Antibodies are powerful defense tools against pathogens but may cause autoimmune diseases when erroneously directed toward self-antigens. Thus, antibody producing cells are carefully selected, refined, and expanded in a highly regulated microenvironment (germinal center) in the peripheral lymphoid organs. A subset of T cells termed T follicular helper cells (Tfh) play a central role in instructing B cells to form a repertoire of antibody producing cells that provide life-long supply of high affinity, pathogenspecific antibodies. Therefore, understanding how Tfh cells arise and how they facilitate B cell selection and differentiation during germinal center reaction is critical to improve vaccines and better treat autoimmune diseases. In this review, I will summarise recent findings on molecular and cellular mechanisms underlying Tfh generation and function with an emphasis on T cell costimulation.
Follicular helper T cells (Tfh) play a significant role in providing T cell help to B cells during the germinal center reaction, where somatic hypermutation, affinity maturation, isotype class switching, and the differentiation of memory B cells and long-lived plasma cells occur. Antigen-specific T cells with IL-6 and IL-21 upregulate CXCR5, which is required for the migration of T cells into B cell follicles, where these T cells mature into Tfh. The surface markers including PD-1, ICOS, and CD40L play a significant role in providing T cell help to B cells. The upregulation of transcription factor Bcl-6 induces the expression of CXCR5, which is an important factor for Tfh differentiation, by inhibiting the expression of other lineage-specific transcription factors such as T-bet, GATA3, and RORγt. Surprisingly, recent evidence suggests that CD4 T cells already committed to Th1, Th2, and Th17 cells obtain flexibility in their differentiation programs by downregulating T-bet, GATA3, and RORγt, upregulating Bcl-6 and thus convert into Tfh. Limiting the numbers of Tfh within germinal centers is important in the regulation of the autoantibody production that is central to autoimmune diseases. Recently, it was revealed that the germinal center reaction and the size of the Tfh population are also regulated by thymus-derived follicular regulatory T cells (Tfr) expressing CXCR5 and Foxp3. Dysregulation of Tfh appears to be a pathogenic cause of autoimmune disease suggesting that tight regulation of Tfh and germinal center reaction by Tfr is essential for maintaining immune tolerance. Therefore, the balance between Tfh and Tfr appears to be a critical peripheral tolerance mechanism that can inhibit autoimmune disorders.
Park, Hong-Jai;Kim, Do-Hyun;Lim, Sang-Ho;Kim, Won-Ju;Youn, Jeehee;Choi, Youn-Soo;Choi, Je-Min
IMMUNE NETWORK
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제14권1호
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pp.21-29
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2014
Follicular helper T ($T_{FH}$) cells are recently highlighted as their crucial role for humoral immunity to infection as well as their abnormal control to induce autoimmune disease. During an infection, na$\ddot{i}$ve T cells are differentiating into $T_{FH}$ cells which mediate memory B cells and long-lived plasma cells in germinal center (GC). $T_{FH}$ cells are characterized by their expression of master regulator, Bcl-6, and chemokine receptor, CXCR5, which are essential for the migration of T cells into the B cell follicle. Within the follicle, crosstalk occurs between B cells and $T_{FH}$ cells, leading to class switch recombination and affinity maturation. Various signaling molecules, including cytokines, surface molecules, and transcription factors are involved in $T_{FH}$ cell differentiation. IL-6 and IL-21 cytokine-mediated STAT signaling pathways, including STAT1 and STAT3, are crucial for inducing Bcl-6 expression and $T_{FH}$ cell differentiation. $T_{FH}$ cells express important surface molecules such as ICOS, PD-1, IL-21, BTLA, SAP and CD40L for mediating the interaction between T and B cells. Recently, two types of microRNA (miRNA) were found to be involved in the regulation of $T_{FH}$ cells. The miR-17-92 cluster induces Bcl-6 and $T_{FH}$ cell differentiation, whereas miR-10a negatively regulates Bcl-6 expression in T cells. In addition, follicular regulatory T ($T_{FR}$) cells are studied as thymus-derived $CXCR5^+PD-1^+Foxp3^+\;T_{reg}$ cells that play a significant role in limiting the GC response. Regulation of $T_{FH}$ cell differentiation and the GC reaction via miRNA and $T_{FR}$ cells could be important regulatory mechanisms for maintaining immune tolerance and preventing autoimmune diseases such as systemic lupus erythematosus (SLE) and rheumatoid arthritis (RA). Here, we review recent studies on the various factors that affect $T_{FH}$ cell differentiation, and the role of $T_{FH}$ cells in autoimmune diseases.
Follicular helper T cells (Tfh) play a crucial role in generating high-affinity antibodies (Abs) and establishing immunological memory. Cytokines, among other functional molecules produced by Tfh, are central to germinal center (GC) reactions. This review focuses on the role of cytokines, including IL-21 and IL-4, in regulating B cell responses within the GC, such as differentiation, affinity maturation, and plasma cell development. Additionally, this review explores the impact of other cytokines like CXCL13, IL-10, IL-9, and IL-2 on GC responses and their potential involvement in autoimmune diseases, allergies, and cancer. This review highlights contributions of Tfh-derived cytokines to both protective immunity and immunopathology across a spectrum of diseases. A deeper understanding of Tfh cytokine biology holds promise for insights into biomedical conditions.
Production of high affinity antibodies for antigens is a critical component for the immune system to fight off infectious pathogens. However, it could be detrimental to our body when the antigens that B cells recognize are of self-origin. Follicular helper T, or Tfh, cells are required for the generation of germinal center reactions, where high affinity antibody-producing B cells and memory B cells predominantly develop. As such, Tfh cells are considered as targets to prevent B cells from producing high affinity antibodies against self-antigens, when high affinity autoantibodies are responsible for immunopathologies in autoimmune disorders. This review article provides an overview of current understanding of Tfh cells and discusses it in the context of animal models of autoimmune diseases and allograft rejections for generation of novel therapeutic interventions.
Understanding germinal center reactions is crucial not only for the design of effective vaccines against infectious agents and malignant cells but also for the development of therapeutic intervention for the treatment of antibody-mediated immune disorders. Recent advances in this field have revealed specialized subsets of T cells necessary for the control of B cell responses in the follicle. These cells include follicular regulatory T cells and Qa-1-restricted cluster of differentiation $(CD)8^+$ regulatory T cells. In this review, we discuss the current knowledge related to the role of regulatory T cells in the B cell follicle.
Kim, Young Uk;Kim, Byung-Seok;Lim, Hoyong;Wetsel, Rick A.;Chung, Yeonseok
Biomolecules & Therapeutics
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제25권2호
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pp.130-139
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2017
$CXCR5^+$ T follicular helper (Tfh) cells are associated with aberrant autoantibody production in patients with antibody-mediated autoimmune diseases including lupus. Follicular regulatory T (Tfr) cells expressing CXCR5 and Bcl6 have been recently identified as a specialized subset of $Foxp3^+$ regulatory T (Treg) cells that control germinal center reactions. In this study, we show that retroviral transduction of CXCR5 gene in $Foxp3^+$ Treg cells induced a stable expression of functional CXCR5 on their surface. The Cxcr5-transduced Treg cells maintained the expression of Treg cell signature genes and the suppressive activity. The expression of CXCR5 as well as Foxp3 in the transduced Treg cells appeared to be stable in vivo in an adoptive transfer experiment. Moreover, Cxcr5-transduced Treg cells preferentially migrated toward the CXCL13 gradient, leading to an effective suppression of antibody production from B cells stimulated with Tfh cells. Therefore, our results demonstrate that enforced expression of CXCR5 onto Treg cells efficiently induces Tfr cell-like properties, which might be a promising cellular therapeutic approach for the treatment of antibody-mediated autoimmune diseases.
Suk San Choi;Eunkyeong Jang;Yeon-Kyung Oh;Kiseok Jang;Mi-La Cho;Sung-Hwan Park;Jeehee Youn
IMMUNE NETWORK
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제19권1호
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pp.7.1-7.11
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2019
Sjögren's syndrome (SS) is a chronic inflammatory autoimmune disorder that affects mainly salivary and lacrimal glands, but its cause remains largely unknown. Clinical data indicating that SS occurs in a substantial proportion of patients with lupus points to common pathogenic mechanisms underlying the two diseases. To address this idea, we asked whether SS develops in the lupus-prone mouse strain sanroque (SAN). Owing to hyper-activation of follicular helper T (Tfh) cells, female SAN mice developed lupus-like symptoms at approximately 20 wk of age but there were no signs of SS at that time. However, symptoms typical of SS were evident at approximately 40 wk of age, as judged by reduced saliva flow rate, sialadenitis, and IgG deposits in the salivary glands. Increases in serum titers of SS-related autoantibodies and numbers of autoantibody-secreting cells in cervical lymph nodes (LNs) preceded the pathologic manifestations of SS and were accompanied by expansion of Tfh cells and their downstream effector cells. Thus, our results suggest that chronic dysregulation of Tfh cells in salivary gland-draining LNs is sufficient to drive the development of SS in lupus-prone mice.
The incidence of atherosclerosis is higher among patients with several autoimmune diseases such as psoriasis, rheumatoid arthritis (RA) and systemic lupus erythematosus (SLE). It is well documented that innate immune cells including macrophages and dendritic cells sense lipid species such as saturated fatty acids and oxidized low-density lipoprotein and produce pro-inflammatory cytokines and chemokines. However, whether a hyperlipidemic environment also impacts autoimmune T cell responses has been unclear. Among $CD4^+$ T cells, Th17 and follicular helper T (Tfh) cells are known to play pathogenic roles in the development of hyperlipidemia-associated autoimmune diseases. This review gives an overview of the cellular and molecular mechanisms by which dysregulated lipid metabolism impacts the pathogenesis of autoimmune diseases, with specific emphasis on Th17 and Tfh cells.
혈관면역모세포성 T세포 림프종(AITL)은 성숙 T follicular helper cells의 림프증식성 질환이다. 80세 여성의 골수에서 비정형 림프구가 관찰되었고 B세포에 대한 유세포검사에서 CD19+, CD20-, CD22- 및 lambda 경쇄 restriction과 같은 비정상 표현형이 관찰되었다. 처음에는 유세포검사에서 관찰된 비정상 B세포에 대해 B세포 림프종을 의심하였다. 그러나 환자는 골수를 침범한 AITL로 진단되었다. 유세포검사의 재분석에서 소수의 비정상 T세포 군집을 발견했다. 표면 lambda 경쇄 restriction은 비특이적 결합으로 생각되었다. EBV 양성 T세포 림프종 환자에서 형질세포와 유사한 면역표현형을 가진 B세포가 관찰될 수 있다. 이러한 비정상 B세포 혹은 형질세포의 증식이 기저에 존재하는 T세포 림프종을 가릴 수 있다. 정확한 진단을 위해서는 통합적인 접근이 필요할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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