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2025诺贝尔生理学或医学奖:免疫系统的“和平卫士”Treg细胞

2025年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位在免疫学领域做出奠基性贡献的科学家,玛丽·布伦科(Mary Brunkow)、弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)和坂口志文(Shimon Sakaguchi)。
这一突破性发现源于免疫学领域长期悬而未决的核心谜题:为何拥有强大攻击力的免疫系统能精准区分“敌我"?三位科学家的研究将答案指向了免疫系统的“卫士"——Treg细胞。

科学背景与发现历程

坂口志文Shimon Sakaguchi的开创性发现:
1995年,当大多数科学家对“抑制性T细胞"的存在持怀疑态度时,坂口发现,这类CD4+CD25+的Treg细胞就像免疫系统的“安全卫士"或“刹车",能够抑制其他免疫细胞的过度活化,从而防止自身免疫病的发生。
玛丽·布伦科(Mary Brunkow)和弗雷德·拉姆斯德尔(Fred Ramsdell)的基因破译:
2001年?通过研究“scurfy"突变小鼠(表现为致命性自身免疫病),定位X染色体上的关键基因?FoxP3?,并证实其人类同源基因?FoxP3?突变导致严重的自身免疫性疾病IPEX综合征。
坂口志文Shimon Sakaguchi理论的汇聚与证实:
2年后,坂口志文的研究将这两条线索连接起来,进一步揭示?FoxP3?是Treg细胞的lineage-defining转录因子?,其表达可将普通CD4+ T细胞转化为具有抑制功能的Treg细胞。
Treg的核心功能
维持外周免疫耐受?:
通过细胞接触依赖机制(如CTLA-4)、分泌抑制性细胞因子(IL-10、TGF-β、IL-35)及消耗IL-2,抑制自身反应性T细胞的活化和增殖。
防止中央耐受(胸腺内阴性选择)逃逸的T细胞攻击自身组织。
动态免疫平衡?:
在感染后调控免疫反应强度,避免过度炎症损伤。
在肿瘤微环境中被“劫持",抑制抗肿瘤免疫应答。
Treg的常用检测marker

调节性T细胞(Treg)在诱导和维持免疫耐受中起着至关重要的作用。
与CD4和CD25一起,转录因子FoxP3的表达被认为是人类调节性T细胞(CD3+CD4+CD25+FoxP3+)的标志。理解Treg细胞的功能离不开对其分子特征的解码。
Helios(Ikzf2)是Ikaros转录因子家族的重要成员之一,在60%–70%的Tregs上被检测到,并被提议作为区分天然和外周诱导型Tregs的标志物。Helios可以增强FoxP3+Tregs的抑制能力,因为Helios通过与FoxP3启动子结合来上调FoxP3。此外,FoxP3+Helios+Treg的百分比增加已被证明与异基因骨髓移植患者急性移植物抗宿主病的显著减少相关。FoxP3+Helios+Tregs不仅与移植物抗宿主病的改善相关,而且还影响细菌性肺炎的预后。
CD39(ENTPD1)可以将三磷酸腺苷(ATP)转化为二磷酸腺苷(ADP),然后转化为单磷酸腺苷(AMP),CD39在人类中的表达仅限于FoxP3调节效应/记忆样T(TREM)细胞的一个亚群。FoxP3+CD39+Treg主要通过水解ATP来消除炎性体介导的促炎反应诱导。最近,一些研究表明,多发性硬化症,2型糖尿病患者血液中CD39+Treg的数量显著减少;CD39+Treg比CD39-Treg更稳定和功能更强。此外,观察到循环CD39+Tregs的比例增加可抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)和乙型肝炎病毒(HBV)的复制。
2006年,Hoffmann等人首先定义了一个Na?ve Treg亚群(CD4+CD25+FoxP3+CD45RA+),与CD45RA+Treg相比,CD45RA-Treg具有强大的免疫抑制作用。最近,一些研究表明,高水平CD45RA-Treg患者的移植排斥率较低。然而,CD45RA-Treg升高可能导致慢性丙型肝炎和HIV感染患者预后不良。相反,高水平的CD45RA+Tregs与低HIV负荷和复制相关。
如何进行Treg的流式细胞术检测
由于FoxP3及Helios均为核内转录因子,因此实验需要破核处理才能检测到核内标记,操作比较复杂,因此Beckman Coulter公司推出了标准化的Treg检测试剂方案,可以帮助研究者快速得到准确的检测结果。该方案为“Ready to use"预混的干粉试剂组合,一管一个测试,可以常温运输和存储,便于标准化操作,极大的降低了样本的前处理过程和操作误差。
流式检测方案:

该方案采用了常见调节T的Marker如FoxP3,CD25,对于Treg来说其表达(CD3+CD4+CD25+FoxP3+),主要起到免疫调节,在肿瘤发生发展或抑制耐受,习惯性流产,自免性疾病中发挥免疫耐受的作用。该方案还可以对调节T的成熟和活化进行评估,采用了CD45RA,对于初始调节T表达(CD3+CD4+CD25+FoxP3+CD45RA+),对于成熟及有功能的调节T表达CD39+及Helios。
流式检测步骤:
将50μL新鲜全血加入DURAClone IM Treg管1中,高速涡旋6-8秒。将管1孵育15分钟;
向管中加入3 mL 1XPBS,并以500 x g离心5分钟;
吸出上清液。轻轻涡旋细胞沉淀6-8秒。将管1中存在的细胞沉淀重悬于50μL 100%胎牛血清中;
向试管中加入5μL PerFix nc试剂缓冲液1(固定试剂),涡旋6-8秒,并孵育15分钟;
向管1中加入400μL PerFix nc Buffer 2(透化试剂),涡旋6-8秒,并将DURAClone IM Treg管1的内容物转移至DURAClone IM Treg管2;
涡流管2持续6-8秒。孵育60分钟;
向管2中加入3 mL 1X PBS,并孵育5分钟;
500 x g离心5分钟,弃上清,上机检测。

便捷的处理步骤示意图
流式设门策略:

中南大学湘雅三院的采用该方案的一项研究发现,Treg及其亚群细胞确实在肾移植后肺炎的疾病进展中起到一定的作用,总Treg、Helios-Treg、CD39+Treg、CD45RA+Treg的百分比在重度肺炎患者中明显升高,而Helios+Treg、CD39-Treg、CD45RA-Treg的百分比在重度肺炎患者中明显降低。并且他们针对上述的各种Treg亚群的ROC曲线进行分析,确定的Cut off值。
结 语
Treg的发现革新了免疫调控认知,其应用从基础研究快速迈向临床,未来或将成为癌症、自身免疫病及移植领域的免疫监测中发挥重要的作用。
参考文献(上下滑动阅览)

1.诺贝尔奖/prizes/medicine/2025
2. Advances in distinguishing natural from induced Foxp3+ regulatory T cells. Xiaohong Lin, Maogen Chen, Ya Liu, Zhiyong Guo, Xiaoshun He, David Brand, Song Guo Zheng. Int J Clin Exp Pathol. 2013.
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4. Adenosine generation catalyzed by CD39 and CD73 expressed on regulatory T cells mediates immune suppression. Silvia Deaglio, Karen M. Dwyer, Wenda Gao, David Friedman ,Anny Usheva, Anna Erat, Jiang-Fan Chen, Keiichii Enjyoji, Joel Linden, Mohamed Oukka, Vijay K. Kuchroo, Terry B. Strom and Simon C. Robson. J Exp Med, Jun 11 2007.
5. A peripheral circulating compartment of natural naive CD4 Tregs. Valmori, D., A. Merlo, N. E. Souleimanian, C. S. Hesdorffer, M. Ayyoub. J. Clin. Invest. 2005 (115): 1953–1962.
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