粘膜相关不变T细胞(MAIT)介绍
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在细菌和病毒感染,粘膜相关不变T(MAIT)细胞可以通过MHC类相关激活分子(MR1)依赖方式(TCR)识别MR1通过T细胞受体呈现细菌配体(a),和/或MR1独立方式IL-12等,由感染细胞和MAIT细胞通过细胞因子受体(b)。
MAIT细胞的激活诱导它们释放颗粒酶B和穿孔素(杀死感染细胞),它们的增殖和产生细胞因子(肿瘤坏死因子(TNF),干扰素-γ(IFNγ)和IL-17A),抑制病毒复制和细菌生长。活化的MAIT细胞也能促进单核细胞的募集和活化。
MAIT cells在感染疾病中的变化和功能
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1、本文实验目的
HIV-1 感染者的粘膜相关不变 T (MAIT) 细胞因机制不明而功能受损。单细胞转录和表面蛋白分析显示,与健康个体相比,HIV-1 感染者的外周 MAIT 细胞因干扰素 (IFN) 刺激基因上调而高度活化。
持续 IFN-α 治疗通过触发单核细胞产生高水平白细胞介素-10 (IL-10) 来抑制 MAIT 细胞对大肠杆菌的反应,随后抑制 IL-12 的分泌,IL-12 是 MAIT 细胞活化的关键共刺激细胞因子。
阻断 IFN-α 或 IL-10 受体可预防体外 HIV-1 暴露引起的 MAIT 细胞功能障碍。
研究结果表明 IFN-I/IL-10 轴在 HIV-1 感染期间的 MAIT 细胞功能障碍中起着核心作用,这对于开发针对 HIV-1 感染患者细菌共感染的抗 IFN-I/IL-10 策略具有重要意义。
2、实验信息总结
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3、实验内容
①胞内ICS流式检测MAIT cell function功能
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PBMCs与PFA固定的大肠杆菌[[10 multiplicity of infection (MOI)]孵育24小时或者 live H37Ra (10 MOI) for 48小时,选择性加入Anti cd28单克隆抗体(1.25mg/ml)。
对于细胞因子刺激,加入1L-12和IL-18细胞因子组合(100 ng/ml),刺激时间24小时。
在大肠杆菌和IL-12/18刺激培养开始时Anti_x0002_CD107a phycoerythrin (PE)/Cy7抗体。在最后6小时的刺激环节加入Brefeldin A进行细胞因子阻断处理。
结论:MAIT cells from HIV-1–infected细胞对E.coli免疫应答受损,但对IL-12/18刺激反应正常.
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MAIT细胞的杀伤功能评估通过IFN,GzmB,和脱颗粒标记CD107a来做评价(分别给与E.coli&IL-12/18刺激处理)。
与HC组相比,来自hiv-1感染受试者的MAIT细胞在大肠杆菌刺激下产生的IFN,GzmB和CD107a水平要低得多。
有效的ART治疗并没有完全恢复MAIT细胞的功能,这表明与VIRT组相比,ART组MAIT细胞产生的GzmB和CD107a低水平不变。
HC和VIR受试者之间的MAIT细胞对IL-12/18刺激的反应幅度没有显著差异。出乎意料的是,ART增加了IL-12/18刺激下MAIT细胞的IFN-g和GzmB的分泌。
②在HIV-1感染过程中,MAIT细胞上抑制性受体表达上调和IFN刺激基因激活状态
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为了明确在HIV-1感染期间MAIT细胞的表型和分子特征。通过流式方法实现检测多个细胞表面marker,会有较高的检测难度。而通过带有oligo寡核苷酸的抗体能够在单细胞测序实验中同时细胞表面marker和全转录组检测,所以本文在BD Rhapsody平台上使用寡聚偶联抗体(Abseq)结合单细胞mRNA测序(scRNAseq)比较了29个表面蛋白的表达水平和259个mRNA检测。有助于加深对蛋白质生物学的理解,并加速单细胞研究。
29个cell surface marker LIST:
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A:UMAP图,显示来自2名健康供体(HC)和4名艾滋病毒-1感染者(VIR)的23424个T细胞的分布,总共鉴定了18个集群。
B:主要T细胞亚群在不同来源样本中的百分比占比。
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C-F:UMAP图突出了选定表面蛋白的表达。
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D图:火山图显示了来自VIR和HC受试者的MAIT细胞之间差异表达的基因和表面蛋白
E图:使用DAVID对来自VIR和HC受试者的MAIT细胞中上调的基因进行GO分析
在来自HIV+和HC个体的MAIT细胞中上调的蛋白和基因中有激活标记物,如CD38、CD134和HLA-DRA;衰竭相关基因,包括LAG3和TIGIT;以及IFN刺激基因(ISGs),包括CXCR3、STAT1和CCL5。
与T细胞功能相关的蛋白和基因,包括CD7、CD98的蛋白和基因CD54、CD541、DUSP1、KLRB1和MAIT患者的MAIT细胞中表达下调。
富集分析进一步显示,来自VIR受试者的MAIT细胞中上调的基因在细胞激活途径中富集。因此,来自hiv-1感染患者的MAIT细胞显示出一种具有免疫激活特征的基因特征,与抑制性受体的上调和增加相关。
③ 持续验证IFN-I信号通路与HIV-1感染期间的MAIT细胞功能障碍是否相关
验证一:流式检测
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验证二:体外培养药物干预
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从健康供体中新鲜分离的PBMCs未经处理或在100 ng/ml下用IFN处理24、48或72小时,然后评估MAIT细胞表面CD69、CD38或HLA-DR的表达。
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总结说明:
感染 HIV-1 的个体会出现MAIT细胞丢失,尽管这些细胞似乎并未被 HIV-1感染。在 HIV-1 感染过程中,MAIT细胞是死亡还是从外周血迁移到肠粘膜部位仍存在争议。HIV-1感染者体内残留的循环 MAIT细胞在应对大肠杆菌时会出现功能障碍,有效的抗逆转录病毒疗法 (ART) 治疗无法完全恢复MAIT细胞的数量和功能。
MAIT 细胞的持续缺陷增加了对于了解MAIT细胞功能障碍机制的必要性。
HIV-1 感染会诱导 I 型干扰素 (IFN-I) 的持续产生,未经治疗的急性和慢性感染患者外周浆细胞样树突状细胞 (pDC) 中的 IFN-αmRNA和血清中的IFN-α蛋白水平均显著增加。越来越多的证据表明,IFN-I 通过影响多个免疫细胞区室,包括 T 细胞 、先天淋巴细胞 和造血干细胞 ,与慢性 HIV-1 感染期间的免疫功能障碍和疾病进展有关。
此外,即使在接受抑制性 ART 治疗的情况下,一些患者中 IFN-I 诱导的异常激活仍持续存在。研究表明,IFN-I通过促进 IFN-γ和GzmB的产生来增强 MAIT 细胞对TCR刺激的效应反应,表明 IFN-I 在调节MAIT细胞方面发挥着复杂的作用。
Reference:
1.Mucosal-associated invariant T cells and disease.
2.Sustained IFN-I stimulation impairs MAIT cell responses to bacteria by inducing IL-10 during chronic HIV-1 infection.
3.Sustained IFN-I stimulation impairs MAIT cell responses to bacteria by inducing IL-10
during chronic HIV-1 infection.