在生命的微观世界里，免疫系统犹如一座坚固的城堡，时刻抵御着外界病原体的侵袭。而在这座城堡中，免疫细胞是守护的 “士兵”，它们的正常功能维持对于机体健康至关重要。酪氨酸激酶 2（TYK2）作为 Janus 激酶（JAK）家族的重要成员，在免疫细胞的信号传导中扮演着关键角色。然而，目前对于 TYK2 在不同免疫细胞中的具体作用机制，以及其在稳态和应激条件下的功能差异，仍存在许多未知。
为了深入探索这些未知领域，来自巴黎 - 洛德龙大学萨尔茨堡分校、维也纳兽医大学等多个国外研究机构的研究人员展开了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》上，为我们理解 TYK2 在免疫细胞中的作用提供了新的视角，也为相关疾病的治疗带来了新的希望。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过 RNA 测序（RNA-seq），对不同基因型小鼠的脾免疫细胞在稳态和不同刺激条件下的转录组进行分析，从而了解基因表达的变化情况。同时，采用染色质可及性分析（ATAC-seq），探究染色质状态的改变，以揭示 TYK2 对基因调控的深层次机制。此外，还进行了代谢细胞外通量测定、T 细胞细胞毒性测定等实验，从功能层面验证研究结果。实验所用小鼠包括 Tyk2-/-和 Tyk2K923E等基因工程小鼠，为研究 TYK2 的功能提供了有力模型。
研究结果如下：
- TYK2 和激酶失活的 TYK2 对幼稚免疫细胞转录组的影响具有细胞特异性：研究人员通过对 WT、Tyk2-/-和 Tyk2K923E小鼠的脾巨噬细胞、NK 细胞和 CD8+T 细胞进行批量 RNA 测序分析，发现 TYK2 缺陷对不同细胞类型的差异表达基因（DEG）影响不同。巨噬细胞中 DEG 数量较少且大多下调，而 NK 细胞和 CD8+T 细胞中 DEG 数量较多且有上调和下调。基因集富集分析（GSEA）表明，TYK2 在 IFN 通路中起关键作用，且各细胞类型还有额外的 TYK2 依赖性功能。转录因子（TF）基序富集分析显示，不同细胞类型中 TYK2 依赖的 DEG 具有不同的 TF 结合位点，进一步证明了其作用的细胞特异性。
- TYK2 维持细胞特异性的 tonically 表达的 ISG 模式：研究人员整理了大量的干扰素刺激基因（ISG）和干扰素抑制基因（IRepG）列表，并与三种细胞类型的转录组进行对比。结果发现，在稳态条件下，TYK2 对不同细胞类型的 ISG 特征有显著影响。巨噬细胞中 DEG 几乎全是 ISG，而 NK 细胞和 CD8+T 细胞中失调的 ISG 较少。同时，不同细胞类型的 TYK2 依赖性 ISG 特征差异较大，且具有明显的激酶依赖性。这表明 TYK2 在不同细胞类型中对 IFN 反应的调控存在差异。
- JAK-STAT 反应机制在幼稚 WT 细胞中差异表达，且 NK 细胞对 TYK2 的依赖性最强：研究人员构建了 TYK2 参与的信号通路相关基因列表，分析发现 WT 细胞中 JAK-STAT 通路各组件的表达水平存在细胞类型特异性。巨噬细胞中 TYK2 主要驱动 IFN 反应基因的表达，NK 细胞对 TYK2 的依赖性广泛，而 CD8+T 细胞对 TYK2 的依赖性较小。这说明不同免疫细胞在 JAK-STAT 通路中对 TYK2 的依赖程度不同，反映了它们在免疫反应中的不同分工。
- 稳态 Tyk2-/-NK 细胞的转录谱反映了其功能受损，且具有激酶依赖性：Tyk2 缺陷的小鼠 NK 细胞成熟和细胞毒性受损，研究人员通过分析 NK 细胞的转录组和功能，发现其转录谱与功能受损相关。大多数 NK 细胞标记和效应 RNA 在 Tyk2 突变体中下调，且线粒体功能也受到影响。然而，激酶失活的 TYK2 并不能恢复 NK 细胞的功能，这表明 TYK2 在 NK 细胞中的功能具有细胞特异性和激酶依赖性。
- TYK2 激酶活性是 CTL 活性所必需的，而幼稚 CD8+T 细胞的基础效应基因特征不依赖于 TYK2：研究表明，Tyk2 缺陷的 CD8+T 细胞缺乏细胞毒性，激酶失活的 TYK2 也无法赋予其细胞毒性。同时，TYK2 对 CD8+T 细胞的分化阶段和细胞毒性基因表达并非必需，Tyk2K923ECD8+T 细胞虽然有细胞周期基因特征的富集，但并未转化为明显的活性状态改变。
- TYK2 对早期和晚期 IFNβ 抑制基因谱不可或缺：研究人员用 IFNβ 处理 WT 和 Tyk2 突变体的细胞，发现 TYK2 对 IFNβ 抑制基因（IRepG）的调控具有细胞特异性和时间依赖性。在 NK 细胞和 CD8+T 细胞中，IRepG 的表达依赖于 TYK2 激酶活性，且早期和晚期 IRepG 具有不同的功能。这揭示了 TYK2 在 IFN 反应中的重要调控作用，不仅参与基因激活，还在基因抑制中发挥关键作用。
- 肿瘤浸润的 NK 和 CD8+T 细胞依赖激酶活性的 TYK2 来表达肿瘤微环境诱导的基因特征：研究人员对 Tyk2 缺陷的肿瘤浸润 NK 和 CD8+T 细胞进行转录组分析，发现 Tyk2 突变体的细胞失去了 WT 肿瘤浸润细胞的特征，且激酶失活的 TYK2 对转录组影响不大。这表明在肿瘤微环境中，TYK2 对维持免疫细胞的正常功能至关重要，其激酶活性对于肿瘤浸润免疫细胞的基因表达调控不可或缺。
- IFN 处理的 CD8+T 细胞的染色质可及性和转录谱重叠，TYK2K923E允许染色质重塑：通过 ATAC-seq 分析发现，IFN 处理的 CD8+T 细胞的染色质可及性变化与转录谱重叠。在启动子区域，TYK2 及其激酶失活形式对染色质可及性的影响不同，在增强子区域，TYK2 的缺失会导致染色质变化丧失，而激酶失活的 TYK2 在长期 IFN 处理后可允许一些染色质变化。这表明 TYK2 在染色质重塑和基因表达调控中具有重要作用，其激酶失活形式也能在一定程度上影响染色质结构。
综合研究结论和讨论部分，这项研究深入揭示了 TYK2 在小鼠免疫细胞中的多种作用机制。TYK2 在不同免疫细胞中的功能具有高度的细胞特异性，无论是在稳态还是应激条件下，其对 IFN 反应的调控都起着关键作用。同时，研究还发现了 TYK2 在基因抑制方面的新功能，为我们理解 IFN 信号通路的调控提供了新的视角。此外，研究结果对于目前和未来使用 TYK2 抑制剂治疗自身免疫性和炎症性疾病具有重要意义，有助于我们更好地理解药物的作用机制和潜在副作用，为精准治疗提供理论依据。总之，该研究为免疫细胞生物学和相关疾病治疗的研究开辟了新的方向，具有重要的科学价值和临床应用前景。
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