在人体复杂的免疫防御网络中，肠道黏膜屏障作为抵御外界病原体的第一道防线，其稳态维持依赖于多种免疫细胞的精密调控。其中，第3组固有淋巴细胞（Group 3 innate lymphoid cells, ILC3s）作为肠道黏膜中的重要免疫细胞群体，在维持肠道稳态和防御细菌感染中发挥着关键作用。这些组织驻留的免疫细胞能够快速响应炎症信号，通过产生白细胞介素22（IL-22）等细胞因子，激活上皮细胞的STAT3信号通路，促进抗菌肽的表达，从而增强肠道屏障功能。
然而，尽管ILC3s的重要性已得到广泛认识，科学家们对其表观遗传调控机制，尤其是RNA修饰方面的了解仍然有限。在众多的RNA修饰中，N1-甲基腺苷（m1A）修饰是最为保守和丰富的转录后修饰之一，其中tRNA上的m1A58修饰对维持tRNA稳定性和促进蛋白质翻译至关重要。该修饰由甲基转移酶复合物（催化亚基TRMT61A和非催化亚基TRMT6）催化，可被去甲基酶ALKBH1逆转。虽然m1A修饰在多种癌症进展中发挥作用，但其在免疫系统，特别是在ILC3s中的功能尚不明确。
为了探索tRNA m1A修饰在免疫系统中的作用，研究人员重新分析了小肠CD45+免疫细胞的单细胞RNA测序数据，发现Trmt61a主要在ILC3s、树突状细胞和浆细胞样树突状细胞中表达，其中在ILC3s中的表达水平最高。这一发现提示TRMT61A可能在人ILC3生物学中扮演重要角色。
研究采用的主要技术方法包括：利用CRISPR-Cas9系统构建Trmt61afl/fl小鼠并与Rorccre小鼠杂交获得ILC3特异性TRMT61A缺陷小鼠；通过流式细胞术分析肠道免疫细胞群体；进行RNA测序和生物信息学分析；建立DSS诱导的结肠炎和鼠柠檬酸杆菌感染模型；使用16S rRNA测序分析肠道菌群；进行粪便微生物移植实验；采用实时定量PCR检测基因表达。
Trmt61a表达及其在肠道ILC3稳态中的作用
研究人员发现，与对照Trmt61afl/fl小鼠相比，Trmt61a△Rorc小鼠小肠和结肠中ILC3s的Trmt61a表达显著降低。即使在稳态条件下，Trmt61a△Rorc小鼠肠道中ILC3s的百分比和数量也显著减少，而总CD4+ T细胞和RORγt+CD4+ T细胞的百分比和数量没有差异。更重要的是，Trmt61a△Rorc小鼠肠道中所有三个ILC3s亚群（NKp46+ ILC3s、CCR6+ ILC3s和NKp46-CCR6-双阴性ILC3s）的数量均显著降低，产生IL-22的ILC3s数量也明显减少。骨髓嵌合实验表明，Trmt61a△Rorc小鼠中ILC3s的减少并非发育缺陷所致。
TRMT61A对肠道ILC3s增殖和凋亡的影响
转录组测序分析显示，与对照组相比，Trmt61a缺陷的ILC3s中有151个基因显著下调，195个基因显著上调。与细胞周期和增殖相关的基因（如Ccna2、Cdca3和E2f1）在Trmt61a缺陷的ILC3s中显著下调，而促凋亡基因Casp6表达显著增加，抗凋亡基因Birc5明显减少。基因集富集分析表明，G2/M检查点信号在对照ILC3s中富集，而在TRMT61A缺陷细胞中缺失。基因本体分析发现，TRMT61A缺陷的ILC3s中下调基因与细胞分裂和凋亡过程调控相关。Annexin V/7-AAD染色显示，Trmt61a△Rorc小鼠肠道ILC3s早期凋亡细胞显著增加。
微生物群调控TRMT61A介导的ILC3稳态
16S rRNA测序显示，Trmt61a△Rorc小鼠粪便微生物群组成发生显著变化，α多样性增加。在科水平上，Trmt61a△Rorc小鼠粪便样本中Muribaculaceae显著减少，这些细菌是肠道中单糖利用的关键菌群，对短链脂肪酸的产生至关重要。有趣的是，在2周龄的幼年Trmt61a△Rorc小鼠中，ILC3s的百分比和数量与对照相当，而成年小鼠中出现ILC3缺陷。抗生素处理能使成年Trmt61a△Rorc小鼠的总ILC3和IL-22+ ILC3数量恢复正常水平，腹腔注射IL-22也能部分恢复Trmt61a△Rorc小鼠的ILC3数量。粪便微生物移植实验进一步证实，接受Trmt61a△Rorc来源微生物群的野生型受体小鼠肠道ILC3s百分比和总数显著减少。
TRMT61A对ILC3介导的保护性免疫至关重要
在DSS诱导的肠道炎症模型中，Trmt61a△Rorc小鼠结肠中总ILC3s和IL-22+ ILC3s的百分比和数量显著降低，IL-17A+ ILC3s数量也明显减少，而CD4+ T细胞数量无差异。Trmt61a△Rorc小鼠体重减轻更明显，结肠缩短更严重，疾病病理评分更高，上皮细胞中IL-22下游基因Reg3a和Reg3g表达降低。抗生素预处理能部分改善Trmt61a△Rorc小鼠的结肠炎症状。在鼠柠檬酸杆菌感染实验中，感染后ILC3s中TRMT61A表达显著增加，Trmt61a△Rorc小鼠感染5天后结肠中总ILC3s和IL-22产生性ILC3s百分比和数量显著减少，Ki-67+ ILC3s百分比降低，体重减轻更严重，结肠缩短更明显，疾病病理更严重，粪便细菌载量更高。
本研究建立了TRMT61A通过增强肠道ILC3s增殖和存活，从而保护小鼠抵抗实验性肠道损伤和肠道细菌感染的模型。TRMT61A通过调控细胞增殖和凋亡相关基因的转录，维持肠道ILC3s的稳态。TRMT61A缺陷导致ILC3s中IL-22+细胞数量减少，引起微生物群失调，这种失调改变肠道微环境，进一步加剧ILC3s的减少。细菌定植及其代谢产物可能通过影响tRNA m1A58修饰，促进ILC3激活和增殖所需的快速蛋白质合成。
Trmt61a△Rorc小鼠中IL-22产生性ILC3s的减少与炎症性肠病患者中的观察结果一致，表明类似机制可能在炎症性肠病中发挥作用，炎症可能抑制TRMT61A表达，从而削弱ILC3功能。这项研究显著增进了对m1A修饰在ILC3s中生物学作用的理解，强调了TRMT61A作为炎症性肠病及相关疾病治疗干预的潜在靶点。
