4)。

Fig.4. CD8+T细胞在AD患者脑内表达

基于以上实验结果,研究人员利用单细胞测序技术对AD患者脑脊液中 T 细胞亚群的“克隆性增殖”的问题进行了深入研究。研究发现TEMRA细胞群体是阿尔茨海默病患者主要扩增的T细胞克隆。且这些细胞的细胞毒性效应基因高表达于AD患者海马体中。这些结果首次证实脑脊液中存在CD8+T细胞,并且这群细胞与神经退行性疾病相关。最后,研究发现,MCI和AD病人都含有同一段 TCRαβ克隆序列CASSLGQAYEQYF(特异性针对疱疹病毒EBV),且克隆扩增的TEMRA细胞与(EBV)产生的两种抗原能够结合在一起。尽管研究人员在AD患者的脑脊液中检测到EBV特异性的TCRs,但这些数据并不能证明EBV感染与AD发生有关。

综上所述,该研究基于质谱流式发现的研究结果,利用免疫组化技术及单细胞测序技术对CD8+T细胞的扩增克隆进行探究验证。质谱流式细胞技术研究发现了与AD相关的外周血CD8+效应记忆性CD45RA+T细胞(TEMRA)免疫细胞亚群,单细胞测序技术在对CyTOF数据进行进一步验证的同时,发现了AD脑脊液中导致这群细胞发生克隆的是来自EBV的抗原。这些结果显示了AD病人外周血和脑脊液中的获得性免疫应答变化,并且确定了在神经退行性疾病病人大脑鞘内间隙存在抗原特异性克隆扩增的CD8+T细胞。

该研究结果丰富定义了先天免疫和获得性免疫之间在神经性退化疾病中的作用,尽管目前免疫过程在预测性临床疾病中的作用研究较少,但在未来,这些相互作用可以被用于诊断目的或开发治疗干预措施。


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