今天讲的这篇文章,有点意思,这个是双阴性T细胞与中性粒细胞之间的互作。这篇文章就是首都医科大学北京友谊医院张栋教授团队,发表在18.8分的Sci Bull (Beijing)上的文章,这篇文章讲的是TCRαβ+的CD4、CD8双阴性T细胞(TCRαβ+也就是指这个T细胞的膜表面T细胞受体,这个涉及的是TCR信号通路,这种T细胞是αβ亚基的,不熟悉的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列的TCR信号通路),这篇文章的研究中,这种双阴性T细胞可以通过膜表面的CD39和CD73,对T细胞和中性粒细胞进行调节,缓解HIRI(肝脏缺血再灌注损伤)症状,我们就一起来看看他们做了点什么吧:
首先他们关注的是DNT,也就是双阴性T细胞,通过之前的单细胞测序结果,他们将T细胞分成了三类(下图的UMAP图,画的也就是个意思,本身的单细胞测序结果,就是通过不同的基因表达作为主成因,然后在多重的主成因结果产生后进行降维得到的图像,不清楚的话,可以去看看《列文虎克读文献》和《夏老师带你读文献》),即DNT和CD8+ T细胞以及CD4+ T细胞,对于DNT他们又细分成了三个不同的细胞亚群。在这些细胞亚群中,他们发现DNT中CD39的表达明显增高,其中cDNT这个亚群表达最高,同时,T细胞中也都会表达CD73:
CD39和CD73其实都是对于细胞外ATP进行降解的,CD39可以把细胞损伤后泄露出来的细胞外ATP水解成AMP,而CD73则会将AMP转化成ADO(腺苷)。于是他们对这一个高表达CD39的双阴性T细胞亚群产生了兴趣,由于HIRI后,由于细胞损伤,会产生大量的细胞外ATP。这类高表达CD39的DNT则可能会通过降解ATP,缓解HIRI症状。首先他们敲除了cDNT上的CD39,然后查看加入细胞外ATP后,ATP的水解情况(这其实就是柯霍氏法则的验证,通过移除关键的CD39这个因素,来查看cDNT对于细胞外ATP的水解功能是否受到影响,不清楚柯霍氏法则的话,可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》)。结果发现敲除了CD39之后,cDNT的水解ATP功能被抑制。而将cDNT分别与T细胞或中性粒细胞共培养后,他们则发现,在加入细胞外ATP后,cDNT细胞上CD39的缺陷,可能会造成T细胞死亡,或抑制中性粒细胞活化。而使用无法被CD39水解的ATPγs,也能促进cDNT细胞的凋亡:
那么既然CD39是通过水解ATP后,得到AMP,再由CD73将之转换为ADO的。于是他们提出了假设,假设ADO的受体,可能参与细胞外ATP对cDNT以及中性粒细胞的影响(这里其实就是对于原有假设进行了迭代,通过已知的CD39的功能,以及CD39/CD73对于细胞外ATP的降解,提出了ADO是否会参与功能这个新的假设,假设通过迭代后,才能更好地推进课题进展,不清楚假设和假设迭代的话,可以去看看《科研的推理和逻辑:从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列)。他们首先筛选出中性粒细胞上的ADO受体,然后对其进行了敲除,结果发现中性粒细胞上ADO受体A2AR和A2BR的敲除,与敲除了cDNT细胞上的CD39有异曲同工的作用,缓解了中性粒细胞的死亡,也就是NETosis。而另一方面在培养cDNT的过程中,加入ADO会促进cDNT上的A2AR表达升高,而加入ADO之后,可以缓解cDNT细胞的死亡。细胞外ADO通过A2AR诱导中性粒细胞凋亡,同时还会调节cDNT活力以及其抑制活性:
那么ADO激活了A2AR后,在cDNT细胞中,激活了什么信号通路呢?通过敲减A2AR后的转录组分析,他们发现FOXO1下游的信号通路被激活了。而FOXO1上游,抑制其活化的AKT的活性被明显抑制(这里就不得不回去再复习一下FOXO信号通路和PI3K-AKT信号通路了,AKT磷酸化激活后,会通过磷酸化FOXO1抑制其活性,不熟悉这些信号通路的话,可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列里的FOXO信号通路和PI3K-AKT信号通路)。通过验证他们发现,ADO的确能抑制AKT的磷酸化,并促进FOXO1的激活。而FOXO1会结合NKG2D、NKG2C、CD94和存活素的启动子区域,并激活转录。在使用ADO刺激的cDNT,以及NKG2D拮抗剂,能影响促进中性粒细胞的凋亡,并抑制NETosis:
最后,他们分析了CD39缺陷对于HIRI肝损伤的影响,明确了CD39有助于cDNT在HIRI中的治疗效果。而另一方面他们也检测了cDNT的A2AR缺陷,对于HIRI过程中对于肝损伤的影响,结果发现cDNT的A2AR缺陷,在体内消除了HIRI中的cDNT保护:
最后,就形成了这样的示意图,HIRI肝损伤导致大量的细胞外ATP产生,而细胞外ATP通过cDNT细胞亚群中的CD39和CD73,转化成了腺苷,腺苷通过其在cDNT细胞上的受体A2AR,抑制了cDNT细胞内的AKT磷酸化,促进了FOXO1的活化,转录激活了NKG2D、NKG2C、CD94和存活素等基因,提高了cDNT细胞的存活率,通过NKG2D的表达增强了其对于中性粒细胞的免疫抑制效果。而另一方面腺苷会通过中性粒细胞上的ADO受体A2AR和A2BR,促进中性粒细胞的凋亡,抑制中性粒细胞的NETosis,并且抑制中性粒细胞中炎症因子的产生:
这篇文章的思路还是挺清晰的,通过cDNT细胞亚群上CD39和CD73的表达增多,提出ATP腺苷代谢变化的影响,进而分析了ADO以及其受体对于cDNT免疫抑制的功能。好了,今天就先策到这里吧,有兴趣的话可以看看原文,祝你们心明眼亮。
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