B细胞受体-mTOR信号轴：调控流感感染后肺部组织驻留记忆B细胞积累的关键开关

《Science Immunology》：The B cell receptor–mTOR signaling axis restricts the accumulation of lung tissue–resident memory B cells after influenza infection

肺部组织驻留记忆B（BRM）细胞是抵御呼吸道再感染的关键防线，但调控其发育的机制尚不明确。为解决这一问题，研究者通过CRISPR筛选和基因敲除小鼠模型，揭示了BCR信号强度通过调控NFATC1和EGR2等转录因子表达，进而抑制BRM细胞积累。相反，过表达BCR信号负调控因子IKZF1或抑制mTOR，则可促进BRM细胞积累。该研究明确了BCR-mTOR信号轴是调控呼吸道感染后黏膜免疫的关键枢纽，为设计诱导保护性黏膜免疫的疫苗策略提供了新靶点。

　　

当我们感冒痊愈，身体并非完全“归零”，它会留下一支“常驻边防军”在肺部，这就是肺部组织驻留记忆B（B_RM）细胞。它们长期驻扎在肺组织中，能在相同病原体再次入侵时迅速反应，产生抗体，是抵御流感等呼吸道再感染的关键屏障。然而，大多数现有疫苗难以有效诱导这支“边防军”的形成，导致我们即使接种了疫苗，仍可能发生“突破性感染”。因此，深入理解B_RM细胞是如何在肺部“安家落户”的，是设计下一代能提供更强黏膜保护疫苗的核心科学问题。此前，调控B_RM细胞在肺部积累的关键信号通路一直是个谜团。

为了揭开谜底，Anupam等人的研究团队在《Science Immunology》上发表了一项重要研究。他们发现，B细胞感知抗原的“天线”——B细胞受体（BCR）及其下游的一条重要信号通路mTOR（雷帕霉素机制靶点），共同构成了一个精密的调控开关，决定着B细胞能否成功转变为驻留肺部的记忆细胞。过度活跃的BCR-mTOR信号会“劝退”B细胞在肺部定居，而适当削弱该信号则能“招募”更多B细胞成为常驻守卫。这一发现不仅深化了我们对黏膜免疫记忆形成机制的理解，也为通过调控特定信号通路来增强疫苗保护效力提供了全新的思路。

为开展此项研究，作者运用了多种关键技术方法。研究核心使用了流感病毒（PR8，H1N1）感染的小鼠模型。在技术层面，首先通过RNA测序（RNA-seq）分析了肺部B_RM细胞与循环记忆B（B_CM）细胞的转录组差异。其次，利用在活化B细胞中特异性表达Cas9的小鼠模型，结合递送不同单导RNA（sgRNA）的逆转录病毒文库，在体内进行了大规模CRISPR-Cas9筛选，以寻找调控B_RM细胞积累的关键转录因子。此外，研究还采用了逆转录病毒过表达、条件性基因敲除（如NFATC1、BTK）小鼠模型，并通过流式细胞术检测细胞内磷酸化蛋白（如pPLC-γ2, pS6）和转录因子（如IKZF1, EGR2）的表达，以验证信号通路的功能。药理学实验则使用mTOR抑制剂雷帕霉素（rapamycin）进行体内干预。

研究结果

肺部B_RM细胞在转录水平上与其循环对应细胞截然不同

通过RNA-seq比较发现，肺部CXCR3⁺B_RM细胞与循环中的B_CM细胞存在2181个差异表达基因。B_CM细胞富集了与BCR下游信号（如PI3K、NFAT）相关的通路基因，而B_RM细胞则高表达与肺部归巢（如Cxcr3, Ccr6）相关的基因，且其基因特征与IKZF1等转录调控因子相关。RM细胞与其循环对应细胞的转录组差异分析">

体内CRISPR-Cas9筛选B_RM细胞表达的转录因子

针对287个差异表达的转录调控因子，研究者进行了体内CRISPR-Cas9筛选。结果发现，敲低转录因子IKZF1会降低B_RM细胞相对于B_CM细胞的比例，而敲低NFATC1、EGR2和SKIL则会增加该比例，表明IKZF1促进B_RM细胞积累，而NFATC1和EGR2起抑制作用。RM细胞积累的转录因子">

过表达IKZF1和EGR2调控肺部B_RM细胞积累

逆转录病毒过表达实验进一步验证了筛选结果。过表达IKZF1促进了B_RM细胞积累，而过表达NFATC1、EGR2、KLF3和BHLHE41则抑制了其积累，这与筛选结果一致。RM细胞积累的影响">

遗传学降低NFATC1表达促进肺部B_RM细胞积累

通过构建B细胞特异性NFATC1单倍剂量不足（杂合，Het）和完全敲除（KO）小鼠，研究者发现NFATC1的剂量效应至关重要。与野生型（WT）小鼠相比，NFATC1杂合小鼠肺部流感特异性的B_RM细胞数量增加，而B_CM细胞无变化；NFATC1完全敲除则导致B细胞应答严重受损。RM细胞积累">

肺部B_RM细胞在BCR刺激后PLC-γ2磷酸化降低

尽管发育中的B_RM细胞暴露于更多抗原信号，但成熟的肺部B_RM细胞表达更低的BCR信号通路相关基因（如Syk, Lyn）。功能实验表明，在抗IgG刺激后，肺部B_RM细胞中PLC-γ2的磷酸化水平显著低于循环B_CM细胞，表明其BCR信号传导能力减弱。RM细胞的BCR信号传导能力减弱">

BCR信号传导限制肺部B_RM细胞积累

为直接验证BCR信号的作用，研究者过表达了降解抗性的SYK突变体（SYK^Y317F）以延长BCR信号。结果显示，过表达SYK^Y317F会严重损害B_RM细胞（尤其是CXCR3⁺亚群）在肺部的积累，而过表达野生型SYK效果居中。这表明持续的BCR信号会抑制B细胞在肺部建立常驻记忆。RM细胞积累">

mTOR信号传导限制肺部B_RM细胞积累

生物信息学分析显示，B_CM细胞富集PI3K-mTOR信号通路基因。实验发现，发育中的B_RM细胞在感染早期（第8-12天）其mTOR下游蛋白S6的磷酸化（pS6）水平升高。使用mTOR抑制剂雷帕霉素处理，可降低发育中B_RM细胞NFATC1和EGR2的表达，并在感染后特定时间窗（第7-13天）给药，最终能促进肺部B_RM细胞的积累，而不影响循环B_CM细胞。RM细胞的mTOR信号特征">RM细胞积累">

研究结论与意义

该研究系统性地阐明了BCR-mTOR信号轴是调控流感感染后肺部B_RM细胞积累的核心枢纽。其核心结论在于：B细胞所接收的BCR信号强度精确调谐了其分化为组织驻留记忆细胞的能力。过强的BCR信号会通过激活转录因子NFATC1和EGR2，抑制B_RM细胞在肺部的积累；而转录因子IKZF1作为BCR和mTOR信号的负调控因子，则能促进这一过程。研究进一步证明，通过药理学手段抑制mTOR信号，可以有效模拟IKZF1的功能，促进保护性的B_RM细胞应答。

这项研究的重要意义在于，它将一个复杂的免疫细胞命运决定问题，追溯到一个相对清晰的信号通路调控网络上。它不仅回答了基础免疫学中关于组织驻留记忆B细胞发育调控的重要问题，更转化医学视角提供了潜在的应用策略。目前大多数疫苗难以有效诱导肺部黏膜免疫，而该研究指出，通过适度调制BCR或mTOR信号（例如使用已有的小分子抑制剂，如用于白血病的CK2抑制剂Silmitasertib或雷帕霉素类似物），或许能在疫苗接种时“说服”更多B细胞定居肺部，从而建立起更强大、更快速的第一道防线。这为开发新一代能够有效预防呼吸道感染和传播的“灭菌免疫力”疫苗提供了全新的理论依据和潜在的干预靶点。