在一项新的研究中，来自美国圣犹大儿童研究医院的研究人员鉴定出辅助性T细胞的一个亚群，这可能有助于人们重新认识和治疗慢性的衰弱性炎症性疾病。相关研究结果于2018年12月19日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Metabolic heterogeneity underlies reciprocal fates of TH17 cell stemness and plasticity”。
图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0806-7。
这项研究着重关注一类称为Th17的辅助性T细胞。Th17细胞有助于发起抵抗真菌感染和其他威胁的免疫反应。这些细胞也能够促进多发性硬化症和类风湿性关节炎等自身免疫性疾病中的破坏性炎症。
众所周知，Th17细胞具有功能适应性（可塑性），但是这种协助调节它们的可塑性的机制仍然是不清楚的。
如今，在这项新的研究中，这些研究人员鉴定出Th17细胞中的一个新的亚群，它在功能和代谢上不同于与慢性炎症相关的Th17细胞。他们报道这两个Th17细胞亚群表达独特的调节不同基因活性的转录因子。他们证实基因表达和细胞功能部分上是由代谢调节的。
论文通讯作者、圣犹大儿童研究医院免疫学系研究员hongbo chi博士说，“这些结果提供了一个缺失的环节，有助于解释th17细胞的可塑性，包括解释细胞功能如何发生变化的细胞过程和代谢在调节这个过程中的作用。鉴定出这个新的th17细胞亚群为开发有效治疗慢性炎症性疾病的方法提供了新途径。”
代谢活性调节基因表达
这项新的研究建立在Chi及其同事们之前的研究结果之上。他们之前的研究强调了蛋白复合物mTORC1和代谢活性作为T细胞活化和发挥功能的重要调节因子。mTORC1通过协调细胞代谢和转录来协助调节细胞生长和代谢。
在这项新的研究中，这些研究人员使用人类多发性硬化症的小鼠模型和系统生物学工具，包括单细胞RNA测序和全基因组染色质可及性测定，进而证实代谢活性和mTORC1在调节Th17细胞功能中发挥着重要的作用。
这些研究人员发现在Th17细胞中，破坏它们的mTORC1功能或者降低代谢活性会改变基因表达，从而有利于转录因子TCF-1的表达。TCF-1启动与造血干细胞相关的基因表达。造血干细胞是未成熟的细胞，能够分化为具有更多特定功能的细胞。增加TCF-1表达导致Th17细胞更加类似于干细胞（stem-like）并且保持在静止状态。
相反之下，Th17细胞中较高的代谢活性有利于表达一种不同的转录因子：T-bet。T-bet与干扰素γ水平升高有关，其中干扰素γ促进炎症产生，由另一种类型的称为Th1细胞的辅助性细胞表达。
科学家们已知道像Th1细胞一样发挥作用的Th17细胞是多发性硬化症等慢性炎症性疾病的一种特征。这项新的研究发现破坏mTORC1或代谢活性可在实验室里阻断Th17细胞中的Th1样特征以及小鼠体内的神经炎症。
临床希望
当前，这些研究人员正在开展研究以便确定这个新鉴定出的Th细胞亚群，即具有TCF-1表达和干细胞样特征的Th17细胞，是否通过充当可用于再供应促进炎症的Th17细胞的细胞库来促进促进炎性疾病产生。Chi说，“发现一个干细胞样Th17细胞亚群可能为治疗慢性炎症性疾病开辟了新的治疗途径。”
参考资料：Peer W. F. Karmaus et al. Metabolic heterogeneity underlies reciprocal fates of TH17 cell stemness and plasticity, Nature (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0806-7.
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