腸上皮是大量上皮內(nèi)T細(xì)胞的家園，包括主要的腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IELs），以及較少的上皮內(nèi)先天淋巴細(xì)胞（ILCs）。IELs的激活失調(diào)是導(dǎo)致乳糜瀉和炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制。誘導(dǎo)IELs激活的機(jī)制被廣泛研究，但調(diào)節(jié)IELs的機(jī)制仍然不完全明確。2023年12月，《Nature immunology》雜志上發(fā)表了一篇題為“The transcription factor Aiolos restrains the activation of intestinal intraepithelial lymphocytes”的文章，在這項(xiàng)研究中，研究者發(fā)現(xiàn)由IKZF3編碼的Ikaros鋅指家族成員Aiolos通過減弱IL-15信號(hào)傳導(dǎo)，在一定程度上控制了非常規(guī)T細(xì)胞群（uIELs）中編碼NK1.1等其他NK受體、細(xì)胞毒性介質(zhì)和IFN-γ的表達(dá)。Aiolos通過與STAT5和RUNX家族成員協(xié)調(diào)的表觀遺傳修飾調(diào)節(jié)uIELs的效應(yīng)程序，從而得以控制腸道炎癥。

研究者通過流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)Ikzf3^?/? uIELs中NK受體NK1.1的表達(dá)量高于Ikzf3^+/+ uIELs。Ikzf3^?/?小鼠的IEL亞群表型分析表明，NK1.1在CD45⁺CD3⁺ TCRγδ⁺細(xì)胞群(γδ uIELs)和CD45⁺CD3⁺TCRγδ ^-TCRαβ⁺CD4 ^-CD8β^-CD8α⁺細(xì)胞群(DN uIELs)以及CD45⁺CD3⁺TCRγδ ^-TCRαβ⁺CD4⁺CD8β^-CD8α⁺細(xì)胞群（DP IELs）都有表達(dá)。RNA測(cè)序結(jié)果證明，Ikzf3^?/? γδ uIELs和Ikzf3^?/? DN uIELs表現(xiàn)出廣泛的重編程，NK受體、顆粒酶、各種細(xì)胞因子和趨化因子以及抗凋亡分子Bcl2、檢查點(diǎn)抑制劑和細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)劑Lair1、Lag3和Socs3的表達(dá)量上調(diào)，說明了Aiolos在uIELs中表達(dá)且可以抑制uIELs的激活程序。隨后研究者將遺傳標(biāo)記的Ikzf3^+/+和Ikzf3^?/?小鼠骨髓共同注射到亞致死輻照的Rag1^?/?小鼠中，發(fā)現(xiàn)Aiolos以細(xì)胞固有的方式抑制了NK受體、細(xì)胞毒性酶和IFN-γ在 γδ uIELs和DN uIELs中的表達(dá)。（見圖1）

圖1 Aiolos調(diào)控uIELs的激活

（圖片來源于《Nature immunology》雜志）

從Ikzf3^+/+和Ikzf3^-/-小鼠的小腸上皮中分離出活性CD45⁺細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞RNA-seq（scRNA-seq）測(cè)序并進(jìn)行可視化分析。CD8αα⁺ uIELs計(jì)算重新聚類后，區(qū)分出三種主要的集群:Tcf7⁺ uIELs、Tcf7^?Il2rb^hi uIELs和Tcf7^?Il2rb^lo uIELs。測(cè)序數(shù)據(jù)顯示，Tcf7^?Il2rb^hi在每個(gè)基因型中形成了一個(gè)單獨(dú)的簇，Tcf7^?Il2rb^lo在Ikzf3^?/?中的含量低于Ikzf3^+/+，而其他集群受Aiolos缺乏的影響較小。Ikzf3^?/? uIELs中上調(diào)的基因包括Ccl4、Ifng、顆粒酶基因和NK受體基因。從三個(gè)集群的差異基因火山圖顯示，Ikzf3缺失在Tcf7^?Il2rb^hi集群中的影響最為明顯，與Ikzf3^+/+ uIELs相比，Ikzf3^?/? uIELs中顆粒酶和NK受體等效應(yīng)基因上調(diào)。綜上所述，Aiolos缺陷優(yōu)先影響Tcf7^?Il2rb^hi CD8αα⁺ uIELs，增強(qiáng)與激活受體和效應(yīng)功能相關(guān)的基因表達(dá)程序。（見圖2）

圖2 Aiolos影響CD8αα⁺ IELs的Tcf7^-Il2rb^hi亞群

（圖片來源于《Nature immunology》雜志）

流式細(xì)胞術(shù)分析了Ikzf3^+/+和Ikzf3^?/?小鼠CD8αα⁺ uIELs中TCF1（由Tcf7編碼）和CD122（由Il2rb編碼）的蛋白表達(dá)情況。CD8αα⁺ uIELs包含三個(gè)細(xì)胞亞群：TCF1⁺ uIELs，TCF1^-CD122^hi uIELs和TCF1^-CD122^lo uIELs。Nk1.1在Ikzf3^?/?和Ikzf3^+/+ uIELs中的表達(dá)都是在TCF1^-CD122^hi uIELs中最高。從Ikzf3^?/?和Ikzf3^+/+小鼠小腸的不同片段中純化CD45⁺細(xì)胞，在Ikzf3^?/?小鼠中，NK1.1的表達(dá)在十二指腸的uIELs中最高，遠(yuǎn)段的uIELs逐漸減少。γδ uIELs和DN uIELs的流式細(xì)胞分析顯示，IL-15以劑量依賴的方式誘導(dǎo)NK1.1的表達(dá)，在Ikzf3^?/? uIELs中的表達(dá)量更高。（見圖3）

圖3 Aiolos缺失導(dǎo)致IELs對(duì)IL-15的超敏反應(yīng)

（圖片來源于《Nature immunology》雜志）

為了明確激活IELs的炎癥反應(yīng)是否會(huì)協(xié)同降低Aiolos表達(dá)，研究者給Ikzf3^+/+小鼠腹腔注射多肌苷:多胞酸（poly-I:C）形成炎癥模型。1天后與空載對(duì)照組小鼠相比，給藥組中Aiolos在γδ uIELs和DN uIELs中的表達(dá)明顯下調(diào)。與單獨(dú)使用IL-2和IL-15培養(yǎng)的uIELs相比，這兩種刺激都下調(diào)了Aiolos在uIELs中的表達(dá)，表明炎癥條件下調(diào)了Aiolos的表達(dá)。接著，研究者構(gòu)建了一個(gè)急性結(jié)腸炎模型，發(fā)現(xiàn)與Ikzf3^fl/fl uIELs相比，E8I^Cre Ikzf3^fl/fl uIELs中NK1.1和顆粒酶C表達(dá)量更高。用葡聚糖硫酸鈉（DSS）處理Ikzf3^fl/fl和E8I^CreIkzf3^fl/fl小鼠4天后，E8I^CreIkzf3^fl/fl小鼠比Ikzf3^fl/fl小鼠表現(xiàn)出更多的糞便血，更短的結(jié)腸長(zhǎng)度，更突出的潰瘍和更高的隱窩損傷，表明CD8α⁺細(xì)胞Aioloos缺乏加重了化學(xué)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。（見圖4）

圖4 炎癥條件控制Aiolos表達(dá)

（圖片來源于《Nature immunology》雜志）

對(duì)Aiolos結(jié)合位點(diǎn)相關(guān)基因的通路分析顯示，TCR信號(hào)通路和NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性通路富集。利用Homer de novo對(duì)Aiolos結(jié)合位點(diǎn)富集的基序進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)IKZF普遍結(jié)合GGGAA基序。將CUT&RUN-seq分析中與Aiolos結(jié)合位點(diǎn)相關(guān)的基因與RNA-seq分析中的差異表達(dá)基因（DEGs）進(jìn)行比較，研究者發(fā)現(xiàn)Aiolos結(jié)合基因包括NK細(xì)胞受體，細(xì)胞毒性酶，趨化因子和Aiolos靶基因如Irf8。通過比較STAT5和Aiolos的全基因組分布，數(shù)據(jù)表明Aiolos-STAT5重疊區(qū)域位于NK受體，顆粒酶B和趨化因子。另外，研究者發(fā)現(xiàn)Aiolos結(jié)合區(qū)與其他轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)重疊，并在RUNX基元中特異性富集。Aiolos和RUNX結(jié)合位點(diǎn)的全基因組分布比較顯示，γδ uIELs和DN uIELs中分別有4250個(gè)和2289個(gè)與RUNX1重疊，γδ uIELs和DN uIELs中分別有726個(gè)和351個(gè)與RUNX3重疊。綜上所述，這些數(shù)據(jù)表明Aiolos可能與STAT5和RUNX家族成員協(xié)同調(diào)節(jié)某些基因組位點(diǎn)的基因表達(dá)。（見圖5）

圖5 Aiolos在IEL效應(yīng)基因和STAT5結(jié)合區(qū)附近結(jié)合

（圖片來源于《Nature immunology》雜志）

研究者使用轉(zhuǎn)座酶染色質(zhì)可及性測(cè)序（ATAC-seq）測(cè)定了相同uIEL亞群中染色質(zhì)可及性的全局變化。對(duì)乙酰化組蛋白H3Lys27（H3K27ac）峰進(jìn)行分析顯示，與Ikzf3^+/+ γδ uIELs相比，Ikzf3^?/?中的乙?；潭雀?。Ikzf3^?/?γδ uIELs和DN uIELs中的H3K27ac峰與Ikzf3^?/? γδ uIELs和DN uIELs中上調(diào)的基因相關(guān)，包括NK受體、趨化因子和顆粒酶C。Ikzf3^?/? uIELs中更易接近的染色質(zhì)區(qū)域與NK受體、趨化因子和Aiolos靶基因相關(guān)，表明啟動(dòng)子和增強(qiáng)子區(qū)域的ATAC差異峰也與DEGs相關(guān)。綜上所述，Aiolos調(diào)節(jié)染色質(zhì)可及性，促進(jìn)組蛋白去乙?；?，并可能干擾其他轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)IEL效應(yīng)基因的表達(dá)，包括NK受體、趨化因子和顆粒酶。（見圖6）

圖6 Aiolos在uIELs中形成不同的表觀遺傳景觀

（圖片來源于《Nature immunology》雜志）

總的來說，這些發(fā)現(xiàn)說明Aiolos在抑制uIEL中NK受體、細(xì)胞毒性介質(zhì)、趨化因子和IFN-γ表達(dá)方面具有關(guān)鍵作用，可能有助于解釋炎癥性腸病與Aiolos表達(dá)之間的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)調(diào)了Aiolos在維持腸道穩(wěn)態(tài)和預(yù)防炎癥中的重要意義。

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