Nature子刊：这个转录因子可维持T细胞“杀手”特性

Nature子刊：这个转录因子可维持T细胞“杀手”特性

2016年08月25日讯 日前，美国乔治华盛顿大学（George Washington University）解剖学及再生生物学系的副教授（Adjunt Associate Professor of Anatomy and Regenerative Biology）彭卫群带领的研究团队，与爱荷华大学（University of Iowa）的研究人员合作发现维持T细胞特性的重要转录因子。这一发现可以帮助增强人体受损的T细胞免疫系统，在开发纠正T细胞种群不平衡或丧失的药物上迈出了重要的一步。这类药物可以用来治疗自身免疫疾病或者类似艾滋病的病毒感染。

在抵抗感染和疾病的战斗中，T淋巴细胞是人体的第一道防线。T淋巴细胞不但能够找到和杀死受到感染的细胞，还能够制造抗体，自动消灭癌细胞，并且记住人体几十年前遇到过的病菌。然而，这些T细胞有时会成为入侵者的围攻目标。当自免疫疾病或病毒感染攻击人体时，它们通过杀死T细胞，扰乱它们的功能或者导致T细胞种类的不平衡来促进自身的发展。当T细胞被削弱或耗尽后，人体几乎无法防范可能致命的入侵。

T细胞可以分为两大类：辅助性T细胞（又称为CD4阳性T细胞），负责调控免疫系统对入侵病原体的反应； 和细胞毒T细胞 （又称为CD8阳性T细胞），负责消灭受到感染的细胞。人体中有2千500万到1亿个T细胞，我们需要这两类T细胞之间的平衡来维持一个健康的免疫系统。正常辅助性T细胞和细胞毒T细胞之间的比例为1：4到1：1。自身免疫疾病患者的辅助性T细胞比例增加，而病毒感染患者的辅助性T细胞比例减少。至今为止，研究人员仍然没有完全解开控制T细胞分化的秘密：到底是什么因素决定了T细胞成为辅助性还是细胞毒细胞？

彭博士的课题组在《Nature Immunology》上发表的研究发现，称为Tcf1和Lef1的两种转录因子能够通过调控一系列基因的表达维持细胞毒T细胞的特性。如果将Tcf1和Lef1基因在细胞毒T细胞中敲除，CD8阳性的细胞毒T细胞会表达一系列CD4阳性细胞所表达的特征基因。更有趣的是，Tcf1和Lef1蛋白本身具有组蛋白去乙酰酶（HDAC） 的活性。它们通过改变组蛋白乙酰化的程度来抑制与CD4阳性细胞相关的基因表达。这种通过表观遗传机制调控基因表达的转录因子非常罕见，因为传统理念上转录因子和表观遗传调控因子是两种相互独立的实体。

“这项重要发现为基因调控开启了一个新的视角，”彭教授团队的助理研究员Zhouhao Zeng先生说：“CD4和CD8阳性细胞在免疫系统中有很重要的功能，如果这两种细胞之间的比例出现了问题，我们抵抗感染和疾病的能力也会受损。如果生物医学工作者能够找出打开或关闭T细胞分化通路的策略，我们或许能够制造出增强免疫系统的药物。”

Nature导读生物医学文献汇总(2022年5月下旬)

日本东京大学Umeharu Ohto和日本京都大学Norimichi Nomura团队共同合作近期取得重要工作进展。他们研究发现胆汁酸转运蛋白NTCP的结构对乙型肝炎病毒进入至关重要。该项研究成果2022年5月17日在线发表于《自然》杂志上。

在这里，研究人员报告了人类、牛和大鼠NTCPs在apo状态下的低温电子显微镜（cryo-EM）结构，它揭示了跨膜隧道的存在和底物的可能运输途径。

此外，人类NTCP在LHBs的肉豆蔻酰化preS1结构域存在下的低温电镜结构以及突变和运输试验分析表明了一种结合模式，即preS1和底物竞争NTCP中细胞外通道的开口。重要的是，preS1域相互作用分析能够对人类NTCP中自然发生的HBV不敏感突变进行机理解释。综上所述，他们的研究结果为HBV识别和哺乳动物NTCPs对钠依赖性胆汁酸易位的机制的理解提供了结构框架。

据介绍，慢性乙型肝炎病毒 (HBV) 感染在全球影响超过2.9亿人，是肝硬化和肝细胞癌的主要原因，估计每年导致82万人死亡。HBV感染的建立需要病毒包膜糖蛋白L(LHBs)与宿主进入受体钠-牛磺胆酸共转运多肽(NTCP)之间的分子相互作用，NTCP是一种从血液到肝细胞的钠依赖性胆汁酸转运蛋白。然而，目前对于病毒-转运蛋白相互作用分子基础尚不清楚。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04845-4

美国加州大学Arash Komeili研究小组在研究中取得进展。他们发现不同基因簇诱导细菌铁小体细胞器的形成。2022年5月18日出版的《自然》发表了这项成果。

在本研究中，研究人员发现一个与铁结合的隔室，在此命名为“铁小体”，是之前在厌氧细菌磁性脱硫弧菌中发现的。使用蛋白质组学方法，研究人员鉴定了三种铁小体相关(Fez)蛋白，它们在D.?magneticus中参与形成铁小体。Fez蛋白由特定的操纵子编码，包括FezB，FezB是在系统发育和代谢不同的细菌和古细菌中发现的P1B-6-ATP酶。研究人员揭示了另外两种细菌物种，Rhodopseudomonas palustris和Shewanella putrefaciens，通过其六基因fez操纵子产生铁小体。

此外，研究发现fez操纵子还可以在外来宿主中形成铁小体。使用S.?putrefaciens作为模型，研究表明铁小体可能在厌氧适应铁饥饿中发挥作用。总体而言，该工作发现铁小体可能是一类新的铁储存细胞器，并为研究它们在多种微生物中的形成和结构奠定了基础。

据了解，细胞内铁稳态对于机体至关重要，通过严格调节铁的输入、流出、储存和代谢来维持铁稳态。最常见的铁储存模式使用蛋白质隔室，例如铁蛋白和相关蛋白质。尽管发现了脂质结合的铁隔室，但它们的形成和功能基础仍然未知。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04741-x

美国德克萨斯大学西南医学中心Peter M Douglas研究组发现小G蛋白香叶酰化可监测细胞内脂质稳态。2022年5月18日出版的《自然》杂志发表了这项成果。

他们描述了一种在秀丽隐杆线虫中进行细胞内脂质监测的机制，该机制涉及核激素受体 NHR-49 的转录失活，其通过与小 G 蛋白 RAB-11.1 结合的香叶基香叶酯结合到内吞囊泡进行胞质隔离。由脂质消耗引起的有缺陷的从头类异戊二烯合成限制了 RAB-11.1 香叶基香叶酰化，这促进了 NHR-49 的核易位和 rab-11.2 转录的激活，以增强转运蛋白在质膜上的驻留。因此，他们鉴定了一种细胞可感知的关键脂质，及与其相连 G 蛋白和核受体，它们的动态相互作用使细胞能够感知由于脂质消耗引起的代谢需求，并通过增加营养吸收和脂质代谢来做出反应。

据悉，脂质稳态失衡会对健康产生有害影响。然而，细胞如何感知由于脂质消耗导致的代谢需求并通过增加营养吸收做出反应仍不清楚。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04729-7

英国牛津大学Sebastian M. Shimeld研究组探明Hmx基因保留确定了脊椎动物颅神经节的起源。2022年5月18日出版的《自然》杂志发表了该项成果。

他们表明同源盒转录因子 Hmx 是脊椎动物感觉神经节发育的组成成分，并且在小肠绦虫中，Hmx 是驱动双极尾神经元分化程序所必要且充分的，这些细胞以前被认为是神经嵴的同源物。使用绦虫和七鳃鳗转基因，他们证明了茎-脊椎动物谱系中，一个独特的、串联重复的增强子对调节的 Hmx 表达。他们还在绦虫中展示了明显强大的脊椎动物 Hmx 增强子功能，表明上游调控网络的深度保留跨越了脊椎动物的进化起源。这些实验证明了绦虫和脊椎动物 Hmx 之间的调节和功能保护，并指出双极尾神经元是颅感觉神经节的同源物。

研究人员表示，脊椎动物的进化起源包括与掠夺性生活方式的获得相关的感官处理方面的创新。脊椎动物通过由颅感觉神经节服务的感觉系统感知外部刺激，其神经元主要来自颅基板；然而，由于活体谱系之间的解剖学差异以及细胞类型和结构之间的同源性分配困难，阻碍了对基板和颅感觉神经节进化起源的理解。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04742-w

美国斯坦福大学Anthony E. Oro团队近期取得重要工作进展。他们研究发现Gibbin中胚层调节模式上皮细胞的发育。该项研究成果2022年5月18日在线发表于《自然》杂志上。

在这里，研究人员鉴定了由Xia-Gibbs AT-hook DNA-binding-motif-containing 1（AHDC1）疾病基因编码的蛋白质Gibbin，它是早期上皮形态发生的关键调节因子。他们发现增强子或启动子结合的Gibbin与数十种序列特异性锌指转录因子和甲基-CpG 结合蛋白相互作用，以调节中胚层基因的表达。Gibbin的缺失导致GATA3依赖性中胚层基因的DNA甲基化增加，导致发育中的真皮和表皮细胞类型之间的信号通路的缺失。

值得注意的是，Gibbin突变的人类胚胎干细胞衍生的皮肤类器官缺乏真皮成熟，导致表达p63的基底细胞具有缺陷的角质形成细胞分层。体内嵌合CRISPR小鼠突变体揭示了一系列Gibbin依赖性发育模式缺陷，这些缺陷影响了反映患者表型的颅面结构、腹壁闭合和表皮分层。他们的结果表明，在Xia–Gibbs和相关综合征中看到的模式表型源于基因特异性 DNA甲基化决定而导致的异常中胚层成熟。

据介绍，在人类发育过程中正确的外胚层模式需要先前确定的转录因子，如GATA3和p63，以及来自区域中胚层的位置信号。然而，外胚层和中胚层因子对稳定基因表达和谱系定型的机制仍不清楚。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04727-9

美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心Vinod P. Balachandran等研究人员合作发现，新抗原质量可预测胰腺癌幸存者的免疫编辑。相关论文于2022年5月19日在线发表在《自然》杂志上。

研究人员表示，癌症免疫编辑是癌症的一个标志，它预示着淋巴细胞会杀死更多的免疫原性癌细胞，使免疫原性较低的克隆体在群体中占主导地位。虽然在小鼠身上得到证实，但免疫编辑是否在人类癌症中自然发生仍不清楚。

为了解决这个问题，研究人员调查了70个人类胰腺癌在10年内是如何演变的。研究人员发现，尽管有更多的时间积累突变，但罕见的胰腺癌长期幸存者在原发肿瘤中具有更强的T细胞活性，其复发肿瘤的遗传异质性较低，免疫原性突变（新抗原）较少。为了量化免疫编辑是否是这些观察结果的基础，研究人员通过两个特征来推断了新抗原是否具有免疫原性（高质量），这基于新抗原与已知抗原相似性的"非自体性"，以及基于新抗原与野生型肽相比不同地结合到MHC或激活T细胞所需的抗原性距离的"自体性"。利用这些特征，研究人员估计癌症克隆的适应性是T细胞识别高质量新抗原的总成本被致癌突变的收益所抵消。

通过这个模型，研究人员预测了肿瘤的克隆进化，并发现胰腺癌的长期幸存者会发展出具有较少高质量新抗原的复发性肿瘤。因此，研究人员展示了人类免疫系统自然编辑新抗原的证据。此外，研究人员提出了一个模型来预测免疫压力是如何诱导癌细胞群随时间演变的。更广泛地说，这些研究结果表明，免疫系统从根本上监督宿主的基因变化来抑制癌症。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04735-9

美国斯坦福大学Mark J. Schnitzer、Sadegh Ebrahimi等研究人员合作揭示感觉皮质编码和区域间通信的新兴可靠性。2022年5月19日，国际知名学术期刊《自然》在线发表了这一成果。

研究人员对小鼠执行视觉辨别任务的8个新皮层区域的神经元活动同时进行了5天的成像，产生了超过21000个神经元的纵向记录。分析显示，整个新皮层的事件序列从静止状态开始，到感知的早期阶段，并通过任务反应的形成。在静止状态下，新皮层有一种功能连接模式，通过共享活动共变的区域组来识别。在感觉刺激开始后约200毫秒内，这种连接重新排列，不同区域共享共变和任务相关信息。

在这个短暂的状态中（大约持续300毫秒），区域间的感觉数据传输和感觉编码的冗余都达到了顶峰，反映了任务相关神经元之间相关波动的短暂增加。刺激开始后约0.5秒，视觉表征达到一个更稳定的形式，其结构对单个细胞反应中突出的、逐日的变化是强大的。在刺激出现约1秒后，一个全局波动模式传达了小鼠对每个受检区域即将作出的反应，并与携带感觉数据的模式正交。

总的来说，新皮层通过在感知开始时感觉编码冗余的短暂提升、对细胞变异性稳健的神经群体编码以及广泛的区域间波动模式来支持感觉性能，这些模式以不干扰的渠道传递感觉数据和任务反应。

据了解，可靠的感觉辨别必须来自高保真的神经表征和脑区之间的交流。然而，新皮层感觉处理如何克服神经元感觉反应的巨大变异性仍未确定。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04724-y

近日，美国斯坦福大学Jesse M. Engreitz及其团队的最新研究揭示人类增强子和启动子序列的相容性规则。相关论文于2022年5月20日在线发表在《自然》杂志上。

研究人员设计了一种名为ExP STARR-seq（增强子x启动子自转录活性调节区测序）的高通量报告试验，并应用它来研究人类K562细胞中1000个增强子和1000个启动子序列的组合相容性。研究人员确定了增强子-启动子兼容性的简单规则：大多数增强子以类似的数量激活所有启动子，内在的增强子和启动子的活动以倍数结合来决定RNA输出（R2=0.82）。

此外，有两类增强子和启动子显示出微妙的偏好效应。管家基因的启动子含有GABPA和YY1等因子的内置激活模体，这降低了启动子对远端增强子的反应性。表达不一的基因的启动子缺乏这些模体，对增强子表现出更强的反应性。总之，这种对增强子-启动子兼容性的系统评估表明，在人类基因组中，有一个由增强子和启动子类型调整的乘法模型来控制基因转录。

据了解，人类基因组中的基因调控是由远端增强子控制的，它能激活附近特定的启动子。这种特异性的一个模型是，启动子可能对某些增强子有序列编码的偏好，例如由相互作用的转录因子组或辅助因子介导。这种"生化兼容性"模型已被个别人类启动子的观察和果蝇的全基因组测量所支持。然而，人类增强子和启动子内在兼容的程度还没有得到系统的测量，它们的活动如何结合起来控制RNA的表达仍不清楚。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04877-w

美国华盛顿大学医学院David J. Pagliarini和美国摩根里奇研究所Joshua J. Coon共同合作，近期取得重要工作进展。他们通过深度多组学分析来确定线粒体蛋白的功能。该项研究成果2022年5月25日在线发表于《自然》杂志上。

在这里，为了建立更完整的人类线粒体蛋白功能纲要，研究人员使用基于质谱的多组学分析方法分析了200多个CRISPR介导的HAP1敲除细胞系。这项工作产生了大约 830 万个不同的生物分子测量值，提供了对线粒体扰动的细胞反应的深入调查，并为蛋白质功能的机制研究奠定了基础。在这些数据的指导下，他们发现PIGY 游开放阅读框（PYURF）是一种S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶伴侣，它支持复合物I组装和辅酶Q生物合成，并且在以前未解决的多系统线粒体疾病中被破坏。

研究人员进一步将推定的锌转运蛋白SLC30A9与线粒体核糖体和OxPhos完整性联系起来，并将RAB5IF确定为第二个含有导致脑面胸腔发育不良的致病变异的基因。他们的数据可以通过交互式在线MITOMICS.app资源进行探索，表明许多其他孤儿线粒体蛋白的生物学作用仍然缺乏强大的功能表征，并定义了线粒体功能障碍的丰富细胞特征，可以支持线粒体疾病的基因诊断。

据了解，线粒体是真核生物新陈代谢和生物能学的中心。近几十年来的开创性努力已经确定了这些细胞器的核心蛋白成分，并将它们的功能障碍与150多种不同的疾病联系起来。尽管如此，数以百计的线粒体蛋白仍缺乏明确的功能，约40%的线粒体疾病的潜在遗传基础仍未得到解决。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04765-3

美国加州大学洛杉矶分校Alcino J. Silva和Miou Zhou研究组合作揭示，C-C 趋化因子受体 5 (CCR5)可关闭记忆链接的时间窗口。相关论文发表在2022年5月25日出版的《自然》杂志上。

他们展示了CCR5（一种免疫受体，众所周知是 HIV 感染的共同受体）的表达延迟（12-24 小时）增加在环境记忆形成后决定时间窗口的持续时间，以便将该记忆与后续记忆关联或链接。小鼠背侧 CA1 神经元中 CCR5 的这种延迟表达导致神经元兴奋性降低，进而负调节神经元记忆分配，从而减少背侧 CA1 记忆集合之间的重叠。降低这种重叠会影响一个记忆触发另一个记忆的召回能力，因此关闭记忆链接的时间窗口。

他们的研究结果还表明，与年龄相关的 CCR5 及其配体 CCL5 的神经元表达增加会导致老年小鼠的记忆连接受损，这可以通过 Ccr5 敲除和美国食品和药物管理局（FDA）批准的药物逆转。抑制这种受体具有临床意义。总而言之，这里报道的研究结果提供了对塑造记忆链接时间窗口的分子和细胞机制的见解。

据介绍，现实世界的记忆是在特定的环境下形成的，通常不是孤立地获得或回忆的。时间是记忆组织中的一个关键变量，因为时间接近的事件更有可能有意义地关联，而间隔较长的事件则不是。大脑如何区分时间上不同的事件尚不清楚。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04783-1

德国海德堡大学Rohini Kuner研究组发现错误连接和终末器官靶向异常可引起神经性疼痛。2022年5月25日出版的《自然》杂志在线发表了这项成果。

研究人员在神经损伤后超过10个月的时间里，以纵向和非侵入性地方式对基因标记的纤维群进行成像，这些纤维群在皮肤周围感知有害刺激（伤害感受器）和轻柔触摸（低阈值传入），同时跟踪这些小鼠与疼痛相关的行为。完全去神经支配的皮肤区域最初失去感觉，逐渐恢复正常敏感性，并在受伤几个月后出现明显的异常性疼痛和对轻触的厌恶。这种神经再支配引起的神经性疼痛与伤害感受器有关，这些伤害感受器延伸到去神经支配的区域，精确地再现神经支配的初始模式，由血管引导，在皮肤中显示出不规则的终端连接，并降低了模拟低阈值传入的激活阈值。

相比之下，低阈值传入神经（通常在损伤后完整神经区域中介导触觉以及异常性疼痛）没有重新建立神经支配，导致仅具有伤害感受器的迈斯纳小体等触觉末端器官受异常神经支配。敲除与伤害感受器有关的基因完全消除了神经再支配异常性疼痛。因此，该研究结果揭示了一种慢性神经性疼痛的发生机制，这种疼痛是由结构可塑性、异常末端连接和神经再支配过程中伤害感受器受损造成的，并为在临床观察到的对病人产生沉重负担的矛盾感觉提供了机制框架。

据了解，神经损伤会导致慢性疼痛和对轻柔触摸的过度敏感（异常性疼痛）以及受伤和未受伤神经聚集区域的感觉丧失。改善这些混合和矛盾症状的机制尚不清楚。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04777-z

星形胶质细胞在不同疾病中的反应性转录调控不同，这一成果由美国加州大学Michael V. Sofroniew、Joshua E. Burda研究组经过不懈努力而取得。2022年5月25日出版的《自然》杂志发表了这项成果。

研究人员通过将生物学和信息学分析（包括RNA测序、蛋白质检测、转座酶可及染色质测定与高通量测序(ATAC-seq)和条件基因缺失）相结合的方法来预测转录调节因子，这些调节因子调控了超过12,000个与小鼠和人不同中枢神经系统疾病中星形胶质细胞反应有关的差异表达基因(DEGs)。与星形胶质细胞反应相关的DEG在疾病中表现出明显的异质性。转录调节因子也具有疾病特异性差异，但研究人员发现了一个在这两个物种多种疾病中常见的由61个转录调节因子组成的核心组。实验表明，DEG多样性是由不同转录调节因子与特定细胞内环境之间相互作用决定的。

值得注意的是，相同反应性转录调节因子可以调节不同疾病中显著不同的DEG队列。转录调节因子对DNA结合基序的可及性变化在不同疾病之间存在明显差异；对DEG变化至关重要的调控可能需要多个反应性转录调节因子。通过调节反应性，转录调节因子可以显著改变疾病结果，并可以将其作为治疗靶点。该研究提供了与疾病相关反应性星形胶质细胞DEG及可搜索的预测转录调节因子资源。该研究结果表明，与星形胶质细胞反应性相关的转录变化是高度异质的，并且可通过特定于细胞内环境的转录调节因子组合产生大量潜在的DEG。

据悉，星形胶质细胞对中枢神经系统疾病和损伤作出反应，反应性变化会影响疾病进展。这些变化包括DEGs，然而对DEGs背景多样性和调控知之甚少。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04739-5

近日，以色列魏茨曼科学研究所Karina Yaniv、Rudra N. Das等研究人员合作发现，淋巴管转分化可产生专门的血管。相关论文于2022年5月25日在线发表在《自然》杂志上。

研究人员利用斑马鱼臀鳍的循环成像和系谱追踪，从早期发育到成年，发现了一种通过淋巴管内皮细胞（LECs）的转分化形成专门血管的机制。此外，研究人员证明了从淋巴与血液内皮细胞（EC）衍生出的臀鳍血管在成年生物体中的功能差异，揭示了细胞本体和功能之间的联系。研究人员进一步利用单细胞RNA测序分析来描述了转分化过程中涉及的不同细胞群和过渡状态。

最后，结果表明，与正常发育相似，在臀鳍再生过程中，血管从淋巴管中重新衍生出来，表明成年鱼的LEC保留了生成血液EC的效力和可塑性。总的来说，这项研究强调了通过LEC转分化形成血管的先天机制，并为EC的细胞个体发生和功能之间的联系提供了体内证据。

据了解，细胞的谱系和发育轨迹是决定细胞身份的关键因素。在血管系统中，血液和淋巴管的EC通过分化和特化来满足每个器官的独特生理需求。虽然淋巴管被证明来自多种细胞来源，但LEC不知道会产生其他细胞类型。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04766-2

德国马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所Thomas Boehm、Dominic Grün等研究人员合作揭示两种双潜能胸腺上皮细胞祖先类型的发育动态。相关论文于2022年5月25日在线发表于国际学术期刊《自然》。

研究人员结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）和一个新的基于CRISPR-Cas9的细胞条形码系统，在小鼠中确定胸腺上皮细胞随时间变化的质和量。这种双重方法使研究人员能够确定两个主要的祖先群体：一个早期双潜能祖先类型偏向皮质上皮，一个产后双潜能祖先群体偏向髓质上皮。研究人员进一步证明，连续提供Fgf7的自分泌导致胸腺微环境的持续扩张，而不会耗尽上皮祖细胞池，这表明有一种策略可以调节胸腺造血活动的程度。

据介绍，胸腺中的T细胞发育对细胞免疫至关重要，并取决于器官型的胸腺上皮微环境。与其他器官相比，胸腺的大小和细胞组成是异常动态的，例如在发育的早期阶段快速生长和高T细胞输出，随后随着年龄的增长，胸腺上皮细胞的功能逐渐丧失，初始T细胞的产量减少。scRNA-seq发现了年轻和年老的成年小鼠胸腺上皮细胞的意外异质性；然而，推定的产前和产后上皮祖细胞的身份和发育动态仍未得到解决。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04752-8

美国西奈山伊坎医学院Filip K. Swirski、Wolfram C. Poller等研究人员合作发现，大脑运动和恐惧回路在急性应激期间调节白细胞。2022年5月30日，《自然》杂志在线发表了这项成果。

研究人员发现，在小鼠急性应激期间，不同的大脑区域塑造了白细胞的分布和整个身体的功能。利用光遗传学和化学遗传学，研究人员证明运动回路通过骨骼肌来源的吸引中性粒细胞的趋化因子诱导中性粒细胞从骨髓快速动员到周围组织。相反，室旁下丘脑通过直接的、细胞内的糖皮质激素信号控制单核细胞和淋巴细胞从二级淋巴器官和血液向骨髓排出。这些压力诱导的、反方向的、全群体的白细胞转移与疾病易感性的改变有关。

一方面，急性应激通过重塑中性粒细胞并引导它们被招募到损伤部位来改变先天免疫力。另一方面，促肾上腺素释放激素（CRH）神经元介导的白细胞转移可防止获得自身免疫，但会损害对SARS-CoV-2和流感感染的免疫力。总的来说，这些数据显示，在心理压力期间，不同的大脑区域会不同地、迅速地调整白细胞景观，从而校准免疫系统对身体威胁的反应能力。

据了解，神经系统和免疫系统有着错综复杂的联系。尽管人们知道心理压力可以调节免疫功能，但将大脑中的压力网络与外周白细胞联系起来的机制途径仍然不为人知。

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-022-04890-z

Nature子刊综述帮你总结知识点：癌症中的RNA，每个都是研究热点

基因表达紊乱是癌症的一个主要标志。事实上，转录因子活动的改变已被证明是一些癌症最常见亚型的驱动因素。RNA对基因表达至关重要，无论是以蛋白编码RNA（mRNAs）的形式，还是以参与和调节转录的非编码RNA形式（lncRNAs或snRNA）、剪接（snRNAs）和翻译（核糖体RNAs、tRNAs和microRNAs）。 最近的证据表明，RNA的加工在癌症中被系统改变，证明RNA对肿瘤发生、生长和进展的重要影响。

2020年10月，来自澳大利亚的研究人员在《 Nature Reviews Cancer 》发表题为“RNA in cancer”的综述， 讨论了编码和非编码RNA的加工或活性改变如何促进肿瘤的发生、生长和进展，强调了RNA在癌症中的既定角色（miRNA和lncRNA）和新兴角色（选择性mRNA加工和circRNA）以及它们对癌症的作用机制。

一旦RNA聚合酶II合成了 mRNA ，它必须首先剪接并进一步加工成成熟的转录物，然后从细胞核输出到细胞质，转化为蛋白质。这些相互连接的处理步骤是由许多大分子复合物完成的，例如剪接体和转录-输出复合物TREX和TREX2。

在生理条件下，基因表达也可以通过一些 非编码RNA ，包括miRNAs、lncRNAs和circRNAs来调节。通常，miRNAs通过加速靶基因的去乙酰化和降解来负调控基因的表达，而lncRNAs则通过作为调节蛋白复合物的支架、定位到基因组DNA或改变基因组结构来调节顺式或反式的基因表达。

许多miRNAs被发现与癌症相关，要么作为肿瘤抑制因子，要么作为癌基因。

miRNA的作用： 人类细胞中大多数蛋白质的表达水平受到一个或多个miRNA的某种程度的调控。单个miRNA可以具有许多mRNA靶标，而单个mRNA可以被多个miRNA靶向。尽管miRNA可以共同作用，以抑制在3'非翻译区（UTR）中具有多个miRNA结合位点的靶标的表达，仅一种类型的miRNA与靶标mRNA的结合导致相对温和减少靶基因表达。通过RNA测序已经检测到1000多种不同的miRNA。一些miRNAs，如肿瘤抑制因子let-7，在几乎每种细胞类型中都有大量表达，而另一些miRNAs具有高度的细胞类型特异性表达，或者在某些细胞类型中以非常低的水平存在或不存在。因此在检测低表达的miRNAs的可能影响时，需要谨慎。

致癌和抑癌的miRNA：

1. 靶向致癌途径负调控因子的miRNAs在失调时可能通过多个靶点抑制RAS-MEK-ERK信号和miR-155/miR-221，它们分别针对SHIP1（也称为INPP5D）和PTEN，这两个都是AKT信号的负调节器。

2. 在癌症中最常见减少的miRNA是let-7 miRNA突变体，它通过靶向强效癌基因，包括MYC、KRAS和HMGA2作为主要的肿瘤抑制因子。因此，let-7 miRNAs被认为是一个重要的治疗靶标。

3. 大量miRNAs也被报道通过限制或逆转上皮-间质转化（EMT）来限制转移和/或化疗耐药，其中最有效的是miR-200家族。

miRNA失调的机制： miRNA基因由RNA聚合酶II转录，因此受到与蛋白质编码基因相同类型的表观遗传调控。事实上，许多miRNA基因都来自于蛋白质编码基因的内含子。在癌症中有许多关于miRNAs表观遗传失调的报道。 癌症中miRNA表达水平广泛下调的一种模式是源于缺氧诱导的癌细胞中Drosha和Dicer表达水平的降低 ，以及AGO2的磷酸化 ，进而降低了Dicer与AGO2并抑制miRNA从前体到成熟miRNA的加工。 然而，并不是所有的miRNAs都会受到缺氧的下调， 例如，miR-210的转录诱导可以覆盖缺氧诱导的加工减少，并且可以抑制免疫缺陷小鼠肿瘤生长的启动，但也可以促进细胞在肿瘤缺氧的应激环境中的适应和生存。 miRNAs下调的另一个机制可能是由于基因突变或前miRNAs转运蛋白exportin 5（XPO5）磷酸化水平的变化而减少核的输出。

lncRNAs已经被发现具有致癌或肿瘤抑制功能。

lncRNAs的作用： lncRNAs是指长度超过200个核苷酸不编码蛋白质的RNA。与mRNAs一样，它们由RNA聚合酶II转录，但与mRNAs不同， 许多lncRNAs优先定位于细胞核。它们具有不同的功能，包括核作用，如调节顺式或反式中的基因表达，调节剪接以及亚单位透明结构域的成核。2010年，lncRNA HOTAIR通过参与染色质重塑促进乳腺癌转移，随后发现许多lncRNA具有影响癌症发展或进展的功能。一些lncRNAs可能具有多种看似不相关的功能。 例如，lincRNA-p21最初被鉴定为p53诱导的肿瘤抑制因子lncRNA80，并被证明介导异质性核糖核蛋白K（HNRNPK）与其邻近基因CDKN1A（编码p21）的结合并增加其转录。

致癌和抑癌的lncRNA：

1. 最近的一项研究揭示了lncRNA-REG1CP在结直肠癌中的表达经常上调。REG1CP通过将解旋酶FANJ与相邻基因REG3A86的启动子连接，促进结直肠癌异种移植瘤的生长。

2. PCAT19是一种致癌的lncRNA，它激活反式基因，促进前列腺癌的生长、侵袭和转移。

3. 细胞质lncRNAs也可能是癌基因。在MYCN扩增的神经母细胞瘤中过度表达的lncRNA linc0255，通过与核糖体蛋白RPL35的相互作用特别激活E2F1的翻译。

4. lncRNAs也可以作为肿瘤抑制剂。核lncRNA DIRC3影响局部染色质结构，激活编码肿瘤抑制因子IGFBP5的邻近基因的转录。

5. lncRNAs也可以通过调节细胞质中的信号来抑制肿瘤。细胞质lncRNA-DRAIC在去势抵抗的晚期前列腺癌中下调，并通过干扰NF-κB激酶（IKK）活性抑制剂抑制核因子-κB（NF-κB）激活来抑制其进展。

6. 一些lncRNAs仍然有可能编码小蛋白。事实上，lncRNA LINC00908可以产生一种60个氨基酸的多肽，与正常组织样本相比，该多肽在三阴性乳腺癌组织中下调，并且与整体生存率差有关。

lncRNAs的多重对立效应： 关于lncRNA基因在癌症中的影响，最能说明问题的一个例子是考虑lncRNA基因在强效癌基因表达中的作用，也可能反映了MYC在驱动对增殖和生长信号的转录反应中所起的关键作用，MYC基因的转录受多个邻近lncRNA基因转录的调控。这也凸显了lncRNA基因座可以产生具有不同甚至相反功能的RNA。通过对小鼠体内大量MALAT1 lncRNA进行基因缺失研究的对比解释，进一步强调了lncRNA对基因表达影响的复杂性。

circRNA的新角色： circRNAs基本上在所有细胞和组织中都有表达，并且在癌症中可能被错误调节。circRNA主要是反向剪接事件的产物，它将外显子拼接到前一个外显子而不是下游外显子上，从而形成共价闭合的circRNA分子。有报道称， 一些circRNA位于细胞核内并调节转录，但大多数circRNAs位于细胞质中。 单个细胞可以表达数千个circRNAs，通过对患者肿瘤和癌细胞系RNA的深度测序，总共检测到超过200000个不同的circRNAs。 一些circRNAs被发现在癌症中与相应的正常组织相比过度表达，增加了它们作为疾病生物标志物的可能性。 circRNAs有可能作为癌基因或肿瘤抑制因子发挥作用， 可能是通过充当miRNAs的海绵，而一项敲除筛选表明，前列腺癌细胞中一些高度丰富的circRNAs对细胞的最大增殖至关重要，虽然还需要更多的工作来确定致癌或肿瘤抑制circRNAs。 circRNA可能还充当多蛋白复合物的核因子或组分。

失调的circRNAs： 什么导致癌症中的细胞周期失调？基因拷贝数或circRNA前体转录的改变无疑改变了它们在某些癌症中的水平。然而，由于大多数circRNAs是来自蛋白质编码基因的选择性剪接产物，因此需要仔细区分这些变化的影响与同源蛋白水平变化的影响。circRNA水平变化的另一种方式是通过参与circRNA生物合成的剪接因子水平的改变。

mRNA前体的剪接以去除内含子并以不同的方式连接外显子是基因表达的基础。事实上，选择性剪接可以通过产生选择性蛋白质亚型来促进转录组和蛋白质组的多样性。这个过程是由主要的剪接体完成的，它执行大多数的RNA剪接反应，并且与300多种不同的蛋白质相关。

一旦mRNAs被剪接和多聚腺苷酸化，它们必须从细胞核中的转录和加工部位输出到细胞质中进行翻译。有效的mRNA输出是通过将基因表达途径中的上游过程（即转录、剪接和多聚腺苷酸化）与mRNA输出耦合来实现的。mRNA不断地通过核孔复合体的内部通道运输，使蛋白质和分子能够穿过核膜。 转录、RNA剪接和多聚腺苷酸化与mRNA输出之间存在广泛的耦合，对肿瘤的发生具有重要意义。

mRNA剪接的新角色： mRNA剪接在历史上被认为是一个内控过程，对多外显子基因的表达至关重要，但最近的研究结果显示了RNA剪接机制的调控潜力。改变的mRNA剪接机制如何促进肿瘤的发生？SRSF2、SF3B1和U2AF1的突变都不同程度地影响3′剪接位点识别。这种改变的剪接可能会影响编码促进转化的蛋白质转录物的稳定性。

选择性裂解和聚腺苷酸化： 在肿瘤中也广泛观察到下游mRNA处理步骤的改变，如前体mRNAs的裂解和多聚腺苷酸化。例如，3′UTR区在肿瘤细胞系和肿瘤标本中均发生缩短。

选择性mRNA输出的新兴作用： 基因表达途径的末端步骤之一，mRNA的核输出，在癌症中也发生了改变。虽然mRNA输出被认为是基因表达中的一个普遍的、默认的途径，但是特定的生物途径可以通过选择性的mRNA输出来调节，使某些mRNAs优先于其他的。选择性mRNA输出可以调节对癌症发展至关重要的生物学过程，如细胞增殖和基因组完整性。这种mRNA输出机制的调节潜力可被癌细胞利用以维持增殖。

在过去的几年里，大量的研究已经非常详细地揭示了RNA在癌症中发生系统性改变的程度。癌症中编码和非编码RNA的广泛改变影响了肿瘤发生的多个方面。

这些不同的RNA亚型和处理它们的蛋白质参与癌症发生的机制特性，为治疗干预提供机会。例如，一些以核心剪接体机制为靶点的化合物，如与SF3B复合物结合的E7107，在体内影响RNA剪接，但在I期临床试验中静脉注射时表现出显著的毒性。最近的研究表明，在具有剪接体突变的晚期血液恶性肿瘤中，使用SF3B复合物H3B-8800的可口服调节剂，在耐受剂量良好的小鼠模型中显示了优先抗肿瘤活性。其他研究试图通过使用介导其蛋白酶体降解的化合物作为干扰剪接的替代药理学手段来调节选择性和调节性剪接因子，如RBM39，在小鼠急性髓系白血病模型中获得成功。RNA在癌症中的广泛改变将为治疗提供大量的新机会。进一步阐明RNA加工改变促进肿瘤发生、生长和进展的基本机制，对于确保癌症疗法专门针对RNA加工过程且对正常细胞的影响最小至关重要。

首发公号：国家基因库大数据平台

参考文献

Goodall, G.J., Wickramasinghe, V.O. RNA in cancer.?Nat Rev Cancer?(2020). https://doi.org/10.1038/s41568-020-00306-0.

单细胞文献阅读001—Programme of self-reactive innate-like T cell-mediated cancer immunity

文章题目： Programme of self-reactive innate-like T cell-mediated cancer immunity

发表时间及期刊：2022年4月20日 发表在 Nature 期刊

影响因子： 2020/2021: 49.962

主要内容： 在小鼠乳癌模型（PyMT）发现一种新型细胞 先天性杀伤型 T 细胞 （Killer Innate-like T cell， ILTCK）。

这类细胞的特点：

1. 和传统 CD8 T 细胞一样都表达 T 细胞受 体 （T cell receptor，TCR），但其激活不依赖树突细胞（Dendritic Cell，DC），此特性使其更接近先天性淋巴细胞（Innate lymphoid cell）。

2. 不同于传统 CD8 T 细胞，ILTCK 不表达 PD-1 和其他免疫抑制受体，因此不会进入细胞耗竭状态，反而对肿瘤细胞有更强大的细胞毒性（cytotoxicity）。

3. 大部分的传统 T 细胞识别肿瘤新抗原，而 ILTCK 识别肿瘤 原生抗原 ，并且具有显著的组织驻留性（tissue residency）。

研究结果：

1. ILTCKs有一个独特的转录组

为了研究肿瘤浸润性T细胞之间的异质性，我们对来自MMTV-PyMT(PyMT)小鼠乳腺肿瘤组织的CD45+TCRβ+CD8α+细胞进行了单细胞rna测序(scRNA-seq)分析，得到5个不同的簇。主要的marker基因如下：

进一步的进行轨迹推断，我们观察到初始/最近激活的(C1)细胞和耗尽的(C2)细胞之间的大量混合(图1d，e)，反映了由慢性刺激驱动的表型变化。相比之下，αβILTCKs（C3）和增殖（C5）细胞与C1分离的距离更远（图1d，e）。在校正了“细胞周期效应”后，最近激活向αβILTCK过渡的假设轨迹仍然与最近激活到耗尽的T细胞分化途径不同(扩展数据图2a，b)。因此， C1细胞要么通过一种独特的分化途径产生C3细胞，要么不是它们的祖细胞。 高表达αβILTCK基因特征的肿瘤浸润性c3样CD8α+T细胞簇在PyMT乳腺肿瘤和小鼠前列腺癌模型(扩展数据图2c-h)以及人类结直肠癌4(扩展数据图2i-k)中重复存在， 共同表明αβILTCK分化程序代表了一种进化上保守的肿瘤引起的免疫反应。

2. ILTCKtcr可以识别未突变的肿瘤抗原

为了探究肿瘤驻留的NK1.1+CD8α+αβILTCKs与传统的PD-1+CD8α+T细胞(PD-1+T细胞)有何不同，我们获得了每个子集使用的配对tcr序列的图谱(扩展数据图3a，补充表1)。然而，来自NK1.1+αβILTCKs和PD-1+T细胞的TCR之间的互补决定区3(CDR3)长度相似(扩展数据图3b)。值得注意的是，我们没有检测到NK1.1+αβILTCKs和PD-1+T细胞所使用的任何TCR对， 这表明它们不是由一个共同的祖细胞发展而来的。

为了确定每个亚群的TCR的特异性，我们使用改进的TCR报告检测系统对它们对原发性PyMT癌细胞进行了反应分析(图2b，扩展数据图3c，补充表2)。33个NK1.1+αβILTCK衍生的tcr中有26个（78.8%）对异源癌细胞表现出显著的反应性(图2c)【 怎么得到的表 】，表明它们识别来自多个小鼠的癌细胞共享的未突变抗原。相比之下，没有一种PD-1+T细胞来源的TCR的反应超过了无关的OT-ITCR建立的背景水平(图2c)， 这意味着它们对个体肿瘤特异性新抗原有反应。

当癌细胞缺乏经典的主要组织相容性复合体I类(MHC-I)编码基因 （H2-K1和H2-D1） 或所有MHC-I分子的 专性亚基B2m 时，这种反应性丧失。 这表明αβILTCKtcr与它们的CD8+T细胞一样，主要局限于经典的MHC-I。

为了测试αβILTCKTCR是否识别MHC-I分子，而不管肽序列，我们使用PyMT肿瘤来源的癌细胞系缺乏内质网肽转运体TAP1，因此具有几乎无法检测到的表面MHC-I水平(扩展数据图4f)。Siinfekl肽稳定的MHC-I表达不足以激活αβILTCKTCRs(扩展数据图4g，h)， 表明这些TCRs识别特定的肽-MHC-I复合物，而不是MHC-I分子本身。

3. ILTCKs are agonistically selected

为了研究传统的CD8+T细胞是否会产生NK1.1+αβILTCKs，我们在CD8+T细胞中将内源性重排的TCR替换为αβILTCK衍生的TCR(扩展数据图5a-e)。在过继转移到携带肿瘤的受体小鼠中(图2d)后，表达αβILTCK衍生TCR的CD8+T细胞显示PD-1表达上调，而NK1.1表达不上调(图2e，f，扩展数据图5f)。此外，传统的CD8+T细胞反应需要BATF3-和irf8依赖的传统1型树突状细胞(cDC1s)启动，而肿瘤内NK1.1+αβILTCK反应独立于cDC1s（扩展数据图6）。 这些发现表明，αβILTCKs独立于次级淋巴器官中树突状细胞介导的启动，并具有与传统CD8+T细胞不同的本体论。事实上，在肿瘤中，表达αβILTCK衍生TCRs的胸腺细胞发育中，持续且特异性地产生NK1.1+αβILTCKs，而不是PD-1+T细胞 (图2g-i，扩展数据图7a-c)。因此，NK1.1+αβILTCK和PD-1+T细胞代表了两种相互排斥的细胞命运选择，在胸腺细胞发育过程中，任何一种细胞系都可能以tcr特异性依赖的方式发生。

而具有多克隆TCR库的胸腺细胞主要产生常规的CD4或CD8单阳性T细胞(图3a，b)，而含有单克隆αβILTCKTCR的胸腺细胞 只产生CD4-/loCD8-/lo细胞 (图3a，b，扩展数据图7d，e)。到目前为止，所有已知的TCRαβ+T细胞在发育过程中都在胸腺中经历了CD4+CD8+双阳性阶段。与预期的一样，肿瘤驻留的NK1.1+αβILTCKs和PD-1+T细胞，而不是CD19+B细胞，被Rorc-cre等位基因一致定位，该等位基因在CD4+CD8+胸腺细胞中瞬时活跃(扩展数据图7f，g)。然而，与其他先天T细胞，如不变的自然杀手T(iNKT)细胞，由高表达的转录因子Zbtb，NK1.1+ αβILTCKs 没有命运映射Zbtb16-cre-Rosa26LSL-YFP等位基因(扩展数据图7h，我)，可能由于缺乏经典的MHC-I表达CD4+CD8+胸腺细胞。

经阳性选择后，CD4+CD8+胸腺细胞瞬时表达低水平的PD-1。相比之下，表达αβILTCK-TCR的胸腺细胞保持了较高的PD-1表达(扩展数据图7j，k)，表明其有强烈的TCR刺激的历史。事实上，33个αβILTCK衍生的TCR中有23个（69.7%）对胸腺上皮细胞皮系表现出大量的反应性，其水平超过OT-ITCR，驱动了传统CD8+T细胞的阳性选择(扩展数据图7l，数据未显示)。这些发现表明， 强烈的自身反应性驱动αβILTCK谱系承诺，类似于指定iNKT细胞和肠道上皮内淋巴细胞(IEL)命运的“激动剂”选择过程。

为了区分造血间质和耐辐射基质间在介导αβILTCK选择中的作用，我们以野生型或B2m-/-小鼠为受体，生成了TCR-“逆转录”小鼠。B2m-/-受体的胸腺αβILTCK祖细胞室未改变（扩展数据图7m），但仅在造血室B2m消融轻度减少，B2m消融显著减少（扩展数据图7n）。因此，αβILTCKs的激动剂选择信号由辐射敏感的造血和抗辐射的间质室冗余提供。

4. ILTCKs continually repopulate tumours

不断地再生肿瘤

大量携带αβILTCK-tcr的胸腺细胞共同表达PD-1和CD122(扩展数据图7j，k)，这一表型让人联想到IEL承诺的胸腺祖细胞。事实上，表达αβILTCK肿瘤tcr的胸腺细胞除了瘤内αβILTCKs外，还分化为小肠IELs，两个群体都表达CD8αα同型二聚体(扩展数据图8a-c)。在过继转移到淋巴细胞减少的肿瘤小鼠，多克隆TCRβ+CD4-/loCD8-/loPD-1+CD122+胸腺祖细胞既产生瘤内αβILTCKs，也产生肠道IELs(图3c，d，扩展数据图8d，e)。然而，在淋巴细胞丰富的小鼠中，αβILTCK和IEL祖细胞移植到肿瘤中，而不是在小肠中(图3c，d)。为了进一步探索肿瘤内αβILTCK和肠道IEL再生的动态，我们使用了Fgd5-creER-Rosa26LSL-tdTomato等位基因，其中他莫昔芬脉冲标记了部分造血干细胞26，能够稳定跟踪其后代(扩展数据图8f)。在Lin?-KIT+SCA1+骨髓干细胞中，有20%的标记效率，大约3%的胸腺αβILTCK/IEL祖细胞被命运定位，类似于成年小鼠的CD4+CD8+、CD4或CD8单阳性和iNKT细胞室(扩展数据图8g-i)。相比之下，小肠CD8αα+IELs的标记能力可以忽略不计(扩展数据图8k，l)，证实了早期播种和原位增殖是其种群维持的主要手段27。因此，肿瘤内αβILTCK室，而不是肠道IEL室，不断由胸腺祖细胞补充。

5. FCER1G的表达标志着ILTCK谱系

为了深入了解ILTCK谱系的特征，我们将肿瘤浸润性NK1.1+αβILTCKs和PD-1+T细胞与其各自的胸腺祖细胞进行了比较(扩展数据图9a)。在αβILTCK祖细胞中上调但在成熟祖细胞中被抑制的基因在与抗原刺激相关的基因中富集，包括Tox-Pdcd1程序(扩展数据图9b，补充表3)，反映了激动剂选择事件。αβILTCK祖细胞中Lat和Cd2的下调可能会抑制TCR信号传导，使成熟的αβILTCKs不容易被耗尽(扩展数据图9c，补充表3)。值得注意的是，编码许多NK受体和信号分子的基因在αβILTCK祖细胞中表达上调(扩展数据图.9d，补充表3)，并在成熟的NK1.1+αβILTCKs8中保持高表达。相比之下，与末端效应分化和组织驻留计划相关的途径，包括Gzmc、Itga1和Itgae，可能是通过响应局部肿瘤微环境特异性信号而获得的(扩展数据图9e，补充表3)。

虽然承诺的αβILTCK祖细胞的过继转移持续产生NK1.1+αβILTCKs，但仍有相当一部分是NK1.1?细胞(图3c)。这不太可能是αβILTCK祖细胞之间预先存在的TCR异质性的结果，因为表达单克隆TCR的胸腺细胞也产生了NK1.1?和NK1.1+亚群(图2g-i，扩展数据图7b，c)。与PD-1+T细胞相比，NK1.1-细胞在转录上更类似于NK1.1+αβILTCKs(扩展数据图9f)，但它们在胸腺αβILTCK祖细胞中富集的转录本表达更高，包括Pdcd1（补充表4）。与终末效应分化相关的基因，包括Gzmc，在获得NK1.1时共同上调（补充表4）。因此，NK1.1标记激活了αβILTCKs，可能不能识别肿瘤中所有的αβILTCK细胞谱系。

scRNA-seq实验显示，在小鼠的癌症模型中，Fcer1g在转录定义的αβILTCK簇(C3)中存在差异表达(扩展数据图。1,9g，h)，并标记了一个在结肠直肠癌患者的肿瘤组织中与小鼠αβILTCKs转录相似的C3亚群(扩展数据图。2i–k, 9i).这些观察结果表明，Fcer1g可能是一个保守的αβILTCK谱系定义标记。事实上，FCER1G蛋白已经上调承诺PD-1hiCD122hi胸腺αβILTCK祖细胞，但不是在CD8单阳性细胞，并继续表达肿瘤浸润NK1.1+αβILTCKs而不是PD-1+T细胞(扩展数据图9j，k)，表明FCER1G具体和稳定标记细胞致力于αβILTCK血统。

在CD4?CD8α?TCRβ+CD1d?NK1.1?胸腺细胞中，FCER1G+CD122+群体表达高水平的PD-1，缺乏颗粒酶B(GZMB)表达，表型与CD122和PD-1共同表达的αβILTCK和IEL祖细胞相同(图4a，b)。在肿瘤浸润性T细胞中，FCER1G+CD122+群体仍然是CD4?，其中大多数上调CD8αα同型二聚体(扩展数据图9l，m)，并且一致缺乏PD-1的表达(图4a，b)。值得注意的是，FCER1G+CD122+T细胞中同时含有NK1.1+GZMB+/?αβILTCKs和它们未成熟的NK1.1?GZMB?前体(图4a，b)。因此，FCER1G的表达可以充分识别肿瘤浸润性αβILTCKs，而不管其激活状态如何。

在结肠癌患者中，FCER1G+TCRβ+细胞也很容易在肿瘤组织中检测到(扩展数据图9n)，其共受体表达谱与小鼠相似(扩展数据图9n，o)。FCER1G+T细胞相对于邻近的正常结肠在肿瘤组织中富集(图4c，d)，与PD-1+相比，它们表达了更高水平的GZMB(图4e)。总的来说，这些发现确定了FCER1G作为αβILTCK谱系定义标记，并证明αβILTCK程序在小鼠和人类中代表了一种进化上保守的肿瘤引起的免疫反应。

6.ILTCK可被设计用于癌症治疗

与之前的研究表明NK1.1+αβILTCKs严重依赖于促炎细胞因子IL-15相一致，我们在缺乏Il15的小鼠中观察到FCER1G+CD122+胸腺αβILTCK祖细胞几乎完全缺失(图5a，b)。因为IL-15在两者中都有表达淋巴组织和非淋巴组织，驱动肿瘤内αβILTCKs的扩张和激活的IL-15的确切来源尚不清楚。在造血细胞系中消融Il15并没有损害肿瘤引起的αβILTCK反应（数据未显示）。值得注意的是，与健康的乳腺组织相比，转化的乳腺上皮细胞中IL-15的表达明显增加(图5c)。IL-15在结肠癌患者的肿瘤上皮细胞中也很容易被检测到(扩展数据图10a)，而FCER1G+的频率，而不是PD-1+，T细胞与IL-15水平呈正相关(图5d，扩展数据图10a，b)。

为了研究癌细胞表达的IL-15是否调节αβILTCK反应，我们使用了S100a8-cre-Il15fl/flPyMT小鼠，这些小鼠中Il15在转化中缺失，但在健康的乳腺上皮中没有缺失(扩展数据图10c，数据未显示)。S100a8-cre-Il15fl/flPyMT小鼠的胸腺FCER1G+CD122+αβILTCK祖细胞水平相似(图5e，f)。值得注意的是，与对照组相比，S100a8-cre-Il15fl/flPyMT小鼠中肿瘤浸润性αβILTCKs明显减少，而残留的αβILTCKs中NK1.1和GZMB的表达明显减少(图5e，f)。值得注意的是，与野生型对照组相比，S100a8-cre-Il15fl/flPyMT小鼠表现出加速的肿瘤生长(图5g)。这些发现表明，ILTCKs可以感知癌细胞来源的IL-15，用于癌症免疫监测。

值得注意的是，IL-15足以在胸腺αβILTCK祖细胞中诱导NK1.1和GZMB的上调，以及伴随的PD-1的下调(扩展数据图10d)。为了测试异位激活IL-15信号是否在过继转移的αβILTCK祖细胞可以抑制肿瘤的发展，我们从Ubc-creER-Rosa26LSL-Stat5b-CA/+小鼠中纯化胸腺αβILTCK祖细胞，其中他莫昔芬诱导转录因子STAT5B(STAT5B-CA)的表达，主要协调IL-15信号下游的转录程序31(扩展数据图10e)。在过继转移到淋巴细胞缺陷的肿瘤携带PyMT小鼠后，STAT5B-CA的诱导表达导致转移细胞扩增60倍，四周内NK1.1和GZMB均匀上调(扩展数据图10f-i)。重要的是，与对照组αβILTCKs或无细胞转移的小鼠相比，接受STAT5B-ca武装αβILTCKs的小鼠表现出明显的肿瘤生长抑制作用(扩展数据图10j)。

当过继转移到充满淋巴细胞的PyMT宿主时，STAT5B-ca武装的αβILTCK祖细胞很容易定植肿瘤组织，并经历了强大的扩增和效应分化，导致肿瘤生长减少(图5h-j，扩展数据图10k)。相比之下，过继转移的STAT5B-ca武装的胸腺CD8单阳性T细胞没有移植或分化，可能是由于肿瘤反应性克隆的频率较低，并且预期肿瘤生长没有改变(图5h-j)。因此，αβILTCK中的IL-15信号轴可以成为开发癌症治疗方法的一个强大的和可利用的底物。

Discussion

在这项研究中，我们建立了FCER1G+αβILTCK程序，作为一种独特的和进化保守的肿瘤诱导的T细胞反应，并确定癌细胞来源的IL-15是其抗肿瘤作用的必要和充分驱动因素。由于FCER1G为多个NK受体提供了必要的激活基序，其在胸腺αβILTCK祖细胞中的早期表达可能增强其在肿瘤组织中NK受体上调时效应功能的快速获得。虽然FCER1G也特异性地标记了人类肿瘤浸润性αβILTCK样细胞的一个亚群，但在部分循环的人CD8+T细胞中，延长IL-15暴露可以诱导FCER1G32。可以想象，FCER1G的表达在人类αβILTCKs中可能比在小鼠αβILTCKs中更动态地调控。另外，FCER1G可能标记除人类αβILTCK之外的其他谱系，其解决方案需要进一步的研究。尽管广泛表达肿瘤反应性tcr，但il-15激活的αβILTCKs8的细胞毒性是不可必要的。

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