清华新闻6月18日电 机体被同一病原微生物再次感染时，免疫系统能够通过比第一次应答更快、更强的免疫反应来控制感染、减轻或阻止疾病发展。这种免疫记忆力，主要依靠能识别该病原的T淋巴细胞和B淋巴细胞承载。这些细胞越多、存活得越久、再次应答的功能越强，机体的免疫记忆就越长久、越强烈，机体就越能抵抗感染、维持健康。持久有效的疫苗，都要靠刺激机体产生长久而强烈的免疫记忆。然而，记忆淋巴细胞如何能持久存活、如何能长期保持其再应答能力，目前还不清楚。

6月17日，太阳集团tyc5997基础医学院祁海教授团队在《免疫》（Immunity）杂志发表了题为“B细胞记忆应答依赖于ZFP318对线粒体功能的调控”（High recallability of memory B cells requires ZFP318-dependent transcriptional regulation of mitochondrial function）的研究论文，报道发现了第一个专门维持记忆B细胞再应答能力的关键调控因子ZFP318。研究人员发现，在所有可与抗原结合的记忆B细胞里，只有小部分可以表达ZFP318的细胞才能有效参与二次免疫应答。不表达ZFP318的记忆B细胞线粒体功能缺陷，再次遇到抗原时会由于无法抵抗氧化应激而迅速死亡，无法参与再应答。缺失了ZFP318基因的动物，尽管可以对疫苗产生正常的一次免疫应答，但几乎完全丧失了免疫记忆功能。

祁海团队一直研究B细胞免疫记忆的调控机制，在2017年曾鉴定发现了来自生发中心的记忆B细胞前体1。在对这些细胞的转录组进行差异表达基因分析时，他们发现转录调控因子ZFP318在普通生发中心细胞中几乎不表达，但会在记忆B细胞前体和记忆B细胞群中显著上调。为了探究ZFP318在记忆B细胞中的潜在功能，作者构建了一个独特的ZFP318小鼠报告/敲除模型（Zfp318-loxP-STOP-loxP-DTR-2A-tdTomato，ZSDAT）。这一小鼠在ZFP318基因原位敲入了红色荧光蛋白（tdTomato）和白喉毒素受体（DTR）的编码序列，当和生发中心特异表达的AID-cre小鼠交配后，后代小鼠既可以用来做tdTomato荧光示踪（表达ZFP318生发中心来源的记忆B细胞）又可以用来做细胞删除实验。研究人员发现，当来源于生发中心且表达ZFP318的记忆B细胞被白喉毒素清除后，小鼠就丧失了二次免疫应答能力。这些结果说明，表达ZFP318的记忆细胞虽然只占所有记忆B细胞的10%-20%，却是二次免疫应答的最主要贡献者。通过比较野生型和ZFP318基因敲除小鼠，研究人员进而发现ZFP318基因本身的缺失不会影响初次免疫应答与血清抗体滴度，却特异而显著地影响了小鼠二次免疫强度和抗体生成。进一步，研究人员构建了B细胞特异的ZFP318可诱导表达小鼠（B cell-restricted induction of single-copy knocked-in ZFP318 gene expression，BRISK）。他们发现，如果在不表达ZFP318的记忆B细胞中强制表达ZFP318，就可以显著提升这些细胞的再应答能力，从而证明ZFP318对记忆B细胞的再应答能力是充分且必要的。通过mRNA-seq分析，研究人员进而发现缺失ZFP318的记忆B细胞，表达线粒体相关基因不充分，尤其是活性氧（Reactive oxygen species, ROS）清除相关基因。与此相伴随的是线粒体膜电位和形态异常，导致它们更容易在抗原刺激后死亡。如果给ZFP318敲除小鼠腹腔注射乙酰半胱氨酸（N-Acetylcysteine，一种活性氧清除剂），这些小鼠的二次免疫应答能力就能恢复到与野生型相当的水平。这些结果说明无法清除ROS是导致ZFP318缺陷小鼠免疫记忆丧失的主要原因。另外，研究人员还在三类不同疫苗的比较中都发现，初次接种疫苗后测量ZFP318阳性记忆B细胞的丰度，就可以预测序贯接种疫苗的效果，进一步说明了ZFP318对B细胞免疫记忆力的重要性。

ZFP318如此重要却又只表达在一小部分来自生发中心的记忆B细胞上，是什么因素在控制它的表达呢？研究人员发现B细胞受体（BCR）信号会抑制ZFP318表达，而只有T细胞的辅助信号才会在生发中心B细胞上诱导ZFP318的表达。这一结果暗示，得到足够T细胞帮助的记忆B细胞，才是值得信赖、可以被唤起参与再应答的免疫记忆。

ZFP318保护B细胞免疫记忆力

祁海团队的这一工作，发现了对B细胞免疫记忆力至关重要的调控分子，揭示了记忆B细胞再应答能力的第一个检查点。这些结果为未来优化疫苗设计、实现持久免疫保护提供了新路径和新靶点。例如，ZFP318可以作为生物标记物，指征更强和更持久的疫苗效用，有可能成为评价疫苗的替代终点。通过提高记忆B细胞中ZFP318的表达水平，可能使得疫苗保护更强烈、更持久。发现B细胞记忆功能的这一崭新调控机制及其与线粒体和氧化应激的关系，似乎也提示着免疫记忆与我们生活记忆的相似之处：那些刻骨铭心、历久弥新的记忆，总是来自那经历了风雨、耐住了考验的经历。

祁海为论文通讯作者，昌平实验室副研究员、太阳集团tyc5997基础医学院已出站博士后王毅峰和太阳集团tyc5997基础医学院博士后邵雯为论文共同第一作者。太阳集团tyc5997基础医学院张林琦课题组、生命学院俞立课题组、化学系喻国灿课题组、药学院谭旭课题组对该研究项目的完成作出了重要贡献。研究得到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、昌平实验室、清华北大生命科学联合中心、北京市科学技术委员会、北京结构生物学高精尖创新中心和新基石项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2024.05.022

供稿：基础医学院

题图设计：任帅

编辑：李华山

审核：郭玲