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Immunity | 记忆CD8+ T细胞组织驻留特征的复杂性

BioArt · 公众号 · 生物 · 2024-12-26 08:33

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撰文 | 格格

记忆CD8 ⁺ T细胞在免疫系统中扮演着至关重要的角色，它们负责控制感染和癌症，并通过缺乏循环的特性驻留在各种组织中。根据迁移模式，记忆CD8 ⁺ T细胞可分为 循环记忆T细胞 （ Tcirc ）和 组织驻留记忆T细胞 （ Trm ） 【1-3】 。由于迁移评估的难度和局限性，研究人员通常使用表面标记和基因表达特征作为组织驻留的指标。然而，这些指标的有效性和普适性一直存在争议，因为它们可能受到多种因素的影响，例如：不同组织的微环境会影响记忆CD8 ⁺ T细胞的表型和基因表达；抗原的分布和持续时间会影响记忆CD8 ⁺ T细胞的分化状态和驻留模式；慢性感染会导致记忆CD8 ⁺ T细胞在组织中的积累，而急性感染则可能导致它们在血液中的循环；炎症、微生物暴露等环境因素也会影响记忆CD8 ⁺ T细胞的表型和功能。目前，识别Trm细胞的研究方法存在一些局限性。因此，为了更准确地识别Trm细胞并理解其生物学特性，需要开发新的研究方法。

2024年12月20日，来自美国明尼苏达大学微生物学和免疫学系的 David Masopust 研究团队在 Immunity 杂志发表题为 Deep profiling deconstructs features associated with memory CD8 ⁺ T cell tissue residence 的研究论文，该研究 揭示了记忆CD8 ⁺ T细胞驻留的复杂机制，并发现现有Trm细胞识别方法存在局限性，但仍可利用多参数流式细胞术策略提高识别准确性。

研究人员通过小鼠双生手术（选择两种不同基因型的 C57BL/6J 小鼠，分别是Thy1.1 ⁺ 和CD45.1 ⁺ ），评估了记忆CD8 ⁺ T细胞在不同组织中的驻留比例。他们发现，组织位置是影响Trm细胞驻留的重要因素。例如，唾液腺和小肠中的记忆CD8 ⁺ T细胞是主要驻留的组织，而肝脏中的驻留比例较低，脾脏中的驻留比例更低。此外，抗原分布和持续时间也会影响Trm细胞的驻留。例如，急性感染模型（如静脉注射VSV或腹腔注射LCMV）中，记忆CD8 ⁺ T细胞主要驻留在感染部位，而在慢性感染模型（如静脉注射LCMV Cl13）中，记忆CD8 ⁺ T细胞则在多种组织中广泛驻留。

研究人员评估了常见Trm细胞表面标记与驻留比例的相关性。他们发现，单个表面标记的识别能力有限。例如，CXCR6在Trm细胞和非Trm细胞中均有表达，而CD101则严格识别Trm细胞。此外，一些表面标记的表达强度差异较大，难以进行定量分析。更重要的是，CD69和CD103的表达也受到宿主环境和近期刺激的影响，例如，在污染小鼠中，小肠中的CD103 ⁺ Trm细胞比例较低，而在SPF小鼠中，许多近期迁移到组织的P14细胞表达CD69。这些结果表明，表面标记的表达可能受到多种因素的影响，不能单独用于Trm细胞的识别。

研究人员通过RNA测序，比较了静息Trm细胞、循环记忆T细胞和最近刺激的T细胞的基因表达谱。他们发现，静息Trm细胞与循环记忆T细胞存在明显的转录差异，而与最近刺激的T细胞的转录特征则更为相似。静息Trm细胞中上调的基因包括Cd38、P2rx7、Cd160和Itga1等，下调的基因包括Klf2、Klrg1、Il18r1和Sell等。这些结果表明，静息Trm细胞具有独特的转录特征，可能与它们的驻留状态和功能相关。

研究人员利用PhenoGraph算法，对多种表面标记的组合进行聚类分析，以区分Trm细胞和循环记忆T细胞。他们发现，多参数流式细胞术可以更好地识别Trm细胞，例如，P2RX7和CD62L可以帮助区分骨髓中的Trm细胞和循环记忆T细胞。然而，由于存在组织特异性表型异质性，以及新近迁移到组织的细胞可能表达Trm细胞相关标记，因此无法完全准确地识别Trm细胞。

最后，研究人员探讨了不同感染模型、感染途径和预刺激条件对记忆CD8 ⁺ T细胞表型的影响。例如，在急性系统性感染模型中，i.v. VSVova感染后的记忆OT-I T细胞在皮肤中表达CD69和CD103，而i.n. PR8感染后的记忆P14 T细胞在呼吸道和脾脏中表达CD69。此外，感染经历也会影响记忆CD8 ⁺ T细胞的表型，例如，PR8特异性Trm细胞在女性生殖道中表达CD160，而LCMV Arm特异性Trm细胞则不表达CD160。这些结果表明，感染模型、感染途径和预刺激条件都会影响记忆CD8 ⁺ T细胞的表型，使其具有组织特异性和感染特异性。

图1 记忆CD8 ⁺ T细胞组织驻留的内在机制

总之， 该研究深入剖析了记忆CD8 ⁺ T细胞驻留的复杂性，并为Trm细胞的识别和功能研究提供了新的视角和策略。

原文链接：

https://www.cell.com/immunity/abstract/S1074-7613(24)00522-3

制版人：十一

参考文献

1. Sallusto, F., Geginat, J., and Lanzavecchia, A. (2004). Central memory and effector memory T cell subsets: function, generation, and maintenance. Annu. Rev. Immunol. 22, 745-763.

2. Appay, V., van Lier, R.A.W., Sallusto, F., and Roederer, M. (2008). Phenotype and function of human T lymphocyte subsets: consensus and issues. Cytometry A 73, 975-983.

3. Gerlach, C., Moseman, E.A., Loughhead, S.M., Alvarez, D., Zwijnenburg, A.J., Waanders, L., Garg, R., de la Torre, J.C., and von Andrian, U.H. (2016). The chemokine receptor CX3CR1 defines three antigen-experienced CD8 T cell subsets with distinct roles in immune surveillance and homeostasis. Immunity 45, 1270-1284.

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