《Nature Immunology》组织驻留记忆 CD4+T 细胞的 “隐藏武器”：综合应激反应通路调控细胞因子生成

时间：2025年3月7日

来源：Nature Immunology

编辑推荐：

目前对于 CD4+TRM细胞如何调控细胞因子的产生，以及这一过程在免疫疾病中的机制，科学家们还没有完全弄清楚。为了解开这些谜团，来自德国汉堡大学医学中心等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Nature Immunology》上。

在人体的免疫系统中，组织驻留记忆 T（T_RM）细胞就像一群忠诚的 “卫士”，驻扎在各个组织中，时刻准备应对病原体的入侵。当有敌人来袭时，它们能迅速做出反应，保护身体免受侵害。然而，在一些免疫介导的疾病中，这些 “卫士” 却好像迷失了方向，反而引发了炎症和组织损伤。其中，CD4⁺T_RM细胞产生的细胞因子在免疫反应中起着关键作用，但目前对于 CD4⁺T_RM细胞如何调控细胞因子的产生，以及这一过程在免疫疾病中的机制，科学家们还没有完全弄清楚。为了解开这些谜团，来自德国汉堡大学医学中心等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Nature Immunology》上。

研究人员为了探究 CD4⁺T_RM细胞在细胞因子产生方面的机制，采用了多种关键技术方法。在样本获取上，人类肾脏组织来自多个不同的队列，包括汉堡 GN 登记处、欧洲肾脏 cDNA 库等；小鼠实验则使用特定品系的小鼠，并在特定条件下进行饲养和处理。研究运用了单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术，对细胞的基因表达进行深入分析；还通过流式细胞术，对细胞进行分类和特征分析。

下面来看看具体的研究结果。

CD4⁺T_RM细胞的细胞因子 mRNA 表达：研究人员通过 scRNA-seq 和细胞索引转录组及表位测序（CITE-seq）分析发现，在多种人类组织（如肾脏、结肠和肺）中，CD4⁺T_RM细胞在非炎症条件下就表达促炎细胞因子 mRNA，如 IL-17A、IFNγ 和 CSF2 等。通过 RNA 荧光原位杂交（FISH）分析也证实了健康肾脏组织中存在表达这些细胞因子 mRNA 的 CD3⁺T 细胞。这表明 CD4⁺T_RM细胞可能是储存细胞因子 mRNA 的重要细胞亚群。
细胞因子 mRNA 的翻译状态：在静止的 CD4⁺T_RM细胞中，研究人员发现促炎细胞因子 mRNA 在稳态下并未翻译。通过蔗糖梯度离心分离翻译和未翻译的 mRNA 部分进行 RT-qPCR 分析，发现未刺激的 CD69⁺CD4⁺T 细胞中，只有约 20% 的 IL-17A、IFNγ 和 CSF2 mRNA 在翻译的 mRNA 部分，而刺激后这一比例上升到约 80%。这说明在稳态时，CD4⁺T_RM细胞中细胞因子 mRNA 的翻译是被抑制的。
综合应激反应（ISR）通路的作用：对人类肾脏、结肠和肺的 scRNA-seq 数据分析显示，CD4⁺T_RM细胞中翻译和核糖体生物发生途径下调，而与细胞应激反应相关的 ISR 通路激活。ISR 通路的关键调节因子 eIF2α 在未刺激的人类肾脏 CD4⁺CD69⁺T_RM细胞中磷酸化，刺激后去磷酸化。通过多种实验，如使用激活 ISR 通路的化合物（如亚砷酸钠）、抑制 eIF2α 去磷酸化的抑制剂（如 Sal003、Raphin1）等处理细胞，发现 ISR 通路控制着细胞因子 mRNA 的翻译。
ISR 通路对疾病的影响：研究人员通过构建小鼠模型，如诱导自身免疫性肾小球肾炎（cGN）模型，发现靶向 ISR-eIF2α 通路可以改善组织炎症和 cGN 的进展。转导组成型活性或非活性形式的 eIF2α 的 CD4⁺CD69⁺T_RM细胞到 T 细胞缺陷的 Rag1 KO 小鼠中，结果显示 eIF2α 磷酸化足以抑制 IL-17A 的产生，并且接受 eIF2α-S51D 转导的 CD4⁺T 细胞的小鼠，肾脏疾病表型更轻。
在人类自身免疫疾病中的相关性：对患有抗中性粒细胞胞浆抗体相关性肾小球肾炎（ANCA-GN）患者的肾脏 CD4⁺T 细胞进行 scRNA-seq 分析，发现患者肾脏 CD4⁺T_RM细胞中 ISR 通路下调，且细胞因子反应性基因高表达，这表明增强的细胞因子 mRNA 翻译可能导致 T 细胞介导的组织损伤。对克罗恩病患者结肠 CD4⁺T 细胞的分析也得到了类似结果。

总的来说，该研究首次明确了 CD4⁺T_RM细胞是储存未翻译细胞因子 mRNA 的主要 T 细胞亚群，揭示了 ISR 通路及其介导的 eIF2α 磷酸化在促进 mRNA 储存和抑制翻译中的作用，并且发现激活的 CD4⁺T_RM细胞能利用储存的 mRNA 快速产生细胞因子。这些发现表明 ISR-eIF2α 通路在稳态下调节 CD4⁺T_RM细胞中细胞因子 mRNA 的翻译，为 T 细胞介导的炎症性疾病提供了一个潜在的治疗靶点，为未来开发针对免疫疾病的新疗法提供了重要的理论依据。不过，目前仍有一些问题有待进一步研究，比如 ISR 通路与其他调节 mRNA 翻译的机制之间是如何协同作用的，这还需要科学家们进一步探索。