撰文 |咸姐

傳統(tǒng)觀點認為，適應(yīng)性免疫應(yīng)答始于淋巴結(jié)，而后由效應(yīng)細胞在感染組織執(zhí)行功能，這種“由內(nèi)而外”的模式是免疫學的基本框架。然而，在感染或炎癥刺激下，肺部會形成異位淋巴結(jié)構(gòu)，即 由 T細胞、B細胞、樹突細胞、巨噬細胞和基質(zhì)細胞組成的三級淋巴結(jié)構(gòu)（TLS） ，這些結(jié)構(gòu)不僅是局部抗體產(chǎn)生的場所，還被發(fā)現(xiàn)具備獨立啟動T細胞應(yīng)答的能力，暗示組織局部存在更為復(fù)雜的免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)【1】。盡管 T LS的重要性日益凸顯，但T細胞在其微環(huán)境中的分化命運及其調(diào)控信號仍知之甚少。

T細胞的多樣化受多種因素調(diào)控，包括抗原受體的結(jié)合、細胞因子、缺氧環(huán)境以及營養(yǎng)物質(zhì)的可用性，所有這些因素都在時間和空間上受到動態(tài)調(diào)控。這些信號在TLS內(nèi)外的分布，很可能在引導(dǎo)組織T細胞的命運方面發(fā)揮著核心作用。 例如，有研究發(fā)現(xiàn)， 流感病毒感染可誘導(dǎo)肺部產(chǎn)生異質(zhì)性的組織駐留CD4+ T細胞，包括定位于TLS的T細胞駐留輔助（TRH）細胞和分布于整個組織的Th1細胞。TRH細胞與淋巴器官中的濾泡輔助T細胞（Tfh）細胞類似，需要Bcl6表達，支持局部抗體應(yīng)答。值得注意的是，TRH細胞可進一步分為Bcl6調(diào)控和HIF-1α調(diào)控的兩個不同亞群【2,3】。 雖然 Bcl6在T細胞中的作用已被廣泛記錄，但HIF-1α 作為細胞感知氧分壓和代謝應(yīng)激的核心轉(zhuǎn)錄因子 ， 其在T細胞中的功能研究存在諸多爭議：既有研究顯示其促進Th17和Treg分化，也有證據(jù)表明其抑制Th1應(yīng)答或在CD8+組織駐留記憶T細胞中發(fā)揮促進效應(yīng)。這種功能異質(zhì)性可能源于傳統(tǒng)基因模型無法區(qū)分HIF-1α在淋巴器官與組織局部的時空特異性作用。

2 026 年3月 6 日，來自瑞士巴塞爾大學的Carolyn G. King團隊在Immunity在線發(fā)表題為HIF-1α+ CD4+ T cells coordinatea tissue-resident immune cell network in the lung的文章，通過空間轉(zhuǎn)錄組學與時間特異性基因編輯手段，精準解析HIF-1α在肺部CD4+ T細胞中的動態(tài)分布及其在TLS微環(huán)境中的功能，發(fā)現(xiàn)HIF-1α 的活性能夠維持一群肺部駐留的 CD4? T 細胞，這些細胞組織起一個依賴于 IL-21 的免疫網(wǎng)絡(luò)，從而在感染和癌癥過程中整合局部保護性免疫反應(yīng)。

本文研究人員 利用Xenium空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù) ，對流感感染1 4 天后的小鼠肺組織進行了 高分辨率解析，以探究肺部 T LS內(nèi)免疫細胞的空間互動 。 通過基于Cd79b基因表達識別TLS結(jié)構(gòu)并結(jié)合細胞距離分析，研究 結(jié)果 揭示了TLS內(nèi)部高度有序的細胞布局 ，其中 B細胞主要聚集在核心區(qū)，而樹突狀細胞、巨噬細胞、T細胞和漿細胞則富集于外周，形成一個清晰的圈層結(jié)構(gòu)。 研究人員發(fā)現(xiàn)， TLS核心區(qū)富集了與生發(fā)中心 （G C ） B細胞和Tfh相關(guān)的基因，且其結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)與次級淋巴器官相反的“倒置”組織（暗區(qū)基因在 邊緣 ，明區(qū)基因在內(nèi) 部 ） ; 而TLS邊界區(qū)域則高表達與T細胞招募相關(guān)的趨化因子以及低氧和TGF-β信號通路相關(guān)的基因。 這些發(fā)現(xiàn)表明，TLS內(nèi)部存在復(fù)雜的空間功能分區(qū)，其外圍獨特的微環(huán)境可能通過低氧和特定信號分子驅(qū)動HIF-1α的活性，從而為局部T細胞的進一步分化提供了特定生態(tài)位。

隨后，研究人員 通過單細胞測序分析發(fā)現(xiàn)，流感感染后肺部CD4+ T細胞的HIF-1α轉(zhuǎn)錄活性高于淋巴結(jié)，并于感染后第30天達峰 ?；?Egln3-YFP報告小鼠（HIF-1α轉(zhuǎn)錄活性的指示系統(tǒng)） 的實驗 證實，肺內(nèi)HIF-1α活性主要局限于FR4+的TRH細胞亞群，其表達呈瞬時性，在感染后期逐漸減弱 ，并且 獨立于循環(huán)T細胞，受局部微環(huán)境信號驅(qū)動。 此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)， 在感染早期（第14天），HIF-1α蛋白廣泛分布于TLS內(nèi)部，而到第30天 則 主要定位于TLS的外圍邊界。這種分布模式的動態(tài)變化與Bcl6的抑制作用相關(guān)：誘導(dǎo)性刪除Bcl6導(dǎo)致HIF-1α表達上調(diào)，并使CD4+ T細胞更易積聚在TLS外部 。同時， 阻斷TLS的形成 使得 Egln3-YFP+ CD4+ T細胞的數(shù)量顯著減少，證明這群HIF-1α活性細胞的產(chǎn)生或維持依賴于局部TLS微環(huán)境。

與此同時，研究人員 通過誘導(dǎo)性CD4-CreERT2小鼠模型，在流感感染后第15天啟動Hif1a基因缺失，以排除HIF-1α在T細胞初始活化階段的影響，特異性探究其在肺組織局部的作用 。研究結(jié)果顯示， Hif1a缺失導(dǎo)致肺內(nèi)流感特異性CD4+組織駐留T細胞總數(shù)減少約10倍，但循環(huán)T細胞和淋巴結(jié)Tfh細胞未受影響，且TRH細胞總數(shù)變化不顯著，而CXCR6+ TRH亞群和Th1細胞顯著減少。 此外，分析顯示， HIF-1α活性最高的Egln3-YFP+ TRH細胞高表達IL-21，Hif1a缺失后Il21轉(zhuǎn)錄水平及肺組織IL-21蛋白均下降，伴隨PD-1表達降低。體外實驗 也顯示， Hif1a缺失的CD4+ T細胞在誘導(dǎo)條件下Blimp-1和IL-21表達減少。通過氣管內(nèi)給予外源性IL-21處理，可恢復(fù)Hif1a缺失小鼠肺內(nèi)CXCR6+ TRH和Th1細胞的數(shù)量及PD-1表達，而對對照小鼠影響甚微。這些結(jié)果表明，HIF-1α通過驅(qū)動TRH細胞產(chǎn)生IL-21，以旁分泌或自分泌方式支持CXCR6表達和肺組織駐留T細胞亞群的維持。

進一步地，研究人員發(fā)現(xiàn)， Hif1a缺失小鼠的肺泡巨噬細胞數(shù)量減少，MHC-II、CD86和LFA-1表達下調(diào)，而 外源性 補充IL-21可恢復(fù)這些缺陷。通過混合骨髓嵌合體實驗證實，巨噬細胞內(nèi)在的IL-21R信號對其在感染后的恢復(fù)至關(guān)重要。此外，Hif1a缺失導(dǎo)致肺組織駐留NK細胞（主要為CXCR6+ Eomes+ ILC1樣細胞）選擇性減少，而淋巴結(jié)、脾臟和肝臟的NK細胞未受影響，補充IL-21同樣可恢復(fù)該群細胞。在B細胞應(yīng)答方面，Hif1a缺失小鼠肺內(nèi) G C B細胞、CCR6+ CXCR3+記憶B細胞及IgA+ B細胞數(shù)量下降，呼吸道IgA抗體滴度降低，且這種影響具有時間依賴性：第15天缺失Hif1a同時影響GC B細胞和IgA，而第25天缺失主要影響IgA。外源性IL-21同樣可恢復(fù)這些B細胞缺陷?？臻g轉(zhuǎn)錄組學和免疫熒光染色顯示，IL-21蛋白主要定位于TLS外周，而其響應(yīng)信號在TLS核心及外周免疫細胞中均可檢測到，提示IL-21在局部形成濃度梯度，協(xié)調(diào)多細胞類型的應(yīng)答。這些結(jié)果表明，HIF-1α+ CD4+ T細胞通過IL-21整合了肺泡巨噬細胞、肺駐留NK細胞和局部體液免疫，構(gòu)成一個協(xié)同保護性的肺部免疫網(wǎng)絡(luò)。

最后， 通過異源性流感病毒感染模型和肺腺癌腫瘤模型 證實， HIF-1α+ CD4+ T細胞在感染和腫瘤兩種病理條件下均發(fā)揮關(guān)鍵保護作用。在流感二次感染中，Hif1a缺失小鼠血氧飽和度下降、 肺部 病毒載量升高，伴隨NK細胞IFN-γ產(chǎn)生減少和流感特異性IgA抗體滴度降低。在KPAR肺癌模型中，Hif1a缺失小鼠生存率顯著下降，肺內(nèi)FR4+ CXCR6+ CD4+ T細胞、ILC1、IgA+ B細胞和肺泡巨噬細胞減少，而MHC-II低表達髓系細胞增多。外源性IL-21給藥可延長Hif1a缺失小鼠的生存期，但對對照小鼠無顯著影響。這些結(jié)果表明，無論是在感染還是腫瘤背景下，HIF-1α+ CD4+ T細胞均通過IL-21依賴的方式協(xié)調(diào)一個類似的肺黏膜免疫網(wǎng)絡(luò)，維持多種免疫細胞群體的穩(wěn)態(tài)，從而在機體抵御病原體和控制腫瘤過程中發(fā)揮關(guān)鍵保護作用。

綜上所述，本研究表明HIF-1α是肺部CD4+ T細胞可塑性的核心調(diào)節(jié)因子，并促進了對肺部多方面免疫反應(yīng)的IL-21依賴性調(diào)控。這群定位于TLS周邊的細胞通過IL-21，整合了肺泡巨噬細胞、駐留NK細胞和局部體液免疫，形成一個多細胞協(xié)同的保護網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)在流感和肺癌模型中均發(fā)揮關(guān)鍵保護作用。研究揭示的HIF-1α-IL-21軸為理解組織局部免疫調(diào)控提供了新視角，并為呼吸道感染和肺癌的黏膜免疫治療指明了潛在靶點。

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2026.01.023

制版人： 十一

參考文獻

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