来源：DeepTech深科技
据了解，此前中国科学院生物物理研究所侯百东研究员及其团队，主要研究 B 淋巴细胞中的一种天然免疫受体——Toll 样受体（TLR，Toll-like Receptor）的作用机制。
此前，他们在小鼠自身免疫病模型中发现了 B 细胞 TLR 作用，并发现 B 细胞 TLR 是促进自身抗体产生的关键分子。
但是，B 细胞 TLR 在正常免疫反应中的作用，依旧尚不清楚。
更早之前，侯百东在美国加州大学旧金山分校做博士后期间，曾发现 B 细胞 TLR 在病毒颗粒诱导的抗体反应中发挥特殊作用，相关论文于 2011 年发表。
回国之后的侯百东，在生物物理所组建实验室之后，继续研究 B 细胞 TLR 在抗病毒免疫过程中的作用机理。
后来，他和团队发现 TLR 信号在病毒颗粒诱导的 B 细胞活化的初始反应过程中发挥着重要作用，并可以增强细胞增殖和细胞分化，这种效应能够一直延续到后续的免疫反应。
但是，当他们在 B 细胞初始反应之后移除 TLR 信号的刺激时，细胞反应的强度几乎不受任何影响。
课题组当时对这一现象感到非常困惑，因为他们一直认为信号强度决定了细胞反应的程度。
那么，在 B 细胞 TLR 发挥作用时，为何初始时的信号强度，仍然可以影响已经扩增了多代次的 B 细胞的反应程度？
该团队表示：“生物物理所有着一个非常好的学术交流氛围，各实验室会在所内轮流做报告，介绍自己实验室工作。”
其中，该所的朱冰研究员领导的实验室，致力于研究细胞内的表观遗传信息如何在细胞增殖后实现代际传递。
通过此，侯百东等人开始对表观遗传学领域产生了一定了解。
这让该课题组隐约觉得：表观遗传机制——是回答免疫反应过程中当外界信号不再存在之时、反应得以持续进行的关键。
随后，侯百东实验室和朱冰实验室，开始了这一跨领域的合作。
免疫学和表观遗传学交叉领域的研究并不少，特别是在 T 细胞研究领域，很多表观遗传相关分子在缺失后会导致不同形式的免疫反应异常。
但是，T 细胞领域的研究结果，很难被直接用来解释 B 细胞免疫反应的过程。
因为，B 细胞在免疫反应过程中的细胞分化和产生效应细胞的过程，和 T 细胞都有着很大区别。
B 细胞在免疫反应过程中要经历活化 B 细胞、生发中心反应 B 细胞这两个主要阶段，最终生成可以产生抗体的浆细胞、以及产生可以进行再次反应的记忆 B 细胞（MemB，Memory B cell）。
而本次研究之所以特别关注 MemB，因为如果一个细胞可以对曾经接受过的信号产生记忆，并将这个信息以表观遗传的方式传递下去，那么 MemB 将是这些信息的最终载体。
另一方面，MemB 的研究对于感染或疫苗接种后机体如何产生长期免疫保护具有重要意义。
据介绍，侯百东实验室擅长小鼠模型和免疫细胞的分离鉴定，而朱冰实验室擅长体外细胞培养体系和生化分析。两个实验室的专长在一开始并不是十分匹配。
B 细胞的整个反应过程无法用体外培养系统重建，因此他们从体内分离到的各反应阶段的 B 细胞数量上仅能达到几万个，远远不能满足传统生化实验的需要。
于是，他们决定使用组学测序技术，针对不同亚群的 B 细胞进行分析。
随后，他们开始摸索如何针对分离的 B 细胞进行样品准备，从而使其满足测序要求。
而在初期实验中，他们需要解决样品处理过程中掺入的人为假象、测序样品质量不一致、无法分离到足够的细胞用于制样、以及建库实验条件优化问题。
准备充足之后，他们开始对各种免疫条件下不同的 B 细胞亚群进行测序分析。
期间，他们测试过不同的抗原免疫、也合并了不同的免疫佐剂。
在细胞分选上，他们不仅测试了同一个时间点的不同 B 细胞亚群，也收集了不同时间点的相应 B 细胞亚群的数据。
在测序方面，他们则进行了转录组测序、染色质开放性测序、组蛋白修饰测序、DNA 甲基化修饰测序等。
组学测序研究的特点，在于能够提供大规模的数据供分析，这让他们对细胞的状态有了更加完整的认识，避免了只研究个别基因可能带来的偏斜。
但是，另一方面也让他们更加容易陷入数据的海洋，最终只能描述现象以至于无法抓住背后的本质。
后来，他们在检视 MemB 二次免疫应答的转录组变化时，发现大量基因属于干扰素诱导的基因。而在 B 细胞里，这些基因很多可能是由 TLR 信号介导调控的。
研究人员表示：“我们对这个现象非常好奇，因为在传统免疫学的认识中，记忆 B 细胞比幼稚 B 细胞具有更高的抗原结合亲和力，因此抗原刺激的信号应该更强。而 TLR 介导的信号强度应该是大致相同的。”
带着这个疑问，他们比较了初次免疫反应（幼稚 B 细胞反应）和二次免疫反应（MemB 反应）过程中转录组的变化。
借此发现：TLR 信号下游基因的活化程度，确实有所增强。而抗原受体信号下游基因的活化程度，反而增强有限。
但是，由于这个现象很难通过信号调控机制来解释，于是他们设想：表观遗传信息的改变是否是这一现象的基础？
带着这个猜想，他们在染色质开放性的数据中找到了证据：在这些基因中，大约有三分之一的基因的染色质开放性在 MemB 中有所增加。
通过此，他们发现抗病毒 MemB 中表观遗传信息的改变，伴随着天然免疫应答的增强。回首这一发现，他们才意识到这只是大自然进化的结果。
要知道，适应性免疫细胞一直到脊椎动物问世之时才出现。而在更低等的生物中，天然免疫细胞已经开始发挥抵抗病原的功能。
过去，也有研究发现天然免疫细胞能够表现出某种记忆，即被再次刺激时反应程度相比初次有所增强。
目前，人们认为天然免疫细胞中的记忆现象，至少在较大程度上和表观遗传调控存在相关性。
在适应性免疫细胞的进化过程中，B 细胞仍然保留了天然免疫信号识别机制。而本研究则揭示：B 细胞可能也保留了天然免疫系统中记忆形成的机制。
另据悉，研究中他们曾使用一个模式病毒颗粒去探究抗病毒的记忆 B 细胞的特征。
借此发现：普通蛋白抗原诱导的记忆 B 细胞和病毒颗粒诱导的记忆 B 细胞存在着明显不同。
在真实世界中，虽然感染或接种疫苗都有可能帮助他们获得持久的免疫保护。但是，不同形式的疫苗在诱导机体免疫反应和免疫记忆有着较大差别。
如果在进行疫苗有效性评价时，同时评价记忆 B 细胞的数量和性质，可能会有利于筛选出提供持久免疫保护的疫苗。
（来源：Science Advances）
Xiping Zhu 是第一作者，中国科学院生物物理研究所的侯百东研究员、朱冰研究员、以及华兆琳研究员担任共同通讯作者。
图 | 华兆琳（来源：华兆琳）
不过，本次研究仅仅是对经典的抗病毒 MemB 进行了深入研究。
实际上，MemB 细胞的来源很多。不同的感染、免疫方式、针对不同抗原产生的 MemB 可能携带不同的表观遗传信息。
MemB 中的表观遗传的异质性可能会导致这些 MemB 在体内发挥不同的作用。
因此，如何去解码 MemB 中的表观遗传信息，还需要花费大量精力开展研究。
参考资料：
1.Zhu，X.，Hong，S.，Bu，J.，Liu，Y.，Liu，C.，Li，R.，... & Hou，B. (2024). Antiviral memory B cells exhibit enhanced innate immune response facilitated by epigenetic memory.Science Advances， 10(13)，eadk0858.
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