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动脉粥样硬化是一种非解决性炎症性疾病,T细胞在其中起着核心作用,通过细胞因子释放(如IFNγ)和细胞间相互作用调节斑块炎症。免疫检查点抑制剂(ICIs)通过阻断PD-1等检查点受体来增强抗肿瘤免疫反应,但这些药物与心血管事件风险增加相关,其机制尚不清楚。
隆德大学Daniel Engelbertsen和Megan Mulholland等人通过基因工程小鼠模型来研究PD-1阳性T细胞的功能特性,并使用流式细胞术、单细胞RNA测序(scRNA-seq)、免疫组织化学和空间转录组学等技术来分析T细胞的表型和功能。相关内容以“Progenitor exhausted PD-1+ T cells are cellular targets of immune checkpoint inhibition in atherosclerosis”为题发表在《Nature Cardiovascular Research》上。
【主要内容】
图1PD-1阳性T细胞在小鼠主动脉中的表型
上图展示了在高胆固醇饮食喂养的IfngYFP/YFPApoe−/−小鼠中,主动脉中的IFNγ产生T细胞主要表达PD-1,并且这些PD-1阳性T细胞主要表现为祖细胞耗竭表型(PD-1中等表达、Slamf6阳性、Tim3阴性)。这些细胞在体内产生IFNγ,显示出近期增殖的迹象,并保持多功能性。研究还发现,主动脉中的PD-1阳性T细胞比淋巴结和血液中的PD-1阳性T细胞表达更高水平的PD-1,表明这些细胞在动脉粥样硬化中具有独特的表型和功能。
图2主动脉和肿瘤中PD-1阳性T细胞的比较
主动脉中的PD-1阳性T细胞主要表现为祖细胞耗竭表型(PD-1中等表达、Slamf6阳性、Tim3阴性),而肿瘤中的PD-1阳性T细胞则更多地表现为晚期耗竭表型(PD-1高表达、Tim3阳性)。这表明主动脉中的PD-1阳性T细胞与肿瘤中的PD-1阳性T细胞在表型和功能上存在显著差异。
图3主动脉PD-1阳性T细胞的功能特性
PD-1阳性T细胞在体外刺激下能够同时产生多种细胞因子(如IFNγ、IL-2和TNF),表明这些细胞具有高度的活性和功能多样性。此外,这些细胞还表达高水平的TOX,这是一种与T细胞耗竭相关的转录因子,但同时也存在于多功能效应T细胞中。
图4PD-1阳性T细胞的TCR信号和IL-2信号
PD-1阳性T细胞在主动脉中表现出更高的TCR信号活性,这与Nur77-GFP的高表达相关。此外,研究还发现,PD-1阳性T细胞在体外IL-2阻断处理后,其表型并未发生显著变化,表明IL-2信号可能不是这些细胞的主要激活途径。
图5ApoB-100特异性T细胞的耗竭表型
研究者将ApoB-100反应性T细胞(BT3)移植到产生人类ApoB-100的Ldlr−/−小鼠中,并分析了这些细胞在主动脉中的表型。结果表明,这些ApoB-100特异性T细胞在主动脉中表现出高PD-1表达,并且与非特异性T细胞相比,它们还表现出更高的Tim3和TOX表达,表明这些细胞在主动脉中经历了显著的耗竭过程。
图6PD-1阻断对主动脉T细胞的影响
PD-1阻断显著改变了主动脉中的T细胞表型,增加了PD-1高表达T细胞的积累、IFNγ的产生、淋巴细胞灶的形成和中性粒细胞的招募。这些变化表明,PD-1阻断可能通过增强T细胞的活性和炎症反应,加剧动脉粥样硬化的发展。
图7PD-1高表达T细胞的耗竭表型
尽管PD-1高表达T细胞在主动脉中表现出更高的耗竭标志物表达,但这些细胞并不是PD-1阻断治疗的主要靶点。相反,PD-1中等表达的祖细胞耗竭T细胞在PD-1阻断后能够分化为PD-1高表达T细胞,从而促进T细胞在主动脉中的积累。
图8人类循环PD-1阳性T细胞与冠状动脉粥样硬化的关系
循环中的PD-1阳性T细胞能够产生IFNγ,并且这些细胞的水平与亚临床冠状动脉粥样硬化相关。此外,PD-1阳性T细胞在体外刺激下能够产生更多的IFNγ,这可能解释了为什么这些细胞与心血管风险增加相关。
【全文总结】
研究结果表明,PD-1阳性T细胞在动脉粥样硬化的发展中起着重要作用,特别是那些具有祖细胞耗竭表型的细胞。这些细胞不仅在小鼠模型中表现出促炎症特性,而且在人类样本中也与心血管疾病的风险增加相关。此外,PD-1阻断治疗可能会加剧这些细胞的炎症反应,从而增加心血管事件的风险。这些发现为理解ICIs治疗中的心血管副作用提供了新的视角,并可能有助于开发新的治疗策略来减轻这些副作用。
原文链接:
https://doi.org/10.1038/s44161-025-00713-2
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