感染および癌に対する免疫におけるCD40–CD40l軸の複数の効果

はじめに

CD8+細胞傷害性Tリンパ球（CTL）応答は、感染および癌に対する免疫において重要な役割を果たす。1効果的なCTL応答を生成するためには、三つの重要な分子信号が必要です。 例えば、Ｂ７−１（ＣＤ８ ０）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、ＣＤ２ ８（例えば、Ｔ細胞ＣＤ２ ８／ＡＰＣ ＣＤ８ ０）、ｂ７−１（ＣＤ８ ０）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−１（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−１（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−１（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−１（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）、Ｂ７−２（ＣＤ８ ６）／Ｂ７−２（Ａ ｇ特異的Ｔ細胞−ＡＰＣ相互作用の結果として、ｔｃｒ−ＭＨＣ−ペプチド複合体およびｃｄ２ ８−ＣＤ８ ０相互作用の中心クラスターを含む免疫学的シナプスが形成され、係合された副分子（例えば、複合体化されたＬＦＡ−１−ＣＤ５ ４）の環によって囲まれている。1-3第三のシグナルは、サイトカインの分泌であり、これは応答するエフェクター Ctlをさらに強化、修飾、およびスキューする。4,5信号1が信号2が存在しない場合に生成されると、イミュニティではなく許容値が表示されます。したがって、ＡｐｃおよびＴ細胞上の異なる表面分子の共刺激または効率的な係合は、効率的な免疫応答を誘発するために重要である。

共刺激分子は、一般に、CD28/B7ファミリー群と腫瘍壊死因子（TNF）/腫瘍壊死因子受容体（TNFR）ファミリー群の二つのグループに分けられる。 ＣＤ２ ８は、樹状細胞（Ｄｃ）およびマクロファージなどのＡｐｃ上の共刺激分子Ｂ７−１（ＣＤ８ ０）およびｂ７−２（ＣＤ８ ６）に結合するＴ細胞表面受容体であり、細胞媒介性免疫応答ＣＤ２ ８ファミリーの阻害分子は細胞傷害性ｔリンパ球抗原４（ＣＴＬＡ−４）である。 CD28およびCTLA-4は、同じリガンド（B7分子）を認識するが、T細胞活性化に対して反対の機能的効果を有する2つの受容体である。ＣＤ４ ０は、ＯＸ４ ０（ＣＤ１ ３ ４）、４−１ＢＢ（ＣＤ１ ３ ７）、およびＣＤ２ ７を含むＴＮＦＲファミリーのメンバーである。ＯＸ４ ０は活性化Ｔ細胞上で発現され、一方、そのリガンドパートナー ＯＸ４ ０ＬはＡｐｃ上に位置する。４−１ＢＢ（ＣＤ１ ３ ７）はＢ細胞、マクロファージおよびＤｃ上で発現され、一方、そのリガンド４−１ＢＢＬはＤｃおよびマクロファージ上で発現される。ＣＤ２ ７のリガンドであるＣＤ７ ０もＡｐｃ上に見出される。ＴＮＦ／ＴＮＦＲファミリーメンバーは、ＴＣＲの関与後数時間から数日で誘導され、ｔ細胞活性化の後期段階を含む。13このレビューでは、我々は、DCsのライセンス供与、T細胞記憶の促進、および慢性感染におけるCTL疲労の変換におけるCD40–CD40L関与に焦点を当てています。

CD40受容体とそのリガンドCD40L(CD154)はTNF:TNFRファミリーに属する。 CD40は、もともと膀胱癌細胞およびB細胞の表面マーカーとして同定された。後に、ＣＤ４ ０は、Ｂ細胞、マクロファージおよびＤｃ、ならびに多くの非免疫細胞上で発現することが見出された。 B細胞におけるCD40–CD40Lシグナル伝達は、長寿命の形質細胞および記憶B細胞の生成およびそれらの生存のために重要である。 ここでは、T細胞免疫におけるCD40–CD40Lシグナル伝達の役割に焦点を当てます。 CD40LはCD40およびタイプIIの39kDaの膜の糖蛋白質のための自然な配位子です。 細胞表面上のCD40–CD40L相互作用に続いて、細胞内シグナル伝達は、そのようなカノニカルおよび非カノニカル核因子kB経路、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ、ホスファチジルイノシトール-3キナーゼ（PI3K）、およびホスホリパーゼCy経路などの異なる経路の活性化につながる細胞の内膜におけるTNFR関連因子（TRAFs）の募集によって促進される。ＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌは、一対の共刺激分子であり、それらの相互作用は、適応免疫応答を成功させるために必要である。 主にCD8+Ctlの発症における免疫応答におけるCD40–CD40L相互作用の重要性を示唆する多数の報告がある。 二つのモデルは、CTL応答におけるCD40シグナル伝達に関する異なる研究室によって提案されている。最初のモデルは、ＣＤ４＋ｔヘルパー（Ｔ Ｈ）細胞のＣＤ４ ０ＬからＣＤ４ ０発現Ｄｃへの刺激がＤＣ成熟（認可）に必須であり、次に、認可されたＤｃが効果的なＣＴＬ応答を誘発し得るこしかし、DCライセンス供与におけるCD40の要件は、Apcを直接活性化する病原体に対する炎症反応によって回避することができる。第二のモデルは、ＣＤ４ ０Ｌ発現ＣＤ４＋ｔ細胞がＣＤ４ ０発現ＣＤ８＋ｔ細胞を直接活性化することを示唆し、全ての抗原に対するＣＴＬ応答がＣＤ８＋ｔ細胞上のＣＤ４ ０ 全体として、CD40–CD40L相互作用のための重要な役割は病原体および癌に対するホストの防衛のために非常に重要である多くの免疫のでき事を生じ

dcライセンスのためのDc上のCD40シグナル伝達

ヘルパー T細胞依存性抗原に対する免疫応答には、CD4+T細胞の助けが必要です。Ｍｈｃ ＩＩノックアウトマウス（ＣＤ４＋ｔ欠損）では、ＤｃはナイーブＣＤ８＋Ｔ細胞をプライムすることができない。 ＣＤ４＋Ｔ細胞は、それらのＣＤ４ ０Ｌ２ ０をＤｃ上のＣＤ４ ０と係合し、それらを免疫応答の強力な刺激因子とするようにＤｃを認可することによって助けを提供す19,21,22後に、ライセンスされたDcは、B7分子の発現およびT細胞分化を促進するインターロイキン12（IL-12）などのサイトカインの分泌を増強することによさらに、ＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌ相互作用はまた、Ｍｈｃ、共刺激および接着分子の発現の増加を引き起こし、Ｄｃ中の炎症誘発性ケモカインおよびサイトカインの増強された誘導をもたらす。このように、ＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌシグナルを介したＤｃの活性化は、ＤｃにナイーブＴ細胞を交差させる権限を与えるために必要な「ＣＤ４＋Ｔ細胞の助け」を提供する。24しかし、難問は、まれで移動性のこれら三つの細胞型が、互いに相互作用するために同じ場所に存在する方法でした。 さらに、ＣＤ４＋Ｔ細胞が、ＣＤ４ ０非依存性経路を介してＡｐｃを活性化することができるという、ちぐはぐな結果を提供するいくつかの報告がある。しかし、Dcが同族CD4+T細胞によって活性化されると、DcはケモカインCCL3およびCCL4を分泌し始めることが示唆された。27ケモカインは、CCR5発現CD8+T細胞とライセンスDcとの同族の相互作用を導き、三細胞相互作用を介して強力なCTL応答を誘発する。27我々の研究室では、以前にDcがDC-CD4+T細胞相互作用によってライセンスされると、ライセンスされたDcは、ctl応答のためのDC–CD4+T-CD8+T三元クラスターの絶対的な要件を示唆している以前の研究とは対照的に、同族CD4+T細胞の同時存在を必要としない16、CTL応答のための動的な三細胞相互作用モデルのためのin vivoの証拠を提供した。しかし、ＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌ相互作用が、ＤｃがＣＣＬ３およびＣＣＬ４ケモカインを分泌するよう誘導するかどうかは決定されなかった。 さらに、ＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌ相互作用を介して認可されたＤｃが、ＣＴＬ応答を誘導するためにＣＤ８＋Ｔ細胞によるＣＣＲ５発現を必要とするかどうかは知られていない。

Cd8+T細胞でのt細胞メモリーに対するCD40シグナル伝達

CD40は、B細胞やDcなどのApcだけでなく、活性化されたCD8+T細胞でも発現します。しかし、どの細胞集団がＣＴＬ応答のためのＣＤ４ ０シグナル伝達を送達する上で重要な役割を果たすかは明らかではなかった。 Bourgeoisらは、記憶CD8+T細胞の生成はCD8+T細胞上でのCD40の発現を伴うが、DC-CD4+T–CD8+t三元クラスターを形成するためにCD40–CD40L相互作用を介すCD4+T細胞の助けを必要とすることを実証した。さらに、著者らは、ＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌシグナル伝達のためのこのようなＣＤ４−ＣＤ８Ｔ細胞相互作用は、Ｄｃおよび３細胞相互作用を絶対的に必要とするが、ＣＤ８＋ｔ細胞の活性化は、ＤｃによるＣＤ４ ０発現とは無関係であることを示唆した。感染症モデルにおいて、以前の研究は、Ｄｃ上でＣＤ４ ０Ｌ発現を報告し、ＣＤ４ ０ｌ発現Ｄｃは、ＣＤ４＋Ｔ細胞を必要とせずに、ＣＴＬ応答の誘導のためにＣＤ８＋ｔ細胞上にＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌ28細胞間トロゴサイトーシス(細胞免疫学における新しい現象)は、1)DCsとT細胞の間に形成されたシナプスにおける分子の内在化とリサイクル、2)解離関連プロセス、3)T細胞によるDC放出エキソソーム(EXOs)の吸収、4)T細胞によるDC膜ナノチューブの取り込みによる免疫応答の調節に重要な役割を果たすことが分かっている(図1)。29以前に、我々はCTL応答の誘導のための動的な二細胞相互作用モデルを提案した。このモデルによれば、Dcによって活性化されたCD4+ヘルパー T細胞は、シナプスで構成されたMHCクラスIIおよび共刺激分子(CD54およびCD80)だけでなく、DcとT細胞の間に形成されたシナプス内の分子の内在化およびリサイクルと呼ばれるプロセスによってApcからバイスタンダー pMHC-Iを獲得し(図1)、CD8+CTLの増殖および記憶形成を直接刺激することができるCD4+tヘルパー Apc(Th-Apc)になる(図1)。2,3我々は、TH-ApcがDC放出されたEXO取り込みを介して形成することもできることを実証した（図1）。32,33我々は、非特異的CD4+T細胞が抗原特異的DC放出EXOsを取り込み、抗原特異的CD8+CTL応答と長期T細胞メモリを刺激することができることを示した。その後、本発明者らの研究室は、直接的なＣＤ４＋Ｔ細胞−ＣＤ８＋Ｔ細胞相互作用のｉｎ ｖｉｖｏ証拠を提供し、そのような相互作用がＤｃの同時存在を必要としないこ本発明者らは、２光子イメージングを用いて、ＰＭＨＣ−ｉ獲得ＣＤ４＋Ｔ細胞が、ｉｎ ｖｉｖｏでＣＤ４ ０Ｌシグナルを送達するためにＣＤ８＋Ｔ細胞と直接相互作用することがで16別のグループからの最近の研究はまた、直接CD4+T細胞-CD8+T細胞相互作用の我々の発見を強く支持する二光子イメージングデータを提供しました。感染モデルにおいて、Ｊｏｈｎｓｏｎらは、マウス脾臓Ｄｃが、ウイルス感染またはＴｏｌｌ様受容体刺激後にＣＤ４ ０Ｌを発現し、ＣＤ８＋ｔ細胞上のＣＤ４ ０シグナル伝達を介してＣＴＬ応答を誘発することを示した。我々の研究は、CD4+T細胞上のCD40Lが、非炎症状態における効果的なCTL応答をもたらすCD8+T細胞上の直接CD40シグナル伝達のために重要であるこ16我々はさらに、pMHC-I複合体を獲得したCD4+Th-Apcは、その内因性IL-2およびCD40Lシグナル伝達を介して転送されたCtlの生存と高度に転移腫瘍挑戦から保護35これらの発見16、21、28、33は、CD40–CD40Lシグナル伝達が効果的なCTL応答のために重要であり、CD40シグナル伝達の結果が複雑であり、CD40を発現する細胞の

図1DC–T細胞およびT細胞–T細胞界面におけるCD40–CD40L相互作用。 注:クロスプライミングDCは、まず抗原特異的CD4+Tと相互作用し、pMHC-IIおよびTCR（シグナル1）、CD80-CD28（シグナル2）、およびサイトカイン（シグナル3）を介してCD40–CD40L依存性CTL応答の重要な最初のステップである。 ＣＤ４ ０Ｌを発現するＣＤ４＋Ｔは、抗原を担持するＣＤ４ ０を発現するＤＣと相互作用し、そのようなＤＣ−ＣＤ４＋Ｔ相互作用は、ＤＣ認可およびＣＤ４＋ｔ細胞活性化（プライ その後、同族のCD8+Ctlは、DC–CD4+Tクラスターからだけでなく、完全に認可されたDcおよびCD4+t細胞とは別に、DC–CD4+Tクラスターからの解離の後でさえも、ヘルパー・シグナルまたは刺激シグナルを受け取ることができる。 Dcによって活性化されたCD4+ヘルパー T細胞は、シナプスで構成されたMHCクラスIIおよび共刺激分子（CD54およびCD80）だけでなく、dcからトロゴサイトーシス（内在化、解離会合、エキソソーム取り込み、または膜ナノチューブ）を介して傍観者pMHC-Iを獲得し、CD4+Th-APCsになり、直接CD4+T–CD8+T細胞相互作用をもたらし、続いてCD40を発現するCD8+t細胞にシグナル伝達するCD40Lの送達をもたらす。＜4665＞＜1734＞略号：APC、抗原提示細胞、CTL、細胞傷害性Tリンパ球、DC、樹状細胞、IL-2、インターロイキン2; ＰＭＨＣ、ペプチド主要組織適合遺伝子複合体；ＴＣＲ、Ｔ細胞受容体；Ｔ ｈ−Ａｐｃ、Ｔ−ヘルパー Ａｐｃ。

ｃｄ４ ０シグナリングによるＤＣ寛容化の相殺＜４ ６ ６ ５＞＜１ ７ ３ ４＞シグナル１（例えば、抗原ペプチド−ＭＨＣ複合体）を提示し、シグナル２（共刺激シグナル）を提示しないＤｃのサブセＣＤ４ ０結紮は、腫瘍に対するＣＤ８＋Ｔ細胞応答を促進し、末梢自己寛容を破壊するために使用されてきた。Ｂｒｏｓｓａｒｔらは、ｃｄ８ ３陽性成熟Ｄｃの生成、核局在性Ｒｅｌｂの誘導、および可溶性ＣＤ４ ０Ｌシグナル伝達を介したＩＬ−１ ０ｒアップレギュレーションの阻害を報告し、ＣＤ４ ０ライゲーショ その後、Gurungらは、CD40l陰性のナイーブアポトーシスT細胞の注射は、cd40Lを発現する活性化されたアポトーシスCD4+T細胞ではなく、免疫寛容を誘導し、また、ナイーブアポトーシスT細胞とアゴニスト抗CD40Abの同時注射は、堅牢な免疫を誘導することを示したことを報告した。３ ９Ｈｉｇｈａｍらは、ｃｄ４ ０Ｌを発現するように操作された腫瘍反応性ＣＤ８＋Ｔ細胞の局所送達が、前立腺排液リンパ節における寛容性Ｄｃを変換したことを報告した。これらの知見は、Ｔ細胞ＣＤ４ ０Ｌ信号がＤＣ耐性を変換することができることを示している。 私たちの研究室は、以前に寛容性CD4−8−脾臓DCsは、成長因子ベータ分泌を変換することにより、抑制型1CD4+規制T細胞応答を刺激することができたこ最近、本発明者らは、抗ＣＤ４ ０抗体で処理したＣＤ４−８−Ｄｃは、より多くの量のｉ−Ａｂ、ＣＤ５ ４、ＣＤ４ ０、ＣＤ８ ０、およびＣＤ８ ６を発現し、ＣＤ４＋Ｔｈ１およびＣＤ８＋ＣＴＬ応答を刺激し、抗腫42これらのデータは、耐容性Dcの問題に対処する上でCD40シグナル伝達の重要性を強調している。

CD40シグナル伝達によるCD8+CTL枯渇の変換

t細胞枯渇は、ヒト免疫不全患者における無効なウイルス制御につながる主要な問題の一つである。43プログラムされた細胞死リガンド-1（PD-L1）経路によって媒介されるCD8+CTL枯渇は、無効なウイルス除去をもたらすいくつかの慢性感染症で発生します。プログラムされた細胞死タンパク質-1（PD-1）遮断は、慢性感染中に排出されたCD8+T細胞の機能を回復することが見出されている。43CTL枯渇を救出するためのPD-1遮断の文脈におけるCD40L誘導シグナル伝達の重要性は、以前にトキソプラズマモデルでBhadraらによって提案された。45の著者らは、CD40–CD40L経路の遮断は、疲れたCD8+T細胞に対する抗PD-L1治療の改善効果を廃止し、慢性的に感染したマウスにおけるCD8+T細胞に高度にアップレギュレートされた共刺激分子のパネルの中の分子の一つとしてCD40を同定したことを報告した。45Isogawaらはまた、骨髄性DcのCD40媒介活性化がPD-1阻害CD8+t細胞のCTL枯渇を救うことができることを見出した。46我々は以前にcd40Lを発現する新規OVA特異的EXO標的T細胞ベースのワクチン（OVA-Texo）を生成し、OVA-Texoワクチンは、強力なCTL応答とT細胞メモリを刺激するこ47我々は、以前にOVA特異的Ctlは、機能的に使い果たされたPD-1とリンパ球活性化遺伝子-3（LAG-3）を発現したOVA発現アデノウイルスでマウスの感染によってマウス慢性感染モデルを開発しました。48我々はさらに、OVA-Texoワクチンは、PI3K/Akt/mtorc1経路の活性化を介してCD40Lシグナル伝達を介してCTL枯渇を変換することができることを実証した。本発明者らは、最近、慢性感染モデルにおいて、アゴニストＣＤ４ ０抗体媒介性ＣＤ４ ０Ｌシグナル伝達も、枯渇したＣｔｌを救出する際にＰＤ−１遮断と相乗作用するこ49これらの研究は、cd40シグナル伝達が慢性感染におけるCTL疲労の変換に非常に重要であることを明確に示している。

パースペクティブ

共刺激分子が免疫および自己免疫において重要な役割を果たすことは広く認められている。 いくつかの共刺激分子の中で、免疫系の強力な刺激剤であるCD40は、保護免疫のオーケストレーションへの貢献のために広く研究されている。 CD40がCD40Lと結合すると、TRAF1からtraf6をその細胞質ドメインに募集し、TRAF6はCD40を介したシグナル伝達を駆動するのが支配的であるように見える。記憶ＣＴＬ発達におけるＣＤ８＋Ｔ細胞上のＣＤ４ ０−ＣＤ４ ０Ｌシグナル伝達のための必須の役割は十分に確立されている。 免疫学の最近の進歩は、代謝経路がT細胞免疫を制御する上で重要な役割を果たすことを示唆している。エフェクター Ｔ細胞は、増殖するために解糖を必要とするのに対し、記憶Ｔ細胞は、長期生存のために脂肪酸代謝に依存することが以前に実証された。 CD8+T細胞におけるTRAF6欠乏は、脂肪酸代謝に欠陥をレンダリングすること51とTRAF6は、CD40誘導下流のシグナル伝達経路における重要な分子であるこ 慢性感染症では、枯渇したCtlはPD-1,43だけでなく、LAG-3、T細胞Ig-3（Tim-3）、およびTIGITなどの他の阻害受容体も発現した。ＰＤ−１、ＬＡＧ−３、およびＴｉｍ−３のような異なる阻害分子に対する拮抗薬（阻害を遮断するための遮断薬）との組合せ処理によるＣＴＬ枯渇の変換に対する増強された53我々の研究49およびothers45、46の研究はまた、CD40シグナル伝達（刺激のための共刺激分子）がCTL疲労を変換するために重要であり、慢性感染症における疲れたCtl したがって、慢性感染症におけるCTL疲労の変換における併用療法として、LAG-3、Tim-3、TIGITなどの他の阻害分子に対する拮抗治療とCD40アゴニストの潜在的な相乗効果を利用することは興味深いものである(図2)。

図2CTLの疲労回復のための併用療法。 注:PD-1、LAG-3、Tim-3などの異なる阻害分子に対する拮抗薬との組み合わせ治療によるCTL疲労のブロックおよび刺激のためのCD40アゴニストへの変換。＜４ ６ ６ ５＞＜１ ７ ３ ４＞略号：ＣＴＬ、細胞傷害性Ｔリンパ球；ＬＡＧ−３、リンパ球活性化遺伝子−３；ＰＤ−１、プログラム細胞死タンパク質−１；Ｔｉｍ−３、Ｔ細胞Ｉｇ−３。

謝辞

この研究は、カナダ保健研究所（PJT163314）からの研究資金によって支援されました。

Disclosure

著者らは、この研究に利益相反は報告していない。