清華醫(yī)學(xué)院董晨課題組合作在《自然》報(bào)道T細(xì)胞功能調(diào)控的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子
清華新聞網(wǎng)3月7日電 北京時(shí)間2月28日，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院董晨課題組和陸軍軍醫(yī)大學(xué)全軍臨床病理學(xué)研究所卞修武團(tuán)隊(duì)合作在《自然》雜志發(fā)表題為“genome-wide analysis identifies Nr4a1 as a key mediator of T cell dysfunction”（ 全基因組分析揭示NR4A1 是調(diào)控T細(xì)胞失能的關(guān)鍵因子）的研究論文, 在T細(xì)胞功能調(diào)控領(lǐng)域取得重要進(jìn)展, 為腫瘤免疫治療提供了新的靶點(diǎn)。
相對(duì)于活化T細(xì)胞識(shí)別殺傷入侵病原體，T細(xì)胞對(duì)自身抗原的耐受是防止自身免疫疾病的重要機(jī)制。在T細(xì)胞激活過(guò)程中，活化性共刺激分子(B7.1，B7.1，和B7h)以及抑制性共刺激分子(CTLA-4，PD-1，B7H3，B7S1等)的多寡決定了T細(xì)胞活化或者耐受的命運(yùn)。當(dāng)抑制性共刺激分子主導(dǎo)時(shí)，T細(xì)胞分化成耐受T細(xì)胞。研究者利用同時(shí)缺失主要共刺激分子B7.1, B7.2和B7h的抗原遞呈細(xì)胞將CD4+ T細(xì)胞分化成耐受T細(xì)胞(圖1) 。轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合表觀(guān)組-組蛋白甲基化（H3K4me3和H3K27me3）分析發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于效應(yīng)性T細(xì)胞亞型(Th1,Th2,Th17)，耐受T細(xì)胞展現(xiàn)獨(dú)特的基因表達(dá)及表觀(guān)修飾特征—效應(yīng)基因表達(dá)大量下調(diào)，耐受及耗竭相關(guān)基因上調(diào)； 轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子區(qū)的H3K4me3修飾水平總體下降。
圖1為耐受CD4+ T細(xì)胞的H3K4me3 修飾特征
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)核受體家族轉(zhuǎn)錄因子-NR4A1在耐受T細(xì)胞穩(wěn)定高表達(dá)；過(guò)表達(dá)NR4A1抑制T細(xì)胞的增殖以及效應(yīng)功能，而NR4A1-/- T細(xì)胞效應(yīng)功能過(guò)度活化，免疫耐受調(diào)節(jié)喪失，并能促發(fā)T細(xì)胞介導(dǎo)的腸炎。這些體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明NR4A1是調(diào)控T細(xì)胞活化或者免疫耐受的關(guān)鍵因子。
阻斷T細(xì)胞免疫檢查點(diǎn)是腫瘤免疫治療的重要策略。重要的是，在小鼠淋巴瘤模型中，研究者發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤(rùn)的耗竭CD8+ T細(xì)胞大量表達(dá)NR4A1，而在anti-PD1治療組中，伴隨著腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞殺傷活力的部分恢復(fù)，NR4A1表達(dá)水平以及結(jié)合在開(kāi)放染色質(zhì)的數(shù)量顯著下調(diào)。進(jìn)一步的T細(xì)胞過(guò)繼實(shí)驗(yàn)證明敲除NR4A1賦予CD8+ T細(xì)胞更強(qiáng)的效應(yīng)功能，更好地抵御腫瘤以及病毒的耗竭微環(huán)境的能力(圖2)。
圖2為NR4A1 表達(dá)水平與CD8+ T細(xì)胞的腫瘤殺傷能力成負(fù)相關(guān)
研究者進(jìn)一步通過(guò)NR4A1 過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析以及ChIP-seq 實(shí)驗(yàn)探究NR4A1調(diào)控T細(xì)胞功能失常的分子機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，在耐受T細(xì)胞中，NR4A1的染色質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)與調(diào)控T細(xì)胞活化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子AP-1的位點(diǎn)一致。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NR4A1能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合AP-1在染色質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)，從而阻抑AP-1-調(diào)控效應(yīng)分子的表達(dá)。同時(shí)，NR4A1 結(jié)合位點(diǎn)與染色質(zhì)超級(jí)增強(qiáng)子區(qū)域[Super enhancer]組蛋白乙?；?(H3K27ac)水平正相關(guān)：過(guò)表達(dá)NR4A1增強(qiáng)該區(qū)域的H3K27ac水平，進(jìn)而上調(diào)免疫耐受和耗竭相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄；而敲除NR4A1 下調(diào)這些位點(diǎn)的H3K27ac (圖3)。上述研究鑒定了以NR4A1為核心的轉(zhuǎn)錄調(diào)控T細(xì)胞耐受及耗竭新機(jī)制。
圖3. NR4A1 轉(zhuǎn)錄調(diào)控T細(xì)胞功能失常
本文共同第一作者分別是劉新東（陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院全軍臨床病理學(xué)研究所教授，董晨教授的前博士后)、王云（陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院病理學(xué)研究所卞修武教授研究生）、路惠平（清華大學(xué)董晨課題組成員）, 董晨、劉新東、卞修武是共同通信作者，其他合作者包括清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院董晨教授課題組、西南醫(yī)院病理學(xué)研究所、美國(guó)MD Anderson癌癥中心、西雅圖系統(tǒng)生物學(xué)研究所、陸軍軍醫(yī)大學(xué)全軍醫(yī)學(xué)院、中山大學(xué)眼科中心和中科院上海生命科學(xué)研究院等單位研究人員。研究工作得到科技部（國(guó)家重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目）、國(guó)家自然科學(xué)基金委、北京市科委、重慶市科委等資助。
供稿：醫(yī)學(xué)院 編輯：趙姝婧 審核：周襄楠
