Sci Immun | 揭示T细胞谱系选择的关键转录因子

原创 骄阳似我 图灵基因 今天

收录于话题#前沿分子生物学机制

撰文：骄阳似我

IF： 47.728

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亮点：

1. 使用Hobit reporter/deleter小鼠研究初次感染后病毒特异性TRM的分化途径和建立，发现Hobit识别了位于外周组织内的效应CD8+T细胞亚群，这些Hobit表达的效应T细胞形成TRM前体，产生TRM，但不产生循环记忆T细胞群。

2. 本文的发现揭示了Eomes在发育中的循环和驻留记忆T细胞之间的分支点的非冗余作用。

病原体清除后持续存在的记忆性CD8+T细胞可有效防止病毒再感染。现在，循环和组织驻留记忆T细胞（TRM）被认为是记忆T细胞的主要亚群，以独特和互补的策略对抗入侵的病原体。循环记忆T细胞包括中枢记忆T细胞（TCM）和效应记忆T细胞（TEM），它们介导系统免疫监视以寻找病原体。TCM保留通过次级淋巴器官（SLO）再循环的能力，而TEM监视非淋巴外周组织，或可能限制他们对血流的观察。与循环记忆T细胞相比，TRM不能进入血流，并且永久性地存在于组织内，至少有两个特征使TRM在对抗再感染方面具有优势。首先，TRM可以在遇到病原体时直接作出反应，而无需迁移、增殖或分化，这使它们能够产生瞬时免疫反应。其次，在感染部位快速释放促炎介质使TRM能够通过招募其他免疫细胞和建立组织范围的警戒状态，以指数方式增加局部免疫反应的幅度。这种定位和增强效应器功能的结合赋予TRM独特的病原体防御特性。皮肤、女性生殖道和肺部的TRM种群已被证明对局部预防感染至关重要。

TRM的发育受转录因子网络的控制，包括Runx3、Blimp-1、T-bet和Notch，这些转录因子在TRM中不特异性表达，也可调节CD8+T细胞分化的其他方面。最近，我们发现T细胞中Blimp-1的转录因子同源物（Hobit），由Zfp683编码，是整个组织中TRM的特异性调节因子。Hobit的TRM限制性表达模式为利用该转录因子特异性地可视化和操纵TRM提供了机会。

近期，在Science杂志上发表了一篇名为“Hobit identifies tissue-resident memory T cell precursors that are regulated by Eomes”的文章，本文研究人员开发了Hobit reporter/deleter小鼠，以研究TRM对感染继发反应的贡献。发现Hobit识别了位于外周组织内的效应CD8+T细胞亚群。这些Hobit表达的效应T细胞形成TRM前体，产生TRM，但不产生循环记忆T细胞群。Hobit表达效应T细胞的特征表明转录因子Eomes的下调是TRM分化的早期事件。此外，本文的发现揭示了Eomes在发育中的循环和驻留记忆T细胞之间的分支点的非冗余作用。

本文研究了感染LCMV Armstrong后Hobit td Tomato DTR小鼠的病毒特异性CD8+T细胞中Hobit表达的动力学。发现Hobit tomato DTR的血液和SLO（包括BLN和脾脏）中存在的病毒特异性CD8+T细胞在整个感染过程中含有少量tdTomato+T细胞。相反，在感染后第8天，外周组织中相当大比例的病毒特异性效应CD8+T细胞已经上调Hobit。这些外周器官的LCMV特异性CD8+T细胞中Hobit的表达在感染后第14天达到平台，并保留到记忆期。与其他外周组织相比，肝脏CD8+T细胞中Hobit上调的动力学延迟。Hobit表达与感染过程中外周组织中CD69的表达密切相关。总之，这些结果表明：在LCMV感染的效应期，Hobit在位于外周组织内的病毒特异性CD8+T细胞亚群中上调。图1：Hobit在外周组织内的一组抗原感受性CD8+T细胞中上调。

LCMV特异性TRM构成了一个稳定的群体，不需要从TEM或TCM群体补充维持。因此，LCMV特异性TRM在稳态条件下形成一个自我维持的记忆T细胞群。在LCMV感染后，TRM的形成需要Hobit+效应CD8+T细胞，但循环记忆CD8+T细胞的形成不需要Hobit+效应CD8+T细胞。因此，外周Hobit+效应CD8+T细胞偏向于形成TRM。图2：Hobit+效应CD+T细胞是TRM前体。

为了研究Hobit+效应CD8+T细胞获得TRM相关基因，本文检测了效应细胞群体中新定义的TRM信号的基因表达。结果表明：TRM前体在Hobit+组分中富集，非淋巴组织中的Hobit+效应T细胞在感染后早期建立了组织驻留的转录谱。Hobit+效应T细胞在其局部环境中持续存在，发展为TRM。肾脏内的Hobit+效应CD8+T细胞已经获得了肾脏TRM的特征，相反，许多TRM基因表达程序尚未在Hobit+组织效应T细胞中建立。因此，这些发现支持了一个模型，其中Hobit+效应器CD8+T细胞是TRM前体，在组织局部进一步成熟为TRM细胞。图3：Hobit+效应T细胞在感染后早期获得TRM特性。

为了确定TRM前体形成的调节因子，本文评估了Hobit+和Hobit中与效应细胞分化相关的转录因子的表达。结果观察到，与Hobit相比，Hobit+中转录因子Eomes的表达持续降低，Hobit+T细胞中Eomes的表达在蛋白质水平上降低。先前参与效应T细胞和/或记忆T细胞分化的其他转录因子的转录谱，包括Prdm1（编码Blimp-1）、Tbx21（编码T-bet）、Bhlhe40、Id2、Id3、Tcf7（编码Tcf1）、Zeb1、Zeb2和Klf2，与Hobit+或Hobit没有明显关联。图4：Eomes在Hobit+效应CD8+T细胞中持续下调。

为了确定Eomes对TRM形成的影响，接受相同数量Eomes缺陷和WT OT-1细胞的WT受体小鼠被LCMV-OVA感染。结果表明：EOME在限制TRM前体形成以促进循环记忆前体和末端效应T细胞分化方面的非冗余作用。接下来本文分析了在LCMV-OVA感染后>30天，Eomes如何影响记忆形成。结果表明Eomes在感染后早期抑制TRM前体的形成，从而有利于TCM的形成而不是TRM的形成。图5：Eomes抑制TRM前体和TRM的形成

为了研究Eomes在Hobit位点的直接转录调控，本文使用激活的OT-1 CD8+T细胞进行Eomes染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）实验。结果发现Eomes和T-bet可能在感染后CD8+T细胞分化的早期阶段调节Hobit的表达，用逆转录病毒构建物转导Hobit tomato DTR OT-1 CD8+T细胞，以强制表达Eomes或T-bet。将转导细胞过继转移至经LCMV-OVA激发的WT小鼠，以在第8天分析供体效应细胞。结果表明Eomes可以抑制Hobit表达。相反，与对照组相比，T-bet过度表达导致Hobit表达水平增加。因此，效应CD8+T细胞中Hobit的表达似乎分别受到抑制和诱导Hobit表达的T盒转录因子Eomes和T-bet的调节。图6：Eomes抑制Hobit表达，T-bet增强Hobit表达。

谱系特异性分子已经被用来解决效应和记忆CD8- T细胞的发育途径。在这里，我们使用tpm限制转录因子Hobit来确定效应T细胞如何分化为TRM。我们发现Hobit发现了一个主要位于外周组织的效应CD8+ T细胞亚群作为TRM前体，优先发展成Tpy而不是循环记忆T细胞。此外，我们还发现Eome是调节循环和驻留记忆T细胞谱系选择的关键转录因子。

教授介绍：

Felix M. Behr

Felix M. Behr是莱顿大学（Leiden University）医学中心博士后研究员，主要研究方向是T细胞免疫学。Felix M. Behr的主要研究在于利用免疫系统的力量，通过创新的解决方案来改善患者的生活。Felix M. Behr主要研究组织驻留记忆CD8T（Trm）细胞是定位于外周组织（例如肺，皮肤和肠）的非循环记忆T细胞。在这里，它们提供了有效和有效的早期保护，防止再感染，促使人们对引发它们的发展和分化非常感兴趣。Felix M. Behr的研究集中在肺和其他组织中建立CD8 Trm的转录程序。此外，Felix M. Behr调查病原体重新计数后CD8 Trm的分化和发展。

参考文献：

Loreto Parga-Vidal, Felix M. Behr, Natasja A. M. Kragten,et al.Hobitidentifies tissue-resident memory T cell precursors that are regulated byEomes[J]. SCIENCE IMMUNOLOGY,20 Aug 2021 Vol 6, Issue 62 DOI:10.1126/sciimmunol.abg3533