γδ T 细胞的免疫启动密码：IL-4 如何开启 CD8+ T 细胞抗疟原虫 immunity

疟原虫感染的免疫防御机制一直是免疫学界的研究热点，尤其是弱免疫原诱导的 CD8+ T 细胞应答调控机制尚未完全阐明。今天为大家解读发表在国际顶级免疫学期刊《Nature Immunology》上的突破性研究，该研究首次揭示了 γδ T 细胞通过分泌 IL-4 启动 CD8+ T 细胞免疫的全新机制，为疫苗开发和免疫治疗提供了新的靶点思路。

研究背景

本研究原文标题为《γδ T cell-derived IL-4 initiates CD8+ T cell immunity》(DOI: 10.1038/s41590-025-02397-z)，于 2026 年 2 月发表于《Nature Immunology》，研究核心成果为发现小鼠 Vγ1+ γδ T 细胞可通过分泌 IL-4，协同 CD4+ T 细胞来源的 CD40L 和 IFNγ 诱导常规 1 型树突状细胞(cDC1)产生 IL-12;IL-4 和 IL-12 共同作用于 CD8+ T 细胞，通过上调 IL-12 受体表达促进其扩增，进而启动抗疟原虫 CD8+ T 细胞免疫;人类 Vγ9+Vδ2+ γδ T 细胞在疟原虫自然感染中也会产生 IL-4，提示该机制在进化上的保守性。

疟原虫子孢子(如辐射减毒子孢子 RAS)属于弱免疫原，其诱导的 CD8+ T 细胞应答完全依赖 CD4+ T 细胞辅助，但 γδ T 细胞与该应答的关联此前未明确。γδ T 细胞作为先天样 T 细胞，可快速响应感染和损伤并分泌细胞因子，在小鼠淋巴组织中主要包含 Vγ1 + 和 Vγ1 - 亚群，人类外周血中则以 Vγ9+Vδ2+ γδ T 细胞为主。已知 IL-4 在 RAS 诱导的肝驻留记忆 CD8+ T 细胞形成中起关键作用，但来源和调控机制不明。此外，弱免疫原需通过额外信号突破免疫启动阈值才能有效激活 CD8+ T 细胞应答，这一过程的核心调控因子尚未被鉴定，为该研究提供了核心切入点。

实验方法

1.实验模型与样本准备：构建疟原虫感染模型(辐射减毒子孢子 RAS、基因 attenuated 疟原虫 PbΔmei2)，选用 C57BL/6、TCRδ-/-、Il4-/-、Batf3-/- 等基因工程小鼠;分离小鼠脾脏 Vγ1+ γδ T 细胞、cDC1、CD8+ T 细胞(PbT-I、OT-I)和 CD4+ T 细胞(PbT-II);收集疟原虫流行区急性感染患者、 endemic 健康人群及疟疾 naive 人群的外周血单个核细胞(PBMC)。

2.免疫细胞操作与转移：通过流式细胞术分选纯化目标免疫细胞，采用 CRISPR-Cas9 编辑 CD8+ T 细胞和 cDC1 的 Il4ra 基因;将抗原特异性 T 细胞(PbT-I、PbT-II、OT-I)过继转移至受体小鼠，或向 TCRδ-/- 小鼠转移 WT、Il4-/- 或 Il4ra-/- 来源的 γδ T 细胞，验证细胞功能。

3.分子与功能检测：采用 RT-qPCR 检测细胞因子和受体 mRNA 表达，Western blot 验证蛋白水平，流式细胞术分析细胞活化、细胞因子分泌及免疫细胞浸润;通过免疫共沉淀(Co-IP)验证蛋白相互作用，RNA 测序分析 cDC1 基因表达谱;采用 ELISA 和多重细胞因子检测试剂盒量化 IL-4、IFNγ 等细胞因子浓度。

4.动物实验干预与评估：对小鼠进行 RAS 或 PbΔmei2 免疫，通过腹腔注射抗体阻断 IL-4、IFNγ、IL-12p40 或 γδ T 细胞功能;定期检测小鼠脾脏、肝脏及肝引流淋巴结中免疫细胞的数量和功能，评估肝驻留记忆 T 5.细胞(TRM)形成;构建骨髓嵌合小鼠，明确 γδ T 细胞来源的 IL-4 作用。

5.体外细胞培养验证：体外培养 cDC1，用 αCD40、IL-4、IFNγ 单独或联合刺激，检测 IL-12 分泌;将活化的 CD8+ T 细胞与不同处理的 cDC1 或疟原虫感染细胞共培养，评估 CD8+ T 细胞增殖和细胞毒性。

关键结果

图 1：γδ T 细胞是 CD8+ T 细胞对疟原虫子孢子应答的必需条件

向 WT 或 TCRδ-/- 小鼠过继转移 PbT-I 细胞(疟原虫 RPL6 抗原特异性 CD8+ T 细胞)后，TCRδ-/- 小鼠脾脏、肝引流淋巴结和肝脏中 PbT-I 细胞积累显著减少，3 周后记忆 T 细胞(包括肝 TRM)形成受损;内源性 RPL6 特异性 CD8+ T 细胞也呈现类似表型。基因 attenuated 疟原虫 PbΔmei2 免疫后，TCRδ-/- 小鼠的 CD8+ T 细胞记忆应答同样受损，但血期疟原虫免疫不受影响。此外，TCRδ-/- 小鼠中 PbT-II 细胞(CD4+ T 细胞)积累也减少，且补充 CD4+ T 细胞无法挽救 CD8+ T 细胞应答缺陷，表明 γδ T 细胞是 CD8+ T 细胞应答启动的必需条件。

图 2：Vγ1+ γδ T 细胞启动对疟原虫子孢子的免疫应答

免疫前用泛 γδ TCR 抗体阻断 γδ T 细胞功能，可显著抑制 PbT-I 细胞应答，而免疫 24 小时后阻断则影响轻微，提示 γδ T 细胞在免疫初始 24 小时内发挥作用。RAS 免疫后 1 天，小鼠脾脏 Vγ1+ γδ T 细胞快速上调 CD69 和 CD25 活化标志物，细胞数量短暂增加;Vγ1- γδ T 细胞活化程度较低。阻断 Vγ1+ γδ T 细胞功能对 PbT-I 细胞积累的抑制效果与阻断所有 γδ T 细胞相当，证实 Vγ1+ γδ T 细胞是启动 CD8+ T 细胞应答的关键亚群。

图 3：γδ T 细胞不影响抗原呈递和 CD40L 信号传递

向 WT 和 TCRδ-/- 小鼠转移 CTV 标记的 OT-I 细胞(OVA 特异性 CD8+ T 细胞)，CS5M-RAS 免疫后早期，两组小鼠脾脏 OT-I 细胞的 CD69 上调、CTV 稀释(增殖)及 CD44 表达无显著差异，表明抗原呈递过程不受 γδ T 细胞缺失影响。CD40L 缺陷(Cd40lg-/-)小鼠的 PbT-I 细胞应答严重受损，但补充 CD40L 充足的 PbT-II 细胞可挽救该缺陷，且 γδ T 细胞不表达 CD40L，说明 CD4+ T 细胞是 CD40L 的主要来源，γδ T 细胞不依赖 CD40L 发挥作用。

图 4：IL-4 是 CD8+ T 细胞对疟原虫子孢子应答的关键因子

RAS 免疫后，WT 小鼠脾脏 Vγ1+ γδ T 细胞可同时产生 IFNγ 和 IL-4，而 Vγ1- γδ T 细胞仅分泌 IFNγ。阻断 IFNγ 可部分抑制 PbT-I 细胞积累，但无法完全复刻 γδ T 细胞缺失的表型;而阻断 IL-4 或使用 Il4-/- 小鼠，PbT-I 细胞应答缺陷与 TCRδ-/- 小鼠一致。补充 IL-4 充足的 CD4+ T 细胞无法挽救 Il4-/- 小鼠的 CD8+ T 细胞应答，且 CD4+ T 细胞应答不依赖 IL-4，表明 CD4+ T 细胞不是关键的 IL-4 来源，γδ T 细胞分泌的 IL-4 是 CD8+ T 细胞应答必需的 “信号 3”。

图 5：γδ T 细胞来源的 IL-4 直接作用于 CD8+ T 细胞和 cDC1

TCRα-/- 小鼠免疫后 6 小时，脾脏 IL-4 浓度显著升高，而 γδ T 细胞功能阻断后 IL-4 水平下降;4C13R IL-4/IL-13 报告小鼠显示，RAS 免疫后 23 小时脾脏 Vγ1+ γδ T 细胞是 IL-4 的主要产生者。骨髓嵌合小鼠实验证实，γδ T 细胞来源的 IL-4 是 CD8+ T 细胞积累的关键;向 TCRδ-/- 小鼠转移 WT γδ T 细胞可挽救 PbT-I 细胞应答，而转移 Il4-/- γδ T 细胞则无法挽救。CRISPR-Cas9 编辑 CD8+ T 细胞的 Il4ra 基因后，其积累显著减少;编辑 cDC1 的 Il4ra 基因也会抑制 PbT-I 细胞应答，表明 IL-4 需同时作用于 CD8+ T 细胞和 cDC1。此外，疟原虫急性感染患者的 Vγ9+Vδ2+ γδ T 细胞 IL-4 分泌水平显著高于健康人群，且主要由表达淋巴组织归巢受体(CXCR5+CCR7+)的细胞产生。

图 6：IL-4 与 IFNγ、CD40 协同驱动 cDC1 产生 IL-12

RNA 测序显示，αCD40 联合 IL-4 和 IFNγ 刺激可显著改变 cDC1 基因表达谱，其中 Il12a(IL-12 p35 亚基)是上调最显著的基因。体外实验证实，CD40 信号与 IL-4、IFNγ 协同作用时，cDC1 的 IL-12 分泌达到峰值;体内阻断 IL-12p40 可显著抑制 PbT-I 细胞积累，且 Batf3-/- 小鼠(缺乏 cDC1)补充 WT cDC1 可恢复应答，补充 Il12p40-/- cDC1 则无法恢复，表明 cDC1 产生的 IL-12 是 CD8+ T 细胞应答的关键下游因子。

图 7：IL-4 与 IL-12 协同促进 CD8+ T 细胞扩增和肝 TRM 形成

体外培养中，IL-4 和 IL-12 联合处理可显著促进 PbT-I 细胞增殖，且上调 CD8+ T 细胞表面 IL-12Rβ1 表达，增强其对 IL-12 的敏感性;单独使用任一细胞因子仅能轻微促进增殖。体内实验中，RAS 免疫后，WT 小鼠 PbT-I 细胞的 IL-4Rα 和 IL-12Rβ1 表达上调，而 Il4-/- 或 TCRδ-/- 小鼠中该上调受损。同时阻断 IL-4 和 IL-12 可完全复刻 γδ T 细胞缺失对 CD8+ T 细胞积累和肝 TRM 形成的抑制效果，证实 IL-4 和 IL-12 是 γδ T 细胞启动 CD8+ T 细胞免疫的核心下游分子。

全文总结

本研究首次阐明了 γδ T 细胞启动弱免疫原(疟原虫子孢子)诱导 CD8+ T 细胞免疫的全新机制：Vγ1+ γδ T 细胞在免疫初始 24 小时内被激活，分泌 IL-4;IL-4 与 CD4+ T 细胞来源的 CD40L、IFNγ 协同作用于 cDC1，诱导其产生 IL-12;IL-4 同时直接作用于 CD8+ T 细胞，上调其 IL-12R 表达，增强对 IL-12 的敏感性，最终促进 CD8+ T 细胞扩增和肝驻留记忆细胞形成，建立长效抗疟原虫免疫。人类 Vγ9+Vδ2+ γδ T 细胞在疟原虫感染时也会分泌 IL-4，提示该机制在进化上保守。研究揭示了先天样 T 细胞在免疫启动中的关键作用，突破了传统 “DC-CD4+ T 细胞 - CD8+ T 细胞” 的三细胞模型，为弱免疫原疫苗设计提供了新策略 —— 通过靶向 γδ T 细胞或 IL-4/IL-12 通路，增强 CD8+ T 细胞应答和记忆形成，同时也为肿瘤免疫治疗(如弱免疫原性肿瘤)提供了潜在靶点。