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淋巴结的建筑师:淋巴结基质细胞

挑食的喵 闲谈 Immunology 2022-06-07
淋巴结基质细胞(包括间充质细胞内皮细胞),维持淋巴结器官发生(organogenesis),结构完整性(integrity),空间结构划分(compartmentalization),和免疫细胞功能(Function)。

淋巴结器官发生

小鼠胚胎E12.5-E13.5,人类怀孕8-11周,淋巴器官开始发生。

两类关键细胞

  1. 淋巴组织诱导细胞(lymphoid tissue inducer ,LTi):属于先天淋巴样细胞(ILCs)。LTi细胞旁分泌RANKL和IL-7诱导自身表达LT,结合和激活LTo的LTβ受体(LTβR),通过NF-κB通路诱导LTo的成熟和活化。
  2. 淋巴组织形成体细胞(lymphoid tissue organizer,LTo):LTo分泌CCL19,CCL21(结合CCR7),CXCL13(结合CXCR5),也进一步促进RANKL和IL-7分泌,上调黏附分子VCAM-1, ICAM-1 和 MAdCAM-1。

淋巴器官形成过程


  1. 血液循环LTi细胞从胎儿肝脏迁移进入平滑肌细胞(SMC)覆盖部位的LN通道(血流和淋巴流相交)。位于LN通道的内皮LTo(eLTo)细胞和间充质LTo(mLTo)细胞,与迁移进入的LTI细胞相互作用。
  2. 离开血流的LTi细胞,通过表达的CCR7趋化向表达CCL21的eLTo,通过RANKL-RANK和LT-LTβR信号,LTi细胞聚集。
  3. 招募来的LTi细胞被保留在淋巴结实质中,通过CXCR5与mLTo上CXCL13结合。早期mLTo上的CXCL13是来自神经细胞衍生的维甲酸(RA)结合RAR。
  4. LTi细胞与mLTO细胞之间的LT-LTβR相互作用诱导mLTo激活。激活mLTO细胞可上调一系列分子表达(趋化因子CXCL13、CCL19、CCL21、生存细胞因子IL-7,粘附分子VCAM1、ICAM1和MADCAM1),以进一步保留LTi细胞,并产生一个正前馈循环来维持LTi细胞招募,最终形成完整淋巴结。


淋巴器官稳态维持与基质细胞类别


T区网状细胞(TRCs)

  • 形成网状管道,帮助细胞迁移和抗原运输;
  • 分泌趋化因子CCL19/21招募T细胞和DC
  • 分泌B细胞(BAFF)T细胞(IL-7)存活因子
  • 表达MHCII-自身肽诱导自身抗原耐受
  • 上调Treg

卵泡树突状细胞(FDCs)
  • 驻留在B细胞卵泡中

  • 分泌CXCL13来招募和定位NaiveB细胞
  • 抗原捕获,可转移给B细胞
  • 促进卵泡扩张,以适应生发中心(GC)的形成 

淋巴内皮细胞(LECs)和边缘网状细胞(MRCs)
  • 连接淋巴窦:促进抗原,免疫细胞(DC)等进入淋巴结

  • 表达CCL21,促进DC进入淋巴结

  • LECs分泌CSF-1维持淋巴窦巨噬细胞稳态

  • MRCs表达RANKL维持巨噬细胞和ILCs稳态


高内皮静脉细胞(HEVS)
  • 由专门的血管内皮细胞(BECS)组成

  • 表达多种粘附分子促进血液循环淋巴细胞的捕获和进入淋巴结

  • 肌成纤维细胞周细胞和血管周围FRCs包围HEVS,维持血管屏障完整性

  • 分泌细胞外基质成分和趋化因子,使淋巴细胞进一步进入淋巴结实质 


免疫反应阶段淋巴结膨胀

免疫反应阶段,淋巴结从静息状态进入活化状态,形态膨胀。此过程主要由成纤维细胞网状细胞(fibroblastic reticular cells,FRC)完成。

  1. 初始膨胀是由活化DCs与FRCS之间的CLEC2-PDPN相互作用,介导FRCs拉伸,拉长和松开网状网络,以促进淋巴结膨胀 。
  2. 二次膨胀阶段是FRC增殖结果。FRCs的增殖是由活化的淋巴细胞和髓系细胞的多种信号介导(包括IL-1β、IL-17、TLR信号, 1型IIFN和LTβR信号)。 

调节适应性免疫


淋巴结基质细胞在适应性免疫细胞激活,功能,存活阶段都有重要作用。


  • 在免疫应答过程中,活化的FRCs在限制和促进T细胞反应方面起着关键作用。回应来自T细胞的炎症信号(如IFN-γ),FRCS产生抑制性分子(包括NO、IDO和COX1/2),限制T细胞活性。FRCs还能维持MHCII的表达,介导扩增后抗原特异性T细胞的收缩。

  • 相比之下,抗感染免疫,FRCs可产生IL-6和IL-15等细胞因子,促进T细胞和固有淋巴样细胞(ILC)的活性、适应度 和功能。 

  • 网状细胞的不同亚群也有助于支持体液免疫反应。促进生发中心GC最佳亲和力成熟。FDC和CRCs产生一个协调的趋化因子环路,使B细胞在GC亮区(LZ)和暗区(DZ)之间循环 。在LZ中,FDCs帮助GC B细胞捕获抗原,然后与Tfh细胞相互作用,促进体细胞高突变(Shm)和类别转换重组(CSR)。CXCR4的上调促使B细胞向暗区表达CXCL12的CRCs移动,之后再通过CXCR5-CXCL13向亮区移动,循环往复,直至亲和力成熟,离开生发中心。

  • medRC分泌BAFF等维持浆细胞存活。


主要参考文献
  1. Akshay T Krishnamurty et al,Lymph node stromal cells: cartographers of the immune system,Nat Immunol . 2020 Apr;21(4):369-380

  2. Jasper J Koning and Reina E Mebius,Stromal cells and immune cells involved in formation of lymph nodes and their niches,Current Opinion in Immunology 2020, 64:20–25

  3. Vikas Saxena,et al,Role of lymph node stroma and microenvironment in T cell tolerance,Immunological Reviews. 2019;00:1–15.


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