引言
CD8+T细胞是抵御感染性疾病和肿瘤的免疫系统关键介质。在遭遇抗原后,T细胞激活并浸润到感染部位。在感染灶处,T细胞实现抵御病原体功能,并产生持久的异质记忆T细胞亚群。尽管一些记忆T细胞 (包括中枢记忆和效应记忆性T细胞,也就是Tcm和Tem,统称Tcirc) 在血液和淋巴系统中循环,但其他记忆T细胞则永久驻留在外周组织和器官中。在不同物种的所有器官中,均发现这些不会进行迁移的组织驻留记忆T (tissue-resident memory T,简称TRM) 细胞【1,2】。
组织微环境、细胞因子暴露、抗原持久性和T细胞受体(TCR)信号强度变化等因素,促使T细胞处于不同效应阶段,最终演化成异质性CD8+T细胞亚群【3-7】。其中一些记忆性CD8+T细胞群表现出不同的干细胞样特性和功能,并提供不同程度的免疫保护。在某些情况下,如慢性感染或肿瘤病灶处,与稳健的记忆T细胞群相比,持续抗原识别诱导的T细胞活化,最终导致其演化为耗竭T细胞 (exhausted T,简称TEX),表现出功能弱化和抑制受体表达增加。高通量测序技术的引入和迭代,也大幅提升了学界对T细胞演化和异质性相关的转录和表观遗传变化的理解。
通过Tcirc细胞发育过程中DNA甲基化和染色质可及性的动态全基因组测序和分析,证明小鼠和人类中效应T细胞和记忆T细胞命运决定因素的复杂网络。而通过单细胞表观基因组分析,确定了在不同的细胞亚群中,顺式和反式调控元件的变化与基因表达调控息息相关,从而可以实现重塑细胞分化相关轨迹。尽管已经明确Tcirc、TRM和TEX细胞存在异质性,并且这类异质性是由转录谱差异所决定的,但是,不同组织中CD8+T细胞的表观遗传谱变化,仍没有详细研究过。
近日,来自美国斯坦福大学的Ansuman T. Satpathy和澳大利亚墨尔本大学Laura K. Mackay研究组合作在Immunity上发表题为Distinct epigenomic landscapes underlie tissue-specific memory T cell differentiation的文章,通过分析来自多个器官的T细胞的染色质可及性变化和基因表达谱演化,揭示了记忆性CD8+T细胞的表观遗传状态,并鉴定了参与T细胞分化的器官特异性调节因子。
记忆性CD8+T细胞库中包含多种具有表型和转录异质性的亚群,它们承载特异的功能和再循环模式。作者在四种不同感染模型中,分离出七种非淋巴器官中的CD8+T细胞,并进行表观遗传谱分析。在急性淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒 (acute lymphocytic choriomeningitis virus,简称LCMV) 感染过程中,作者观察到肝脏中TRM和Tcirc前体的早期表观遗传分化,并展示出不同的发育轨迹。这种效应细胞命运的早期转移以Fcgr2b可及性和FcgRIIB表达差异为标志,它们可以提升记忆性T细胞前体选择性产生肝脏TRM或Tcirc亚群的能力。
尽管TRM细胞在表观遗传谱上与Tcirc不同,但对从不同器官分离的TRM细胞,利用单细胞转座酶可及染色质可及性测序分析发现,TRM和Tcirc细胞沿着不同的表观遗传轨迹发育。而且,转录因子可以以器官特异性的方式调节TRM细胞的形成。作者还确定了TRM细胞发育的器官特异性转录调控因子,包括FOSB、FOS、FOSL1和BACH2,并定义了跨器官TRM细胞共有的表观遗传特征。此外,对每个器官内TRM细胞的单独分析,揭示了与转录因子保守网络相关的组织内异质性,包括KLF和HIC 元件。
最后,作者还发现在TEX细胞亚群中,终末期TEX 细胞在核心表观遗传特征谱中包含有独特的顺式调控元件可及性。
综上所述,作者检测了小鼠急性和慢性感染后从不同解剖部位分离的CD8+T细胞的转录和染色质可及性变化,通过不同的表观遗传谱定义不同TRM细胞亚群分化,这也是器官特异性表型和转录差异形成的基础。此外,作者还提供了公共基因组浏览器,用于查询CD8效应T细胞和记忆T细胞以及TRM和TEX细胞的染色质可及性谱,以支持未来的研究。
参考文献
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https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1016/j.immuni.2024.06.014
责编|探索君
排版|探索君
文章来源|“BioArt”
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