在病毒感染初期,初始T細(xì)胞增殖分化為效應(yīng)T細(xì)胞,興致高昂地前去整治那些病原體。然而,隨著慢性感染或腫瘤持續(xù)存在,由于長(zhǎng)期暴露于持續(xù)的抗原刺激,效應(yīng)T細(xì)胞也開(kāi)始“麻木”,發(fā)生T細(xì)胞耗竭。耗竭T細(xì)胞毒性衰減、分泌細(xì)胞因子減少、多種抑制性受體(PD-1、TIM-3、 LAG-3)高度表達(dá),細(xì)胞代謝、轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)情況發(fā)生改變。雖說(shuō)這樣本意是防止過(guò)度**反應(yīng)介導(dǎo)的組織損傷,但同時(shí)也拿病毒和腫瘤的持續(xù)侵害沒(méi)啥辦法[1]。
這次,澳大利亞墨爾本大學(xué)的Axel Kallies教授與德國(guó)慕尼黑大學(xué)的Veit R. Buchholz博士合作,就在這群工作麻木的T細(xì)胞中找到了PD-1抑制劑**中的強(qiáng)大戰(zhàn)力——CD62L+前體耗竭T細(xì)胞(TPEX)[2]。
他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)慢性病毒感染或癌癥引發(fā)T細(xì)胞耗竭時(shí),CD62L+TPEX細(xì)胞仍具有長(zhǎng)期增殖潛力、多能性以及再生能力,表現(xiàn)出干細(xì)胞樣特性;同時(shí),CD62L+TPEX還決定著****療效,使用PD-1抑制劑**后,CD62L+TPEX增殖爆發(fā)。轉(zhuǎn)錄因子MYB對(duì)于這種T細(xì)胞亞群的發(fā)育和功能至關(guān)重要。
近年來(lái)一些研究表明,耗竭T細(xì)胞具有異質(zhì)性,可分為前體耗竭T細(xì)胞(TPEX)和終末耗竭T細(xì)胞(TEX)。其中,在慢性病毒感染和腫瘤發(fā)展期間,TPEX細(xì)胞毒性功能尚未喪失,并且有證據(jù)指出,TPEX細(xì)胞或決定PD-1抑制劑****的效果[1]。
為探清TPEX的老底兒、給癌癥****尋個(gè)新出路,Axel Kallies教授和Veit R. Buchholz博士等人展開(kāi)此次研究。
利用慢性病毒感染(LCMV-Cl13)的小鼠模型以及單細(xì)胞RNA測(cè)序(scRNA-seq)等技術(shù),他們將TPEX細(xì)胞進(jìn)一步分為CD62L+、CD62L-兩種亞群,均以Tcf7和Id3高表達(dá)為標(biāo)志。其中,在CD62L+TPEX細(xì)胞中特異性高表達(dá)的基因大多數(shù)與初始T細(xì)胞、中央記憶型T細(xì)胞相關(guān),包括Sell(編碼 CD62L)、Ccr7、S1pr1、Lef1、Satb1和Bach2;而在CD62L-TPEX細(xì)胞中,Sell基因低表達(dá),Icos、Xcl1、Cxcl10、Cd28和Eomes高表達(dá)。
接下來(lái),研究者們尋到了蛛絲馬跡。
他們采用Slingshot工具分析scRNA-seq的數(shù)據(jù),推斷出TPEX細(xì)胞分化結(jié)構(gòu)和順序,再用RNA速率分析進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn),CD62L+TPEX細(xì)胞可分化為CD62L-TPEX以及TEX(CX3CR1+/CX3CR1-)細(xì)胞,且分化具有單向性。
不僅如此,在小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,研究者們也是僅在CD62L+TPEX細(xì)胞中觀察到了干細(xì)胞特性。不同于CD62L-TPEX和TEX細(xì)胞,CD62L+TPEX細(xì)胞與初始T細(xì)胞類(lèi)似,顯示出優(yōu)異的再生能力和多能性,能夠有效地自我更新并產(chǎn)生CD62L-TPEX和TEX細(xì)胞。即使將其在小鼠模型中重復(fù)過(guò)繼轉(zhuǎn)移之后,這些特征也得以保持。
繼續(xù)深挖CD62L+TPEX的秘密,研究者們找到了轉(zhuǎn)錄因子MYB。
MYB在造血干細(xì)胞、癌細(xì)胞以及T**細(xì)胞白血病、記憶CD8+T細(xì)胞的自我更新中都具有重要意義[3-6]。在這里,研究者們發(fā)現(xiàn)其編碼基因Myb在CD62L+TPEX細(xì)胞中高度富集,在慢性病毒感染期間,強(qiáng)烈且持續(xù)的抗原刺激有助于CD62L+TPEX細(xì)胞中MYB的持續(xù)性表達(dá)。
隨后的小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及一系列轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析結(jié)果表明,MYB表達(dá)缺陷時(shí),CD62L+TPEX細(xì)胞就會(huì)“迷失自我”,終末分化加速,TPEX相關(guān)特性及其獨(dú)特的干細(xì)胞樣特性丟失,細(xì)胞遷移以及**結(jié)歸巢行為也會(huì)受到影響。換句話說(shuō),MYB轉(zhuǎn)錄因子決定著CD62L+TPEX細(xì)胞的正常發(fā)育,并抑制其終末分化的進(jìn)展。
從轉(zhuǎn)錄水平上看MYB缺陷對(duì)于耗竭T細(xì)胞的影響
值得注意的是,研究結(jié)果強(qiáng)調(diào),MYB轉(zhuǎn)錄因子正是通過(guò)調(diào)節(jié)T細(xì)胞的功能與壽命,來(lái)幫助T細(xì)胞調(diào)整防御姿態(tài)以面對(duì)慢性病毒感染,防止出現(xiàn)**損傷。如果T細(xì)胞中Myb基因缺失,小鼠將死于慢性病毒感染,而急性病毒感染無(wú)明顯影響。這意味著,由MYB轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的T細(xì)胞耗竭,是機(jī)體適應(yīng)于慢性感染的必要現(xiàn)象。
看來(lái),就算是T細(xì)胞,在長(zhǎng)期工作中適當(dāng)麻木點(diǎn)兒也很重要
除了負(fù)責(zé)給耗竭T細(xì)胞這個(gè)大**增添新成員,CD62L+TPEX細(xì)胞還在PD-1抑制劑**中進(jìn)行“瘋狂輸出”。
研究者發(fā)現(xiàn), 使用PD-1抑制劑**后,CD62L+TPEX細(xì)胞依舊保持自我更新,同時(shí)出現(xiàn)增殖爆發(fā)的現(xiàn)象,數(shù)量明顯擴(kuò)增。相比之下,CD62L-TPEX和TEX細(xì)胞均未表現(xiàn)出明顯的增殖反應(yīng)。如果小鼠T細(xì)胞的MYB轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)缺失,則會(huì)導(dǎo)致CD62L+TPEX細(xì)胞發(fā)育及功能異常,無(wú)法響應(yīng)于PD-1抑制劑進(jìn)行擴(kuò)增。
總體來(lái)說(shuō),Axel Kallies教授和Veit R. Buchholz博士等人找到了一種具有**的增殖和發(fā)育潛力的T細(xì)胞亞群,對(duì)PD-1抑制劑反應(yīng)強(qiáng)烈。
一方面,CD62L+TPEX細(xì)胞表現(xiàn)出干細(xì)胞特性,對(duì)于抵抗慢性病毒感染以及癌癥的機(jī)體**反應(yīng)至關(guān)重要,其細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的MYB轉(zhuǎn)錄因子是維持這種T細(xì)胞亞群發(fā)育和功能的關(guān)鍵點(diǎn)。另一方面,依賴于MYB,CD62L+TPEX細(xì)胞響應(yīng)PD-1抑制劑后會(huì)發(fā)生大量擴(kuò)增。
對(duì)于這一研究成果,研究者們將CD62L+TPEX形容為耗竭T細(xì)胞的“青春活力之泉”[7],不斷給這些長(zhǎng)期戰(zhàn)斗的T細(xì)胞注入新的血液,并稱(chēng)之為干細(xì)胞樣耗竭T細(xì)胞(TSLEX)。并提出,這項(xiàng)研究從有趣、新穎的角度解讀T細(xì)胞活化,可能為**療法開(kāi)發(fā)新思路。