Cell ：抗体的抗原亲和力影响记忆B细胞和生发中心B细胞的命运决定

来源：BioArt

免疫记忆的存在使得机体能够以更有效的方式抵抗病原体的再次入侵，同时这也是大多数疫苗发挥功效所需要的。记忆B细胞产生的抗体在机体抵抗病原体再次感染过程中有重要作用。在小鼠中，记忆B细胞在病原体初次入侵过程就产生了，前体细胞快速分化为记忆细胞，进入生发中心（Germinal centers, GCs）或者分化为浆细胞。B细胞受体对抗原的亲和力是决定浆细胞和GC B细胞分化的重要决定因素之一。对抗原的亲和力如何影响记忆B细胞的分化选择一直是研究的热点。先前的大多数研究主要利用对特定某抗原有识别亲和力的转基因B细胞或者在多克隆体系中发现抗原结合细胞【1,2】。这些研究需要抗原结合或者转基因受体的表达在实验中引入了一定的偏差，并不能很精确地反映在一多克隆免疫反应过程中，抗原亲和力在记忆B细胞分化过程中的作用。

近日，来自美国洛克菲勒大学的Michel C. Nussenzweig团队在Cell上发表题为Antibody Affinity Shapes the Choice between Memory and Germinal Center B Cell Fates的文章，通过谱系示踪实验（fate-mapping experiments），直接比较了在一个多克隆抗原免疫环境中进入记忆组成部分的和进入或者保持在生发中心部位的B细胞的抗原亲和力。

为了示踪在抗原免疫之后形成的记忆B细胞，研究团队利用S1pr2-ERT2cre小鼠，S1pr2在pre-GC和GC B细胞中表达，但不再初始B细胞中表达。在携带有S1pr2-ERT2cre和Rosa26-lox-stop-lox-ZSGreen 或者 Rosa26-lox-stop-lox-tdTomato的小鼠中，他莫昔芬处理会使得S1pr2表达的细胞永久性被标记上绿色或红色荧光。此外，从S1pr2表达B细胞发育而来的浆细胞和记忆B细胞也会被标记。为研究GC和记忆B细胞的关系，研究团队用NP-OVA（hapten 4-hydroxy-3-nitrophenyl acetyl conjugated to ovalbumin）和TM4-Core（HIV-1来源的蛋白抗原）免疫S1pr2CreERT2/+R26ZSGreen/+小鼠，在初始免疫后第5天给予单剂量的他莫昔芬。分析免疫小鼠不同时间点生发中心抗原特异性的B细胞的组成，研究团队发现被标记抗原特异性的GC B细胞前体细胞在免疫后第14天在生发中心有很高的扩增，但这些细胞在第42天的记忆B细胞中很少富集。接下来研究团队比较了在免疫过程中不同时间点时，同时期GC B细胞和记忆B细胞的关系，发现在免疫抗原之后不同时间点，抗原结合的GC B细胞都有较多的富集，而相应同时期的抗原结合记忆B细胞却没有观察到富集。

进一步分析同时期形成的GC B细胞和记忆B细胞的B细胞受体的表达，发现抗原免疫之后的不同时间点GC B细胞的Ig突变具有较大的变化范围，同时呈现随时间增加而突变增加，但同时期的记忆B细胞却携带更少的突变，且记忆B细胞中的突变并没有随着时间而增加。接下来研究团队利用生物膜层干涉技术比较同时期GC B细胞和以及B细胞的B细胞受体和抗原的亲和力，发现48.6%GC B细胞的Fabs和35.6%的记忆B细胞的Fabs能和抗原HIV-1-Core结合，但GCB细胞大部分表达能和抗原单价结合的抗体，而记忆细胞很少表达这样抗体，相反记忆B细胞抗体主要结合多聚的抗原，记忆B细胞产生的抗体和抗原亲和力要小于同时期GC B细胞产生的。同时研究团队将GC B细胞和记忆B细胞抗体还原到未突变的共同前体（unmutated common ancestors, UACs）状态，发现和抗原有明显亲和力的GC B细胞中，90%来自于和抗原也有能检测到的亲和力的前体细胞中；但相反，同时时期产生的记忆B细胞只有10%的细胞具有可检测的抗原结合亲和力，这其中只有一半细胞来自于有亲和力的前体细胞，因此HIV-1 TM4-Core抗原免疫之后产生的记忆B细胞，95%来自于和抗原没有可检测到的亲和力的B细胞。

总之，本文通过谱系追踪，比较了抗原免疫过程中，生发中心B细胞和记忆B细胞的组成以及和抗原的亲和力，发现GC B细胞和其前体细胞具有较高的抗原亲和能力和比例，而同时期产生的记忆B细胞则对抗原的亲和力较弱。